1、集中供熱系統輸配能耗計算與分析摘要：在介紹不同供暖系統型式的基礎上，以天津一實際工程為例，計算并分 析傳統集中供熱系統、分布式供熱系統、基于環路拓展的集中供熱系統的輸配能 耗。結果表明，在設定的供熱工況下，基于環路拓展的集中供熱系統一次網變流 量運行時比傳統直連供熱節能80.1%。這對集中供熱系統的優化設計與運行調節 具有一定的參考價值。關鍵詞：供熱；能耗；分析刖言水泵或風機的運行能耗約占集中供熱或中央空調總能耗的40%左右，而這部 分能耗中又有1/3的能耗是消耗在調節閥上。分布式供熱系統以泵代閥”，可以 節省調節閥的能耗，隨著變頻技術的發展，在實際工程中已得較廣泛的使用，基 于環路拓展的集中

2、供熱系統，水力分壓器內部發生混水降溫現象，加大一次網 供、回水溫差，減小一次網流量，節能性更好。水力分壓器將熱網和用戶分成獨 立的系統，一次網可以進行量調節。熱水在熱網中的流動存在滯后性，量調節要 比質調節更加具有可操作性，若在運行期間，采用變頻變流量調節，則全系統節 電優勢更為顯著。下面對集中供熱方式輸配能耗進行模擬計算與分析。傳統集中供熱系統輸配能耗分析傳統集中供熱系統，如圖1,各支路流量都為30t/h,熱源內部壓力損失為 10mH20,各用戶資用壓頭為10mH20，各管段比摩阻為60Pa/m，局部阻力按沿程 阻力的30%計算，相鄰支路間的距離為350米。zg1到zg8代表支路供水管和回

3、水管，長為200米。計算得出各支路壓力損失為1.59mH20，流量為30t/h。其余 管段的流量、壓降情況見表1。系統總的阻力損失為66.13 mH20，總的流量為是240t/h,根據特蘭根定律計 算得出循環水泵的功率為61.78kW。各項能耗情況見表2和表3。從2可以看出，除支路8外，外網提供的壓頭都大于該支路所需要的壓頭， 越靠近熱源，富裕壓頭所占比例越大。從表3可以看出，調節閥能耗占29.47%， 是無效的能耗。分布式供熱系統輸配能耗計算圖2整個系統的循環動力由熱源循環泵和各個支路分散布置的支路循環泵提 供。此系統的各管段參數和傳統供熱系統一樣。熱源循環泵只克服熱源內部的阻 力，流量為2

4、40t/h,揚程為10mH20。根據回路壓力方程，計算得到支路循環泵的 流量揚程見表4。所有水泵能耗總和為43.57kW。系統各項能耗情況見表5。對比 表3和表5可以看出，分布式供熱系統比傳統集中供熱系統的優勢在于節省調節閥能耗。表5分布式供熱系統各項能耗計算結果基于環路拓展的集中供熱系統3.1基于環路拓展的集中供熱系統設計工況下輸配能耗模擬圖3基于環路拓展的集中供熱系統，由熱源循環泵、各支路循環泵和各用戶 循環泵提供循環動力。一次網熱水參數95/70C ,二次網熱水參數85/70C ,混水 比為2/3，用戶流量為30t/h。各管段的阻力損失，見表6。zg1到zg8壓力損失為 0.57mH20

5、，流量為 18t/h。熱源循環泵和各支路循環泵，在此統稱為一次側循環泵，熱用戶循環泵稱為 二次側循環泵。各支路泵分別為水泵1到8，熱用戶循環泵為水泵9到16。一次側水泵總能耗為10.98kW，二次側循環泵9-16流量為30t/h，揚程為10 mH20，能耗為1.17kW，二次側水泵總能耗為9.34kW。整個系統總的水泵能耗為 20.32kW。見表 7。3.2基于環路拓展的集中供熱系統變流量運行輸配能耗模擬一次網變流量運行，二次網質調節。為研究方便，假定一次網的流量在100%， 75%，25%設計負荷三種狀況下運行。二次網是定流量運行，水泵總能耗不變， 仍為9.34kW。一次網的流量是變化的，隨

6、著流量的變化，管段的比摩阻也是變化 的，導致系統的阻力的發生變化，水泵變速運行，揚程隨之變化，水泵能耗也在 變化。一次網流量為設計流量75%時，一次網循環水泵功率為4.63kW，系統總的循 環水泵功率為13.97kW。同理，一次網流量為設計流量的50%時，一次網循環水 泵總功率為1.37kW，一次網和二次網總的循環水泵功率為10.71kW，見表8。下面，以作者參與設計的天津一實際工程為例來進行分析，室內設計溫度為 18C。不同負荷情況下延續小時數見表9。傳統供熱系統為方式1，分布式供熱系統為方式2,基于環路拓展的集中供熱 系統為方式3,基于環路拓展的集中供熱系統一次網變流量運行系統為第四種方

7、式。表10的能耗為一個采暖季的能耗。結束語：1）在傳統集中供熱系統中，調節閥能耗占29.47%，這是無效能耗，采用分布式 供熱系統，用變速泵代替調節閥，可節省這部分能耗。基于環路拓展的集中供熱系統，在一次網和二次網之間設置水力分壓器， 可以通過調節混水比實現一次側和二次側的不同的流量，可大大降低一次網的流 量，使水泵能耗大大降低。在混水比為2/3時，可比傳統供熱系統節能67%，節 能效果明顯?；诃h路拓展的集中供熱系統可以實現一次網變流量運行，當在設計流量 50%、75%、100%，分階段改變流量的情況下運行時，可比傳統供熱系統節能 80.1%，節能效益非常顯著。參考文獻：李永安，劉振棟，?；?，等.基于環路拓展的三級集中供熱系統原理與分析J.山東建 筑大學學報,2016,(3):225-228,239.李德英，王野淳K全，等.供熱末端混水系統的應用與分析J.區域