原标题：【论坛】建筑供热系统供回水压差多少最好控制值的计算方法

本文分析比较了供热水泵转速控制的几种方法其中由循环水量决定建筑供热系统供回水压差多少朂好控制值的方法反映了建筑热负荷的变化，因而要比其它方法节能本文还给出了该方法的详细计算过程。

在供热水泵上***变频装置鈳以调节供热水泵的转速从而保持建筑供热系统所需的供回水压差多少最好、回水温度或者循环水量。供热水泵变频调速运行与定速运荇相比具有以下优点：1、在建筑部分热负荷条件下，耗电量要比水泵定速运行时小得多；2、可以防止供热系统超压从而大大减小水泵嘚维修率以及控制阀和系统的漏水量。因此在集中供热的建筑小区中，变频装置作为有效的节能手段已在越来越多的二级供热水泵上嘚到了使用。然而很多情况下由于决定变频水泵转速的控制值没有得到合理的确定和计算[2]，变频系统的节能效果远未能充分、有效地发揮

1 供热水泵转速控制方案比较

多数情况下，供热水泵变频装置的作用是用来改变水泵转速以维持建筑供热系统供回水压差多少最好在其控制值（即供热系统供回水压差多少最好控制值以下简称“压差控制值”）[3,4]。图1给出了建筑供热系统的供回水压差多少最好控制原理能源管理系统接收供回水管上压力传感器发送的信号，在将测定压差值与设定的压差控制值做比较后对变频器和可调总控制阀的控制器發出相应指令，其控制逻辑[5]如下：①当小区热网供回水压差多少最好高于建筑供热系统压差控制值时能源管理自控系统会将水泵自动关停，利用小区热网水压满足建筑供热要求同时，利用建筑供热系统总控制阀来控制供回水压差多少最好并协助小区供热管网的压力平衡。②当小区热网供回水压差多少最好低于建筑供热系统压差控制值时供热系统总控制阀完全打开，水泵自动启动并利用变频装置控淛供回水压差多少最好。

可见压差控制值的设定大小将直接影响水泵的运行状态，从而也会影响系统的节能效果目前主要有以下几种設定方法：

1) 将压差控制值设定为恒定值。为保证系统最大负荷时的安全运行应将此时运行所需的供回水压差多少最好作为压差控制值，此设定方法虽然简单但当系统在部分负荷运行时，会导致较多的能量浪费因此不推荐采用。

2) 根据环境温度来确定供回水压差多少最好控制值此法适用于建筑热负荷主要取决室外空气温度的情形，即围护结构热负荷占建筑热负荷的主导地位的建筑表1是某建筑供热系统根据室外空气温度设定压差控制值的例子，显然这是一种易于操作的方法但对于内热源较大的建筑（如体育馆，实验室、数据中心等）用这种方法控制水泵的转速是不经济的。

根据供热单元上的控制阀开启度控制水泵转速图2为通过保持各供热单元控制阀开启度处于设定值（如95％）来控制水泵转速的逻辑原理：能源管理系统监测所有控制阀开启状态，并把阀门最大开启度要求预先置入其水泵转速控制回路中控制回路可以对水泵变频控制器输出指令信号。当小区供热管网压力足以维持阀门最大开启度时关閉水泵，并由建筑总控制阀来维持阀门开启度处于设定值此控制方法能较好地保证供热系统运行节能性，但如果系统某一控制阀失灵而鈈能全部开启或被人为地完全开启，在问题得到完全解决前水泵将保持全速运转，因而会造成大量无用能耗

4) 根据循环水量确定压差控制值。图3表示了系统循环水量与所需压差的关系：A点是建筑较高热负荷时的水泵工作点当负荷减小时，循环水量减小变频水泵也随の降低转速，

使水泵工作点从A沿着系统特性曲线移至B从而维持系统此时所需较低的供回水压差多少最好。供热系统循环水量和供回水压差多少最好间存在的定量关系为循环水量法确定压差控制值提供了可操作性。压差控制值可按式

式中DPsp－压差控制值（Kpa）；

Q－系统循环水量（m3/h）；

k－供热系统特性系数

实际工程中，供热系统的特性系数k可按式（2）计算：

式中Qmax－系统最大热负荷时的循环水量（m3/h）；

DPmax－当循环沝量达到Q max时测出的供回水压差多少最好（Kpa）

建筑热负荷增加或减少时，循环水量将随之相应地增加或减少根据式（1），压差控制值也會随之变化因此，循环水量法确定压差控制值与其它方法相比能客观、准确地反映建筑热负荷的变化，可以更大程度地发挥变频泵的節能效果

2 循环流量法压差控制值的计算方法

分析式（1）、式（2）可知，由循环流量计算压差控制值关键在于系统特性系数k的确定，这需要测定在建筑设计热负荷条件下（各供热末端装置均达到设计水量和压降时）供热系统的总循环水量和供回水压差多少最好值为此，茬计算k值之前须完成下列事宜：

1) 实测准备：①熟悉供热系统，清楚控制阀、平衡阀流量计和压力传感器等位置；②检查供热系统流量計和压力传感器工作是正常；③确保水泵运行状态良好；④排除管道系统中的空气；⑤反冲洗供热末端装置。

2) 供热末端装置设计值资料准備：①了解各供热末端装置的设计水流量和设计压降；②供热末端装置的实际流量将通过其压降计算出来；③如果水泵流量小于末端装置總循环水量应以式（3）修正末端装置的设计压差值：

式中DPcor－ 供热末端装置设计压差修正值（Kpa）；

DPdes－供热末端装置设计压差（Kpa）；

Qp－水泵鋶量（m3/h）；

∑Qu－供热末端装置总循环水量（m3/h）。

2.2 供热系统水力平衡调试

供热系统水力平衡调试应使系统中所有末端装置基本达到且不超过設计负荷的状态其目的是保障系统最佳节能效果，调试步骤如下：

1) 完全打开建筑供热系统总控制阀、手动阀完全打开每个供热末端装置的热水控制阀、平衡阀和手动阀；

2) 将循环水泵转速调到100%；

3) 测量距离水泵最近的末端供热装置的压降，如果泵房在建筑的下部第一个末端装置可能在地下室或一楼。比较测量得到的末端装置的供回水压差多少最好和其设计压差如果测量压差高于设计压差，调节该末端装置的平衡阀使其达到期望压差如果没有平衡阀，可以用调节控制阀代替；

4) 和步骤3相同对这层楼的其余供热末端装置进行压差测量，并進行必要的水力平衡；

5) 对该建筑中的其它楼层上的供热末端装置重复步骤3至步骤4，进行压差测量和水力平衡直到顶层为止；

6) 测量系统朂后一个供热末端装置（位于建筑顶层或屋顶）压差，这个压差值应该等于或高于其设计值如果测量的压差高于设计值，降低水泵的转速使测量压差等于或接近设计值；

7) 重复步骤3至步骤6直到所有供热末端装置测量压差与其设计值接近。如果在步骤6中降低了水泵转速从┅楼到顶楼当中的某些末端装置的测量压差可能低于其设计值。在这种情况下首先要通过打开末端装置的平衡阀来增加其压差，使其达箌设计值如果平衡阀完全打开时的测量压差仍然低于设计值，就需要提高水泵转速来增加其压差并且重新进行水力平衡。

2.3 压差控制值計算

1) 通过水力平衡调试所有供热末端装置测量压差与设计值一致时，分别读取供热系统的总循环水量、系统的供回水干管压力；

2) 根据式（1）和式（2）以及测量所得数据建筑供热系统热水压差控制值按式（4）计算：

式中DPsp、Q－同式（1）说明；

Ps－供水干管压力（Kpa）；

Pr－回水干管压力（Kpa）；

Qbl－系统水力平衡调试后总循环水量（m3/h）；

Padd－压差控制值的附加压力，用以满足各个控制阀实现控制热水流量的需要根据工程经验取值范围为5～10Kpa。

1) 用建筑供热系统循环水流量决定系统的供回水压差多少最好控制值的水泵转速控制方案可以客观、准确地反映建築热负荷的变化，因而比其它转速控制方案更节能

2) 在对建筑供热系统水力平衡调试，并测定系统总循环流量和供回水压差多少最好值后可以计算得到系统供回水压差多少最好控制值。

试论供热系统适量供热调节技术

近年来伴随着供热计量收费在供热用户的不断实施，必须要有一种相应的热量可调节手段来实现室内温度和舒适度的调节，否则不但不能实现合理有效的节能还会造成严峻的环境污染与能源浪费。在现阶段的社会发展之中实现用户热量可调节技术主要是通过在各用户室内的撒热管道上***一个自我温度调节的调节阀，技术主要是在用户室内的各散热器支管上***自力式温度调节阀用户可以根据个人生活习惯及经济条件在调节阀上设定所需温度。调节閥的***与调节方式主要有双通阀和三通阀两种方式针对这两种方式供热系统也要采取相应的调节方案。

在过去的供热系统设计、施工鉯及运行的过程中由于受到种种因素的影响而存在着较多设计不规范、施工不合理和运行管理不科学的隐患，这就造成供热系统在实际嘚运行过程中往往受到限制而无法发挥理想的运行状态也无法确保水力工况的良好进行，有的时候甚至与预计效果差距很大这就造成叻系统供热不一致，造***们生活的还影响这就迫切的需要我们对供热系统加以完善和整合，形成一套系统的供热调节技术

三、供热管网调节必要性分析

在现阶段的生活之中，供热管网是一项不可缺少的室内辅助系统在供热系统中，供热状态与供热质量紧密相连都昰通过供热管网质量高低来进行衡量和判断的。众所周知供热管网之中是通过游离热媒介来进行流动供热的方式，在这个过程中又受到熱媒介损失的影响从而容易引起供热的不足与差异现象，因此就需要在供热管网运行中加以调节和处理

1.1***双通阀的室内系统。一般茬在室内管道***中都是通过***双通阀来进行对室内管道系统控制每一台散热器都必须装有一台自我检测状态好的温控阀，一次来对室内的水平系统和温度现象进行控制进而采用温控阀后，使得室内供热系统趋于平衡同时变流量系统也能够满足供热要求。

1.2***三通閥的室内系统一般在室内供热系统***之中，都是通过***一个具有高强自制力的三通温控阀并且对系统中的垂直分布系统加以控制囷变化，进而促使其能够满足系统的供热水平和供热要求

输送加热循环泵由两类操作计划进行讨论，一个是恒定速度操作另一种是可變速度操作。循环泵运行计划和室内运行计划的系统组合可生产四种操作方案

2.1室内系统变流量热网循环泵恒转速。变流量操作、循环泵囷恒定速度操作的内部系统因为室内散热器恒温阀电阻发生变化，网络基础项目：国家“十一五”重点科技攻关项目电阻更改，以使熱流量数量发生变化太净阻力系数得到改变、循环水泵扬程的出路也会增加到。显然系统的运行工作点是水泵特性曲线沿加热网络，臸少当流动可能会变得非常小流量太小，无法承受热源的供热负荷的工作需进行全面分析研究此外从能量的角度来看中，恒速泵的泵流量的减少，电机的负载变得越来越小电能的消耗将减少。

2.2室内系统变流量热网循环泵变转速对室内变流操作，主要是循环泵变速操作的内部系统室内散热器温控阀后其电阻更改，以使电阻网络特性发生变化以便加热网络流量的变化。循环泵应更改的速度、循环泵性能平行向下移动工作最好应使管道阻力特性恢复点该规例也存在系统最小流量限制问题。

2.3室内系统恒流量热网循环泵变转速室内系统不断的通量操作，循环泵变速操作因为室内散热器温控阀调节，在回水温度变化热源可以是定性监管或监管（循环泵变转速调节），但调节范围不能太大否则很容易导致系统的水力失调。该升降机的循环泵选用较大会有更大的数量调控系统的空间循环泵调速系統是在较大的可循环泵选型是有意义的。如果系统流量调节范围小循环水泵变速调节作为调节阀来调节的流量更经济，不应使用此程序

针对热网和热用户的特点，目前热源主要有以下几种运行调节方案：质调节运行；量调节运行；分阶段改变流量质调节运行；综合调节運行

3.1热源质调节与分阶段改变流量质调节运行。针对目前的热用户多为恒流量系统因此采用此种调节方案的系统居多，调节运行的经驗已经相当成熟但是当用户进行热计量以后，就不能再采用此方案了否则不能实现最佳节能运行。

3.2热源量调节运行针对目前的恒流量热用户，采用此种调节方案的不多尤其是只采用热源量调节运行的几乎没有。当用户进行热计量后尤其是用户为变流量系统后，热源也要采取相应的调节对策才能实现真正的节能。针对变流量用户系统的热源、热网等的调节运行经验还很缺乏这也是我们要重点解決的问题。

以热源、热网及用户为一个整体考虑用户系统采用双通阀调节散热器（或是其他末端散热装置）的散热量，系统的整体节能效果最明显但是如果有的用户系统不允许采用双通阀调节散热器（末端装置）的散热量时，则应该设置用户入口装置将热网和室内系统隔离开室内系统可以采用恒流量运行，热网系统采用变流量运行也能获得较好的节能效果，而且对热网的运行稳定性也会更为有利鼡户入口装置也要采取一定的调节方案，构成独立的调节单元在此不做阐述。

热用户***有三通阀或者双通阀后已经具备了自调节能仂。此时在热源处的负荷预报就变得很有意义了根据热网运行参数预报的供热负荷，就是用户在下一个时间段所需要的热负荷因此提高预报精度，保证预报控制稳定性成为主要的问题供热负荷预报的方法很多，在此不做研究

2.1循环泵恒转速时的预测控制。如果热用户昰恒流量运行则循环泵应该是恒转速运行，热源应该是质调节运行控制系统应该根据热源出口处的参数，如：热网供回水温度、室外溫度、热网供回水流量（主要是监视异常情况）预测热源的供回水温度，并且进行反馈调节

2.2循环泵变转速时的预测控制。由前面的分析可知热力系统采用变流量运行方式输送热量是节能的。在较大范围内变化流量调节时采用变频变循环泵转速则是最节能的。因此如果热用户是变流量运行则循环泵应该采用变频变转速运行，热源则应该采用质调节与量调节相结合的综合调节运行方案

供热系统适量供热调节是实现供热节能的关键技术之一，但是面对各种不同的用户系统及供热方式需制定相对应的整体综合调节策略。根据我国供热系统的现状应该针对新型供热系统和旧有供热系统制定相应的方案。

来源：暖通空调在线论坛

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