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分户供热计量供暖系统调试中的问题与解决方案

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-11-07  来源:邮件投稿  浏览次数:231
核心提示:某住宅项目位于北京市朝阳区,于2007年进行设计,2010年底用户入住。该项目有三栋住宅楼,建筑层数6至28层不等,层高2.8m,另有一
某住宅项目位于北京市朝阳区,于2007年进行设计,2010年底用户入住。该项目有三栋住宅楼,建筑层数6至28层不等,层高2.8m,另有一栋二层的配套商业,总供热面积为48209m2。采暖热源由设在2#楼地下三层的换热站提供;一次侧为市政热水,设计供回水温度为125/65℃,二次侧设计供回水温度为85/60℃,总设计热负荷为1588.15kW;采暖系统分为高、低两个区,其中1~18层为低区,19~28层为高区;户内为埋地下供回双管并联式采暖系统。该项目三栋住宅楼共718户,楼内供暖时间为11月9日。供暖最初几日,系统运行基本正常,但随着入住用户的逐渐增多(住户办理入住后通暖),楼内出现了很多户内暖气不热的现象,尤以高区上部25~28层、低区上部15~18层为甚,户内暖气片冰凉,居民意见很大。 笔者应邀会同建设方、物业等部门对该工程进行了调研,发现了一些问题,现加以整理以供参考。
 
一、建筑热力入口阀门的设置
      本工程热力入口设在各楼地下一层,对于热力入口的做法,设计引用了《新建集中供暖住宅分户热计量设计和施工试用图集》(京01SSB1)中B03页的做法(详见图二),施工时也严格按照此图安装了热量表、自力式压差控制阀等配件。但现场实测发现,除1#楼1号入口处楼前供、回水压差(6′号压力表处,下同)达8mH2O,系统运行基本正常外,其余两个楼三个入口处楼前供、回水压差只有1~5mH2O,系统运行不稳定,末端亏水严重,系统最上部三层进户前热量表流量甚至显示为“0”。
      实地调研发现,热力入口处供水管上装设的是自力式压差调节阀,其全开状态的压力损失范围为30~50kPa。若以自力式压差调节阀压差30kPa,楼前供、回水压差5mH2O计,系统提供的资用压力仅为5-3=2mH2O,远未达到设计压差5.9mH2O的要求;又由压力损失、管道阻力特性系数及流量间的基本关系式ΔP=SQ2知:在管道阻力特性系数S为常量的情况下,压差ΔP与流量Q的平方成正比,压差不足,流量必然也不足。我们由此判断,自力式压差调节阀的设置是楼内采暖系统供回水压差过小,流量不足的主要原因,并建议拆除此阀。
      一个调节阀的阻力占比楼内整个采暖系统阻力竟达3mH2O/5mH2O=60%。此阀到底该不该设置,在此我们做一讨论。根据《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ26-2010)5.2.15条之8的规定:选择自力式流量控制阀、自力式压差控制阀、电动平衡两通阀或动态平衡电动调节阀时,应保持阀权度S
      =0.3~0.5。阀权度S的定义是:“调节阀全开时的压力损失ΔPmin与调节阀所在串联支路的总压力损失ΔPo的比值”。
      如果自力式压差控制阀前的压差有100kPa,自力式压差控制阀全开时的压力损失ΔPmin应该不小于30~50kPa,加上热量表及管道过滤器的阻力损失约10kPa的压差,热力入口处热量表和两个管道过滤器之外的压差应不小于110kPa。当没有110kPa压差的情况下,没有条件和必要设置自力式压差控制阀。
      另外,压差控制阀是为稳定压差而设,当外网压差变化或被调节对象内部系统流量变化时,维持被调节对象设定压差稳定,适用于变流量系统。北京市《居住建筑节能设计标准》(DBJ11-602-2006)提到:“室外管网应进行严格的水力平衡计算,使各环路之间(不包括公共段)的计算压力损失相对差额不大于15%。当室外管网水力平衡计算达不到上述要求时,热力站和建筑物热力入口应设置静态平衡阀。必要时应根据同一供热系统的建筑物内部系统的情况,设置自力式流量控制阀或自力式压差控制阀。”条文说明作如此解释:“……实践证明,室内散热器恒温阀的动作引起系统压差的变化不会太大,因此,只在某些条件下需要设置流量控制阀或压差控制阀。”这说明,并非每一个建筑采暖管道入口都需要千篇一律地配置动态调节阀。而且,配置动态调节阀是针对“外网压差经常会发生变动”和“被调节对象内部系统流量经常会发生变动”这两种情况的。如果不存在这两种情况,配置就没有必要。
      物业人员听从我们的建议,拆除了上述三个热力入口的压差控制阀。经过一夜的运行观察,系统情况大为改观,楼内各户暖气基本都热起来了,但需要每隔3~4小时在各采暖立管顶端排气阀处放气,否则上面几层的暖气就凉了。为什么系统里总是进气,排也排不净呢?
二、系统补水
      本工程采暖热水是市政一次热水经热交换站换热后提供。高区热负荷218.8kW,低区热负荷1369.35kW;高、低区采暖系统各设一套板式换热机组。采暖系统未设置膨胀水箱,也未设置气压水罐,只是依靠变频补水泵进行补水定压。补水泵由压力传感器反馈信号至变频器控制启停,当压力降至下限值时水泵启动,达到上限值时停泵。由于设定上下限值的整定间距不能很小,因此,停泵后重新启动必然会有一段时间间隔。在此时段内,由于水的不可压缩性和不可避免的系统泄漏,总会有空气进入系统,并积存于流量较小的系统末端顶点。在供暖调试初期,住户和物业人员不可避免地要经常在户内或立管顶端放水,造成系统亏水,此时若补水泵未能及时补水,失水后的管道余隙将由空气来补充,由此造成“管道里总有气,排也排不净”的现象。
      由于该工程已无条件增设膨胀水箱和气压水罐,故设定补水泵不间断运行,当流量大于系统泄漏量时,通过限压阀回流至软水箱,基本上解决了问题。由此可见:用合理容积的膨胀水箱或气压水罐进行定压,是十分必要的。如无条件设置,则应采用不间断运行的变频补水泵。
 
三、循环水泵性能曲线
      本工程热交换站内采暖循环泵采用变频泵,使用变频泵是为了顺应量调节的要求。以往的供热系统多年来一直采用质调节的方式,这种调节方式不能很好地节省水泵电能,因此,量调节正日益受到重视。同时,随着散热器手动调节阀、三通恒温阀等室内流量控制手段的应用,采暖系统由定流量变为变流量系统,使得水泵变频调速控制成为重要的节能手段。图三是循环泵与管网的特性曲线图:其中曲线A为供货商提供的变频泵性能曲线,曲线为平坦型;曲线1、2、3为系统中不同阻力特性时对应的管网特性曲线。
      我们知道,水泵出力相对系统阻力变化有“自动平衡”的特性,图中a、b、c三点是水泵为适应管网阻力变化形成三个不同的工况点。表一反映了系统阻力变化相对水泵流量变化的关系。
      从表一我们看到:如果循环泵额定工作点在c点,当系统中某些并联环路因调节而关闭,管网特性曲线会左移。当阻力增加3m时(工作点由c移至b),流量会降低12m3/h,是额定流量的80%;当阻力增加5m时(工作点由c移至a),流量会降低30m3/h,是额定流量的50%。
      一般而言,系统中散热器温控阀的压差变化范围为30~100kPa,加上除污器、平衡阀等构件的压力变化,总阻力损失有50kPa(5mH2O)左右的浮动是很正常的,但由此带来水泵流量的变化却使系统无法正常运行。这其实就是采用特性曲线为平坦型的循环泵造成采暖系统运行不稳定的原因。所以《供热计量技术规程》(JGJ
      173-2009)中规定:“变水量系统的一、二次循环水泵,应采用调速水泵。调速水泵的性能曲线宜为陡降型。”
四、结论       
      1、并非每一个建筑采暖管道入口都需要千篇一律地配置动态调节阀。当室内供暖系统为变流量系统时,是否设置自力式压差控制阀应通过计算热力入口的压差变化幅度确定。
      2、采暖系统中,采用合理容积的膨胀水箱或气压水罐定压十分必要,如无条件设置膨胀水箱或气压水罐,则应采用不间断运行的变频补水泵连续补水。
      3、变水量系统的一、二次循环水泵,宜采用性能曲线为陡降型的调速水泵。-- 中国建筑标准设计研究院 单敏
 参考文献:
      [1]张锡虎.供暖设计中的一些常见问题.暖通空调,2002,32(3):87
      [2]张锡虎.工程设计问答(8).暖通空调,2010,40(8):93
      [3]北京:北京市建筑设计标准化办公室.《新建集中供暖住宅分户热计量设计和施工试用图集》(京01SSB1)
      [4]《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》(JGJ26-2010)
      [5]北京:北京市建筑设计标准化办公室.《居住建筑节能设计标准》(DBJ11-602-2006)
      [6]北京:中国建筑工业出版社《供热计量技术规程》.(JGJ 173-2009)
 
 
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