供水温度对供暖效果的影响分析

供水温度对供暖效果的影响分析

王海军

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【摘要】供热系统是将热水供给到热用户的过程，从而可知供暖的效果和供水温度、流量有关。本文阐述了供水温度与设计值偏差的原因，并分析水温、流量和热量的关系。

【关键词】供水温度；热指标；节能

1概述

供热能耗包括很多方面：锅炉容量小、效率低；锅炉运行不得当；供热管网运行不匹配等等。在采暖系统运行时，通过更改运行方式，可达到节约热能的效果。达到国家规定的采暖热指标的同时，室温每多出1℃，平均多耗能5％左右（北京地区，各地区耗能情况见表1）；相反，室温每降低1℃，平均节约热能5％。

现在供暖系统中，往往为了满足末端达到所需的供暖热指标，前端室温达到26、27℃，由此可见在建筑供热节能领域仍然有很大的节能空间，这就要求国家和供热企业必须不断推进供热节能改造的力度和深度，节约国家资源，维护广大热用户的根本利益。

2供暖系统供水温度现状分析

供暖系统的过程是通过水将热源的热量传递给各用户散热器给室内供暖的。然而供水温度和室温的关系如何，现阶段供水温度怎样确定，我们可以通过以下三个基本公式得出：

图1 供热系统各参数简图

围护结构散热公式：      Q1=Kw·Fw（tn-tw）                 （1）式中： Q1——围护结构的基本耗热量，W；

Kw——围护结构的传热系数，W/（m2·℃）；

       Fw——围护结构的传热面积，m2；

       tn——采暖室内计算温度，℃；

       tw——采暖室外计算温度，℃；

散热器散热公式：        Q2=Ks·Fs【（t1g+t1h）/2-tn】         （2）式中： Q2——散热器的散热量，W；

       Ks——散热器的传热系数，W/（m2·℃）；

       Fs——散热器的散热面积，m2

       ——供热管网供水温度，℃；

       ——供热管网回水温度，℃；

热水传热公式：          Q3=4187G（tg-th）/3.6         （3）

式中： Q3——热水传递的热量，W；

       G——循环流量，m³/h；

       tg——供水温度，℃；

       th——回水温度，℃；

从散热器散热公式中我们可以看出：当所需要的热量Q2和散热器的型号（即传热系数Ks）确定时，要保证室内的达标温度，散热器的散热面积和供回水的平均温度是成反比的关系。

在不考虑外网供热损失的情况下，热源提供的热量、散热器的散热量和围护结构的耗热量应该是相等的数值，即热量守恒：Q1= Q2= Q3。由公式我们可以得出供热管网的供回水温差和流量依然是反比的关系。现阶段实际运行时，除了供水温度和设计值存在偏差外，供回水温差也达不到设计的25℃。这是由于供热主管网多采用异程系统运行。由于系统先天的存在水力失调现象，导致近端流量过大，远端流量不足。在存在水力失调的情况下，为了满足末端所需的流量，采取整个管网大流量的运行模式，温差就会小于设计供回水温差，这也是造成供水温度偏低的原因之一。

3如何改变现有状况

供热管网存在水力失调现象的时候，现普遍采取大流量的运行模式，如通过有效的控制手段解决水力失调现象后，循环流量可控的数值变小，温差变大，接近设计的温差，供水温度要相应的提高。此种运行方式解决近热远冷问题的同时，响应国家的号召，达到节电、节热的效果。

4 实际运行案例

下面以丹东爱阳镇改造实际数据为例。

4.1概况

爱阳镇现阶段供暖规划面积18.5×104㎡，为间接供暖，共分为2个换热站，钓鱼台新区站供暖面积为8.5×104㎡，凤煤新区站供暖面积为10×104㎡。寒冷期时，离站内近的用户室内温度最高达到28℃，末端用户室内温度最低达到16℃。

4.2 现有设备参数

钓鱼台新区和凤煤新区换热站站内设备参数相同

板式换热器换热面积：115㎡×2

循环泵参数：G=550 m³/h，H=32mH2O，N=75kW（工频运行）

G=666 m³/h，H=38mH2O，N=110kW（备用）

二次网实际供/回水温度为42/36℃。

4.3现有状况分析

爱阳镇实际运行循环流量平均为6kg/h·㎡，供回水温差为7℃，带入热量公式可知，实际供给热量平均为42W。此时可以看出，用户冷热分布不均，且外管网运行流量过大，导致供水温度偏离设计值，造成电能、热能的严重浪费。

4.4改造及效果

在每户入口的回水管上安装自力式流量控制阀；将原有的75kW循环水泵更换为参数为G=374m³/h，H=28mH2O，N=45kW。

循环流量普遍按照2.5kg/h·㎡调节，顶层、底层和两侧的流量适当增加。调节后如保持原有的供水温度运行，用户的室温普遍在18℃左右，室温偏低，后提高供水温度，实际供/回水温度变为48/35，抽查用户的室温普遍在20—22℃，达到理想效果，此时用户的热量为38W。

相对比改造前节约电能40％，节约热能10％。

4.5结果分析

通过爱阳镇供暖实例可以看出：改造前，循环流量偏大，此时供水温度偏低，存在水力失调现象，末端用户室温不达标为16℃，要想末端温度改善，只能提高供水温度，这样会导致用户室温集体提高，也就是末端用户将有所改善，达到18℃，前端用户会达到30℃，造成严重的浪费，不能从根本上解决问题。

根据能耗公式可看出各地区室温超标1℃，将浪费多少热能。

各地区室温升高1℃能耗的变化见下表1。

表1

改造后，解决水力失调现象，不会出现个别用户室温偏低的现象，流量控制到合理范围内，供水温度相应提高，供热管网的热用户在达到舒适温度的前提下，节约能源。如果改造后整体热网用户室温偏低，可通过提高供水温度解决问题，也就是通过质调来控制外网的供暖状况，反之，可降低供水温度，找到用户的舒适温度。

5总结

供暖系统无非是将热水供到热用户的过程，在此过程中决定热用户室温的条件只有流量和水的温度，掌握好流量、供水温度、热量之间的关系是决定整体热网情况的关键。本文就这三种关系作出分析，如何在满足热指标的前提下，经济运行，达到节能的最大化。[a1]

参考文献

[1]住房和城乡建设部发布. 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范:GB50736-2012[M]. 中国建筑工业出版社, 2012.

[1]（GB/T13754-2017）供暖散热器散热量测定方法：P7-10.

[a1]文章整体欠点深度，把最好把一些相关联的供水温度问题写写，比如地热与暖气片在一个换热站，新旧小区在一个换热站，通过区域混水解决水温与散热设备的关系