为评价集中供热系统的输配形式对输配能耗的影响,在耗电输热比EHR的基础上,进一步提出期望耗电输热比(EEHR),以忽略水泵选型对热量输送效率的影响,单纯地分析系统输配形式对热网输送效率的作用,并以某工程为例,计算该工程在不同输配形式下的EEHR,并进行对比分析。
在供暖电力消耗中,60%~70%由输送和分配热量的水泵所消耗。系统输配能耗的降低,是集中供热系统节能运行的重要组成部分。为对供暖系统动力能耗加以控制,我国实施的第一个建筑节能标准JGJ26-86《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》首次提出水输送系数WTF的概念。虽然水泵的选型影响着供热管网输送能耗的多少,但供热系统形式也是影响输配系统能效的关键因素之一。有资料表明,在集中供暖系统和中央空调系统中,有1/3的能耗消耗在调节阀上。合理的供暖输配系统可以从根本上避免水力不平衡问题,直接、有效地提高管网的输配效率,从而降低管网的输配能耗。为评价供暖系统形式对供热系统输配能耗的影响,本文忽略水泵选型因素,提出输配系统形式对输配能效影响的评价指标,并以实际工程为例,针对不同输配系统的输配能效进行分析和讨论。
1 集中供暖的系统形式
本文仅对由区域锅炉房供热,系统热用户与热水网路直接连接的闭式热水供暖系统进行讨论。按照水泵设置的不同,可将集中供暖系统分为以下两种类型:
1)一级泵输配系统:供热循环系统中仅在热源处设置热源泵,其扬程按最不利环路压力损失确定,各用户的水量通过支路上设置的调节阀进行调节。2)分布式输配系统:除热源泵外,在供回水干管或用户支管上设置用户泵,通过用户泵的调节实现管网的流量分配。分布式输配系统包含多种形式,相关文献对不同分布式输配系统进行了模拟计算和可行性分析。本文仅以用户泵设置于各用户支管的形式为例进行分析讨论。
一级泵输配系统的运行管理较为简单,维护费用低,但系统中的调节阀会消耗部分水泵能耗;分布式输配系统可避免大部分调节阀的耗能,但增加了设备初投资及运行维护费用。当集中供热系统的半径较大,用户支路的阻力相差悬殊,采用一级泵输配系统不仅造成输配能耗大,还会影响供热效果,无法达到用户的热舒适要求。
2 集中供暖系统输配能效的评价
2.1耗电输热比EHR
输配系统在热源和热用户中起着纽带作用,其效率的高低对电耗、热耗和供热效果都有很大的影响。早期节能设计标准JGJ26-95《民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)》定义了设计条件下的热水循环泵的耗电输热比EHR , 以对消耗在输配系统上的能耗予以控制。再此基础上,其后实施的各阶段节能设计标准也根据当时的实际情况对EHR的计算方法与限值要求提出相应改动。
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