CN104214810B

CN104214810B - 水力平衡温度调节法

Info

Publication number: CN104214810B
Application number: CN201410505029.5A
Authority: CN
Inventors: 卓旦春
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-09-27
Filing date: 2014-09-27
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2034-09-27
Also published as: CN104214810A

Abstract

本发明提供了水力平衡温度调节法，属于暖通技术领域。它解决了现有的水力平衡调节法调试时间太长的问题。本调节法包括如下步骤：a、开启所有阀门并充水；b、确定最不利环路，将回水温度最低的环路确定为最不利环路，不对该最不利环路进行调节；c、调节各个主环路和分支环路的回水温度，考虑补偿温度，使各环路的回水温度与总回水温度相等。最后对若干个环路进行抽查，确保调试结构的精确性。本调节法使水泵耗电量较小，调节快捷精确。

Description

水力平衡温度调节法

技术领域

本发明属于暖通技术领域，涉及一种温度调节方法，尤其涉及一种水力平衡温度调节法。

背景技术

在暖通系统中，经常会出现水力不平衡的现象。水力不平衡实质上就是系统中某些用户流量过大，而不利环路的用户无法获得需要的流量。具体表现为部分用户的房间达不到设计温度，而有的用户室温过高，甚至开窗通风。为了解决这一矛盾，有人提出加大系统中管路的流量，通过提高能耗满足不利环路的需要，认为这样便掩盖了水力不平衡的存在。这种方法，表面上可能稍稍缓和不利用户的室温，但造成的问题很多。水流量的增大，会使水系统陷入“大流量，小温差”境地，耗电输热比与标准中的规定值相去甚远，供回水温差减小，降低了冷热源的使用效率，达不到其额定出力，使实际运行台数超过按负荷要求的台数。管路压力损失增大，使得不利用户更加不利。因此，只有实现水力平衡，才是解决矛盾的根本。

目前解决水力平衡常用的方法虽然能取得一定的成效，但调试时间过长、步骤繁杂耗时耗力。很有必要寻找一种快捷准确的调试方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种水力平衡调节较为快捷的温度调节法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种水力平衡温度调节法，用于调节暖通系统的水力平衡，其特征在于，所述的水力平衡温度调节法包括如下步骤：

a、开启所有阀门：将暖通系统中设置于各个环路处的阀门的开度均开启至最大并向各个环路中充水；

b、确定最不利环路：测量各个环路中的回水温度，将回水温度最低的环路确定为最不利环路，不对该最不利环路进行调节；

c、调节各个环路的回水温度：先减小一个主环路上的阀门的开度，直至该主环路的回水温度减去相应的补偿温度后与暖通系统中加热源处的总回水温度相一致；再减小上述主环路中的各个分支环路上的阀门的开度，直至各个分支环路上的回水温度减去相应的补偿温度后均与加热源处的总回水温度相一致；再依次调节其它主环路和分支环路的回水温度，直至所有环路的回水温度完成调节。

步骤b中，最不利环路相对较远、负荷较大。在暖通系统中，水力平衡调试需要同时达到以下两点要求，才能保证暖通系统处于最节能状态：1、各个用户的实际流量与设计流量的比值相同，即系统的阻力分配合理；2、系统总的阻力最小，这样，水泵的扬程最小，使得暖通系统中水泵总的耗电量最小。作为假设，如果不先找出最不利环路，在调试过程中，就有可能对最不利环路进行了调节。这样，增加了最不利环路的阻力，但同时为了达到上述第1点要求，也就是使各个用户的实际流量与设计流量的比值相同，其它情况相对较好的环路也需要进行更大的调节，增加了系统总的阻力，而这样的阻力是不必要的，就使得系统中水泵总的耗电量较大。

因此，在本调节法中，先确定了最不利环路并不对最不利环力进行调节，将系统中水泵总的耗电量降到了最低。

考虑补偿温度，是因为要考虑管道长度对温度的影响。补偿温度的确定，除了要考虑管道长度外，还需考虑实际环境温度的影响。一般来说，环境温度越低，管道中水温的损耗越大。

在此解释一下在步骤c中提到的主环路和主环路中的各个分支环路的含义。一般情况下，系统分为总环路、主环路、分支环路，或具体称为总供回水环路、主供回水环路、分支供回水环路。例如，在一个系统中，具有一个总环路，总环路下具有主环路一、主环路二等多个主环路，每个主环路下具有多个分支环路。当然，根据系统的复杂程度，环路可能分为更多级。总是先调节一个主环路的回水温度，然后再调节该主环路下的分支环路。继而调整下一个主环路，调整完该主环路后，再调整该主环路下的分支环路。直至所有环路调节完成。

在上述的水力平衡温度调节法中，所述的暖通系统中的环路按距离上述加热源的的管路长度长短分为近端管网、中端管网以及远端管网，在上述的步骤c中，先调节近端管网中的主环路和分支环路的回水温度，再调节中端管网中的主环路和分支环路的回水温度，最后调节远端管网中的主环路和分支环路的回水温度。

在暖通系统中，发生水力不平衡主要是由于各个环路的阻力不一样造成的。由于远端管网距离加热源的管路长度长，所以远端管网内的用户的阻力较大，而近端管网距离加热源的管路长度短，因此，近端管网中的用户的阻力较小。在本调节法中，先调节近端管网，然后调节中段管网，最后调节远端管网的目的是先增加近端管网的阻力，使系统中近端管网、中端管网以及远端管网中阻力值相等，使管路中总的阻力最小。作为假设，如果反过来由远至近调节的话，首先增加的是远端管网的阻力，使远端管网的阻力更大，同时，为了满足各个用户的实际流量与设计流量的比值相同，即系统的阻力分配合理，又不得不再增加近端管网的阻力来达到平衡，这样下来整个系统的阻力只会更大，更难做到理想的水力平衡状态。因此，本调节法中由近至远调节各个环路，使得水力平衡的调节更加快捷准确。

在上述的水力平衡温度调节法中，所述的步骤c后，抽查暖通系统中的数个环路的回水温度，如果至少有一个环路的回水温度减去相应的补偿温度后与加热源处的总回水温度的温差大于最大误差温度，则返回步骤c；反之，水力平衡调节结束。在步骤c后增加抽查步骤，保证本调节法调试结果的精确度。

当然，抽查环路的数量越多，结果越精确。但在实际工作过程中，应同时考虑时间效率和结果精确两个因素，再具体确定所要抽查环路的数量。最大误差温度也可根据实际工况确定。在调试过程中，存在耦合现象。耦合现象指在调节环路的过程中一个环路调节过后，在调节另一个环路的平衡时，整个系统中的压力和流量产生了变化，影响已调节好环路的流量和压力。如果有一个环路中考虑补偿温度后的回水温度与总回水温度之差大于最大误差温度，那么表明，在调试过程中，耦合现象较为严重，调试结果不精确，需要重新进行步骤c，直至抽查结果合格。此抽查步骤提高了调节法结果的精确性。

在上述的水力平衡温度调节法中，所述的最大误差温度为2摄氏度。在实际工况中，最大误差温度可根据具体要求确定。选择2摄氏度作为最大误差温度较为合适，最大误差温度太小，产生不必要的温度精确要求，调试结果容易超过最大误差，延长了调试的过程。如果最大误差温度太大，调整完成后的水力平衡状态不理想，调试效果不好。

在上述的水力平衡温度调节法中，所述的补偿温度的计算公式为：补偿温度＝L/L₀*△T；式中L为调节中的环路与加热源之间的管路长度，L₀为单位长度，△T为环路与加热源之间的管路长度达到单位长度时的单位补偿温度。L具体测量方式为，调节中环路回水温度的测试点距离总回水温度测试点的管路长度。例如，L₀＝500m，△T＝0.3℃，管路每增加500m，要求补偿温度为0.3℃。单位补偿温度的确定，除了要考虑管路长度外，还需考虑实际环境温度的影响。

在上述的水力平衡温度调节法中，所述的步骤a中，向各个环路中充水直至各个环路中的回水温度稳定。这样保证了在调节时，管路处于稳定状态。使回水温度稳定再进行测试，以减少调试时因回水温度不稳定造成的误差。

在上述的水力平衡温度调节法中，所述的步骤b中，先测量加热源处的总回水温度，再逐个测量各个环路中的回水温度以确定最不利环路。

在上述的水力平衡温度调节法中，测量加热源处的总回水温度后，先逐个测量各个主环路中的回水温度，再测量回水温度最低的主环路中的各个分支环路处的回水温度，将回水温度最低的分支环路确定为最不利环路。由于最不利环路相对较远、负荷较大，最不利环路往往处于回水温度最低的主环路中，因此，先确定回水温度最低的主环路，再从此主环路中找出最不利环路，提高了最不利环路确定的效率，使本调节法更为快捷。

在上述的水力平衡温度调节法中，采用温度计测量环路中的回水温度。作为优选方案，用表面温度计测试回水温度。

与现有技术相比，本调节法具有以下优点：

1、调节时，先确定最不利环路并且不对最不利环路进行调节，使系统中水泵总的耗电量较小；

2、由近至远调节各个环路，使得水力平衡的调节更加快捷精确；

3、先确定回水温度最低的主环路，再从此主环路中找出最不利环路，使本调节法更为快捷。

附图说明

图1是一种管路系统的示意图。

图中，1、主环路一；1a、阀门十；1c、测试点十；11、分支环路一；11a、阀门一；11c、测试点一；11d、用户一；12、分支环路二；12a、阀门二；12c、测试点二；12d、用户二；13、分支环路三；13a、阀门三；13c、测试点三；13d、用户三；2、主环路二；2a、阀门十一；2c、测试点十一；21、分支环路四；21a、阀门四；21c、测试点四；21d、用户四；22、分支环路五；22a、阀门五；22c、测试点五；22d、用户五；23、分支环路六；23a、阀门六；23c、测试点六；23d、用户六；3、主环路三；3a、阀门十二；3c、测试点十二；31、分支环路七；31a、阀门七；31c、测试点七；31d、用户七；32、分支环路八；32a、阀门八；32c、测试点八；32d、用户八；33、分支环路九；33a、阀门九；33c、测试点九；33d、用户九；4、加热源；4a、阀门十三；4c、测试点十三。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，加热源4对管路系统进行供水，阀门十三4a控制总环路的流量。测试点十三4c用于测量加热源4的总回水温度。

总环路包括主环路一1、主环路二2、主环路三3。

阀门十1a控制主环路一1的流量。测试点一11c用于测量主环路一1的回水温度。

阀门十一2a控制主环路二2的流量。测试点十一2c用于测量主环路二2的回水温度。

阀门十二3a控制主环路三3的流量。测试点十二3c用于测量主环路三3的回水温度。

主环路一1包括分支环路一11、分支环路二12、分支环路三13。用户一11d位于分支环路一11中，阀门一11a控制分支环路一11的流量。测试点一11c用于测量分支环路一11的回水温度。

用户二12d位于分支环路二12中，阀门二12a控制分支环路二12的流量。测试点二12c用于测量分支环路二12的回水温度。

用户三13d位于分支环路三13中，阀门三13a控制分支环路三13的流量。测试点三13c用于测量分支环路三13的回水温度。

主环路二2包括分支环路四21、分支环路五22、分支环路六23。用户四21d位于分支环路四21中，阀门四21a控制分支环路四21的流量。测试点四21c用于测量分支环路四21的回水温度。

用户五22d位于分支环路五22中，阀门五22a控制分支环路五22的流量。测试点五22c用于测量分支环路五22的回水温度。

用户六23d位于分支环路六23中，阀门六23a控制分支环路六23的流量。测试点六23c用于测量分支环路六23的回水温度。

主环路三3包括分支环路七31、分支环路八32、分支环路九33。用户七31d位于分支环路七31中，阀门七31a控制分支环路七31的流量。测试点七31c用于测量分支环路七31的回水温度。

用户八32d位于分支环路八32中，阀门八32a控制分支环路八32的流量。测试点八32c用于测量分支环路八32的回水温度。

用户九33d位于分支环路九33中，阀门九33a控制分支环路九33的流量。测试点九33c用于测量分支环路九33的回水温度。

按照各主环路距离加热源的管路长度的长短，将各个主环路分为近端管网、中端管网以及远端管网。假设在图1中，主环路一1离加热源4之间的管路长度最长，其次是主环路二2，主环路三3离加热源4之间的管路长度最短。因此，主环路一1确定为近端管网，主环路二2是中端管网，主环路三3是远端管网。

在调节法中，测量各个环路的回水温度使用表面温度计进行。

本调节法包括如下步骤：

a、开启所有阀门：在各个环路均安装平衡阀，将暖通系统中设置于各个环路处的阀门的开度均开启至最大并向各个环路中充水；待各个环路的回水温度稳定后进行下一步骤。

b、确定最不利环路：先测量测试点十三4c处的总回水温度，然后找出回水温度最低的主环路，再从此主环路中找到温度最低的分支环路，将该主环路中回水温度最低的分支环路确定为最不利环路，不对该最不利环路进行调节；也就是说，使该环路的阀门在调试过程中保持全开状态。

最不利环路相对较远、负荷较大。例如在图1中，如果主环路三3与加热源4之间的管路长度远大于主环路一1和主环路一2到加热源4的管路长度，那么，在确定最不利环路时，无需考虑主环路一1和主环路二2中的各个环路，直接在主环路三3的各个环路中确定最不利环路，使本调节法更为快捷。假设测量后，发现测试点九33c的温度最低，则确定分支环路九33为最不利环路，需要将阀门九33a在调试过程中一直保持全开状态。

c、调节各个环路的回水温度：先调节主环路1。由于测试点十三4c处的水是从测试点十1c、测试点十一2c和测试点十二3c三处的水聚合的，同时，由于主环路二2和主环路三3距离较远，测试点十一2c和测试点十二3c处的回水温度也较测试点十1c处的温度低，因此测试点十1c处的回水温度要高于测试点十三4c处的总回水温度。为了达到水力平衡，需要对阀门十1a进行调节，减小阀门十1a的开度，增大主环路一1的阻力。这样，流经主环路一1的流量减少，就降低了测试点十1c处的回水温度，同时流经主环路二2和主环路三3处的流量增多，改善了较为不利环路的状况。

调试需要两个工作人员进行。假设两个工作人员为人员A和人员B。人员A在测试点十三4c处测量总回水温度，并对人员B发出调试指令。人员B在其它各个测试点测量并调整各个环路的回水温度。人员B在调整各个环路的回水温度时，需要考虑补偿温度。补偿温度的计算公式为：补偿温度＝L/L₀*△T；式中L为调节中的环路与加热源之间的管路长度，L₀为单位长度，△T为环路与加热源之间的管路长度达到单位长度时的单位补偿温度。假设测试点十1c处距离测试点十三4c处的管路长度为500m，L₀＝500m，单位补偿温度△T＝0.3℃，假设测试点1c处测量出来的温度为T_1c，测试点4c的总回水温度为T。人员B需要对阀门1a不断调整，直到T_1c＝T+0.3。当然，每次测量温度时，都要待回水温度稳定后再取测量值。单位补偿温度的确定，除了要考虑管道长度外，还需考虑实际环境温度的影响。一般来说，环境温度越低，管道中水的热量损耗越大，单位补偿温度可设为稍大值。

待主环路一1的回水温度调整完成后，就要对主环路一1中的各个分支环路进行调整。如果分支环路一11、分支环路二12和分支环路三13离测试点十三4c的管路长度相差较大，假设按照距离加热源的管路长度从小到大依次排列为分支环路一11、分支环路二12、分支环路三13，则首先按照以上对主环路一1的调整方式对分支环路一11调试，然后对分支环路二12调试，最后再对分支环路三13调试。

接下来再调试主环路二2、主环路二2中的各个分支环路、主环路三3和主环路三3中的各个分支环路。已经确定了分支环路九33为最不利环路，则不再对阀门九33a调节。

由于暖通系统中耦合现象的存在，在完成上述步骤后，需要抽查暖通系统中的数个环路的回水温度，如果至少有一个环路的回水温度(考虑补偿温度)与总回水温度的温差大于最大误差温度2℃，则返回步骤c，再对暖通系统进行第二次调试；反之，水力平衡温度调节结束。

抽查环路的数量根据实际工况确定。最大误差温度也可根据实际工况确定。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种水力平衡温度调节法，用于调节暖通系统的水力平衡，其特征在于，所述的水力平衡温度调节法包括如下步骤：

c、调节各个环路的回水温度：先减小一个主环路上的阀门的开度，直至该主环路的回水温度减去补偿温度后与暖通系统中加热源处的总回水温度相一致；再减小上述主环路中的各个分支环路上的阀门的开度，直至各个分支环路上的回水温度减去补偿温度后均与加热源处的总回水温度相一致；再依次调节其它主环路和分支环路的回水温度，直至所有环路的回水温度完成调节。

2.根据权利要求1所述的水力平衡温度调节法，其特征在于，所述的暖通系统中的环路按距离上述加热源的远近分为近端管网、中端管网以及远端管网，在上述的步骤c中，先调节近端管网中的主环路和分支环路的回水温度，再调节中端管网中的主环路和分支环路的回水温度，最后调节远端管网中的主环路和分支环路的回水温度。

3.根据权利要求1或2所述的水力平衡温度调节法，其特征在于，所述的步骤c后，抽查暖通系统中的数个环路的回水温度，如果至少有一个环路的回水温度减去补偿温度后与加热源处的总回水温度的温差大于最大误差温度，则返回步骤c；反之，水力平衡调节结束。

4.根据权利要求3所述的水力平衡温度调节法，其特征在于，所述的最大误差温度为2摄氏度。

5.根据权利要求1或2所述的水力平衡温度调节法，其特征在于，所述的补偿温度的计算公式为：补偿温度＝L/L₀*△T；式中L为调节中的环路与加热源之间的管路长度，L₀为单位距离，△T为环路与加热源之间的管路长度达到单位长度时的单位补偿温度。

6.根据权利要求1或2所述的水力平衡温度调节法，其特征在于，所述的步骤a中，向各个环路中充水直至各个环路中的回水温度稳定。

7.根据权利要求1或2所述的水力平衡温度调节法，其特征在于，所述的步骤b中，先测量加热源处的总回水温度，再逐个测量各个环路中的回水温度以确定最不利环路。

8.根据权利要求1或2所述的水力平衡温度调节法，其特征在于，测量加热源处的总回水温度后，先逐个测量各个主环路中的回水温度，再测量回水温度最低的主环路中的各个分支环路处的回水温度，将回水温度最低的分支环路确定为最不利环路。

9.根据权利要求1或2所述的水力平衡温度调节法，其特征在于，采用温度计测量环路中的回水温度。