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供热系统中一次网、二次网的温度、压力等相关知识

2024-2-29 09:26| 发布者: 小琅| 查看: 48| 评论: 0

摘要: 散热器供暖系统应采用热水作为热媒;散热器集中供暖系统宜按热媒温度为75/50℃或85/60℃连续供暖进行设计(供回温差设计值为20℃)。热水地面辐射供暖系统供水温度不应超过60℃,供水温度宜采用35~45℃,供回温差不 ...
 散热器供暖系统应采用热水作为热媒;散热器集中供暖系统宜按热媒温度为75/50℃或85/60℃连续供暖进行设计(供回温差设计值为20℃)。热水地面辐射供暖系统供水温度不应超过60℃,供水温度宜采用35~45℃,供回温差不宜大于10℃。 
在行业内还听说北京有毛细管供热系统,冬季供水温度仅有28℃,室温也保持在22℃以上,理论上只要供水水温高过室内温度,供热系统就能给室内散热,就能保证室温,条件是暖气片面积足够大,毛细管面积也是非常大。

供热系统中热量的输送

一般来说,供热系统分为热源、热网、热用户三大部分。
热源负责生产热,一般是热电厂或者专用热源厂,也有一部分工厂利用工业余热作为热源。
热网负责输送热量,通俗的说就是热水,分为一次管网和二次管网,一次管网为高温水,温度在60—100℃;二次管网为低温水,即进入到我们千家万户中的暖气水,温度随室外气温来调整,一般在30—60℃。
一次网和二次网之间一般都建设有换热站或者热力站,为什么要建设换热站呢?
这是因为在一个区域内,建筑多彩多样,有高层有低层,末端采暖设备也不尽相同,有地暖,有暖气片,还有空调等,所以需要换热站还灵活调整针对不同供热对象的供热参数,保证各热用户的正常供热,同时,还有一个重要原因,那就是通过换热站可以将一次管网和二次管网隔离开来,将高温水转换为低温水,保证了广大居民的用热安全。

一次网:


为了保证热量长距离输送效果会保持一种高温高压的工作状态,用户室内的采暖系统无法承受这种高温高压的工作参数,而且高的水温更易引发烫伤等伤害事故,存在很大的安全隐患,所以供热用一次网水不可直接供给用户。

 二次网:


直接为用户室内提供所需热量,温度、压力较一次网低,是用户室内系统可承受的工作参数。


一次网:

      我们知道一次管网设计温度为130/70℃,意思就是供水设计温度130℃,回水设计温度70℃,那为何很多热力公司都不敢高温运行,甚至有的超过100℃都不可以呢?实际上这不是热力公司为了节约成本不愿意升高温度,而是因为热力公司害怕一次网供水温度过高会出现很多问题。


      例如:当水温温度高,会热胀冷缩造成管网的应力高,可能伸缩膨胀造成管网破裂;也可能造成聚氨酯保温层碳化变黑,保温效果恶化等等很多意想不到的后果。


但是实际上,设计温度130/70℃是有原因的,管网运行到100℃甚至130℃没有问题,但是在运行的过程中要注意两个问题:


     (1)在最初升温系统运行时管网热水温度每升温到40℃以上后,小时的升温不超过1~2℃;


    (2)第一个供暖期的末期即3~4月停暖前,将管网升温至设计温度,就好像新车磨合一样,使得钢管拉伸一次,补偿器也膨胀到设计量,这样经历了一次,今后的运行都是在设计温度以下,就不用担心了。


      至于可能造成聚氨酯保温层碳化变黑,保温效果恶化确实是有可能发生的,聚氨酯保温材料的耐温在130℃以下,所以管网的设计温度就定在130℃了。但是目前国内也有过一次网供水温度运行到140℃左右的情况,这就跟保温管所采用的材料密切相关了。


      供水温度的上限确定了,一定的管径就确定了所输送的流量,如果不能增加温差,供热能力就成了固定的,目前供热行业最大的管径是DN1400mm,对于常规的供回水温差130/70℃所带的最大供热面积也就2500万平方米。


      目前大部分热力公司一次网供回水温差在20℃~30℃,优良的:40℃~60℃,最好的采用吸收式热泵技术的太原热力130/25℃供回水温差已经达到105℃。


单位供热面积一次网的循环水流量一般为1.0~2 kg/(h.m2);优良:0.5~1.0kg/(h.m2);最好的采用了吸收式热泵技术的一次网流量已经在0.2~0.3kg/(h.m2),一万平方米的一次网仅需要2~3t/h的循环水量,那样DN1400的管网所带的供热面积就达到了5000~6000万平方米以上。




二次网:在集中供热的过程中,二次网温度是一个比较有意思的存在。


      教材上写二次网的设计温度是95/70℃(暖气片系统,下同),现在已经改为80/60℃,可在实际运行中很少见到80/60℃,更谈不是95/70℃,一般都是55/45℃,这是为什么呢?


      这是因为95/70℃的设计供回水温度是上个世纪50年代我们学习苏联集中供热系统时定的,95/70℃是基于上世纪50年代初投资和运行费用等因素优化的结果,在加上当时特殊的历史时期,钢材短缺,只能在尽量减少暖气片的前提下,提高温度。


       现在随着时代的发展,技术的进步,室内暖气片比设计增加40%以上,现在的二次网系统的循环流量也比设计多了40%以上。


      这两种情况下如果还按照原来的95/70℃或现在的设计条件80/60℃,那室内就会太热,需要全部开窗,这样既不舒服,而且还非常浪费热量。因此,不管设计温度是多少,在实际供暖过程中,只要室温达标,满足舒适性的供热效果即可,可以预见的未来二次网供热系统的供水温度还会降低的。


      在行业内还听说北京有毛细管供热系统,冬季供水温度仅有28℃,室温也保持在22℃以上,理论上只要供水水温高过室内温度,供热系统就能给室内散热,就能保证室温,条件是暖气片面积足够大,毛细管面积也是非常大。


二次网回水温差:


      目前的供暖设计中,二次网的供水温度设计是60-65℃,回水温度设计是45-50℃,温差是15℃-20℃。在供热运行中很多地区都能达到15-20℃的回水温差设计的指标。


      然而,到目前为止,仍然有不少地区,其最大供回水温差小于15℃,最高只能达到12℃左右,在供热的初末寒期,供回水温差只有7°左右。造成这一现状的原因是,大流量运行,大流量运行使得热源送出的热水在用户散热器里面停留的时间过短,即流速过快,热量还没有散发完,就被循环泵给强行拽了回来。


      但如果降低循环泵的流量,减小循环水的流速,就会出现两种情况:一是当供热系统的前端用户温度达表,供热系统的末端用户供热效果差温度不达标;二是当满足末端用户的供热温度时,近端用户的温度就会过高,造成很多住户开窗户的现象,造成热量的大量浪费。


       这种情况的产生根本的原因是水力不平衡,管网缺乏有效的平衡手段。按照《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》规定,散热器供暖系统应采用热水作为热媒;散热器集中供暖系统宜按热媒温度为75/50℃或85/60℃连续供暖进行设计(供回温差设计值为20℃)。热水地面辐射供暖系统供水温度不应超过60℃,供水温度宜采用35~45℃,供回温差不宜大于10℃。 



二次网流量:


      一次网的温差加大,减小了单位供热面积所需要的循环流量,因为一次网不存在垂直失调,仅有水平失调(也就是各换热站之间的流量分配不均),不用担心循环流量减小,可以这么说流量越小越好,它输送的是热量,只要热量相等,温差越大,流量越小,电耗就越少。


      但是二次网就不同了,二次网不仅存在水平失调,还存在垂直失调,这是不同温度的水密度不同,高温水密度低,自然往高处流,低温水密度大,往低处流。


       所以一般楼内普遍会出现顶层温度高,底层温度低的状况。在目前没有进行每户室温控制的情况下,二次网的垂直失调还是非常难以克服的,因此二次网的流量不是越小越好,流量小势必会造成垂直失调。



来源:综合


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