多种热水供暖方式共存时供热系统设计的解决方案

多种热水供暖方式共存时供热系统设计的解决方案

【摘要】阐述通过分混水直供供热方式结合梯级混水供热系统实现多种热水供暖方式共存于同一热力系统的需求。结合工程实例对分布式变频混水泵解决不同供热系统供暖要求进行了探讨。

【关键词】混水直供；梯级混水供热；去耦罐

中图分类号 :TU995文献标识码:A

Heating system design solutions for the coexistence of multiple hot water heating mode

Shi Xiaolei Shen Jingxia

（China Machinery TDI International Engineering Co., Ltd, Beijing, 100083）

【Abstract】Expounds mixing water direct heating mode combined with cascade mixing water heating systems to achieve a variety of ways to coexist in the same hot water heating system heat demand. With project example, Using distributed frequency conversion mixing pump to solve different heating system heating requirements were discussed.

【Keywords】Mixing water direct heating; Cascade mixing hot water heating system; Hydraulic decoupling water tank

引言

根据建筑物的特点、功能、对室内环境要求及场地情况等的不同其供暖系统也有多种不同形式。目前工业及民用建筑中多数供暖系统所采用的热媒为热水。安装末端散热设备的不同，以热水为热媒的供暖系统又可分为热水散热器供暖系统、低温热水地板辐射供暖系统、热水吊顶辐射板供暖系统、空调供暖系统和暖风机供暖系统。不同的热水供热系统对供回水温度的要求也不同，当园区内有多种热水供暖方式共存时，供热管网设计就必须满足各个系统同时运行的要求。

不同热水供热系统的供回水温度

（1）热水散热器供暖系统

考虑安全、卫生、经济性，工业建筑散热器供暖系统采用中、小型供热锅炉房直接供热时，设计供、回水温度一般取95、70℃；根据《民用建筑供暖通风

与空气调节设计规范》（GB50736-2012）规定，散热器集中供暖系统宜按75℃/50℃连续供暖进行设计，且供水温度不宜大于85℃，供回水温差不宜小于20℃[1]。

（2）地面辐射供暖系统

根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）规定，热水地面辐射供暖系统的供水温度不应大于60℃，供回水温差不宜大于10℃且不宜小于5℃。民用建筑供水温度宜采用35—45℃[1]。

（3）热水吊顶辐射板供暖系统

根据《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）规定，工业建筑中热水吊顶辐射板的供水温度宜采用40℃~140℃的热水[2]。根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）规定，民用建筑中热水吊顶辐射板供暖系统的水温宜采用40℃~90℃的热水[1]。

（4）空调送热风供暖系统

根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）规定，空调供热系统，对于非预热盘管，供水温度宜采用50℃~60℃，用于严寒预热时，供水温度不宜低于70℃。空调热水的供回水温差，严寒和寒冷地区不宜小于15℃，夏热冬冷地区不宜小于10℃[1]。

（5）暖风机供暖系统

根据《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）规定，暖风机供暖的热媒宜采用不低于90℃的热水[2]。

2 供热管网的设计

为实现园区内多种热水供暖方式共存，供热管网设计就必须满足各个系统同时运行的要求。当以热水锅炉为热源时，通常的供热管网设计有水-水换热及梯级混水两种水温控制方式。

2.1 水-水换热系统

锅炉提供的高温热水（一次水）进入热交换间的水-水换热器内，通过换热器将热能传递给供暖系统热用户的循环水（二次水），二次水供水经末端供热设备冷却后回水流回热交换间经换热器再加热。供暖系统的循环水（二次水）由热用户系统的循环水泵驱动循环。

采用水-水换热系统来提供多种供回水温度循环水时，不同的供热形式都需分别设一个用户侧循环水系统，在换热站内设置不同的水-水换热器，同时根据

不同供暖系统的水力工况分别设置供回水循环泵。

2.2 梯级混水系统

2.2.1 热水供热梯级混水系统定义

热水供热梯级混水系统实质上是一种新型的混水连接供热系统，它的定义如下：在供热系统中，热源处出来的高温水经过混水设备，在热网中逐渐降低温差，使得热水温度满足各类热用户连接要求的管网系统[3]。

2.2.1 梯级混水系统的特点[3]

（1）、系统结构简单，去除了换热器的投资，配套设备减少，只需要尺寸较小的混水装置，热力站的占地面积小，土建方面投资小，热力站综合造价低，施工容易且周期短。可在热力站内通过阀门的调节来改变混水的流量，便于获得不同的二级网供、回水温度，这使得系统能够兼容各种不同形式的热用户。

（2）、一级网的供、回水温差得到了适当地提高，降低了热网的循环水量，在相同热负荷下能够减小一级网循环水泵和补给水泵运行功率，从而降低了系统的运行电耗。同时，系统供热半径可以适当增大，在热用户不太集中、供热距离较大时系统也能很好地得到应用。

（3）、可以通过增大一级网供、回水温差的方法提高已有系统的供热能力，因此这套系统较容易扩大供热面积，对逐渐增加热负荷系统的适应能力强。

（4）、热水供热梯级混水系统主要的缺点是整个系统直接连接，水质相同，不易单独控制锅炉的水质，如果水处理采用的方式不当，或者没有水处理措施时，锅炉腐蚀会越来越严重，整个系统的维护量增加，维护费用也就会相应的提高。另外，梯级混水系统的控制要求比较复杂。

2.2.2 三通混水泵系统

目前国内外使用较多的降温混水装置有混水泵、喷射装置、混水阀、均压罐。目前采用三通混水泵作为二次水供动力混水供热系统是应用最为广泛的一种混水形式。混水泵吸取部分二次网的回水加压与一次供水混合，调制成为二级网适用的供、回水温度，并与一次供水的资用压力共同提供水循环动力，实现二次网的供、回管路系统正常运转，完成采暖工作[4]。三通混水泵的设置可有以下几种方式，如图2-1所示[3]。

图2-1 三通混水泵系统设置示意

（1）、混水加压泵设置在供水管上（方式（一））：一次网回水调节阀将二次网回水压力调节至满足二次网系统静压，当一次网供水压力高于二次网回水静压时，一次网供水侧调节阀在调节流量的同时一次网供水阀后压力与二次网回水静压相持平衡，利用水泵将二次网一部分回水及一次网供水同时吸入混合加热，形成二次网供水，另一部分二次网回水直接返回一次网回水总管；一次网供水(或混水旁通)与一次网回水上设置调节阀，水泵采用变频控制。此供热方式适用于一次网供水的低压区。(当一次网供水压力低于二次网回水静压时，一次网侧的调节阀移至混水旁通上，此调节阀在调节流量的同时混水旁通阀后压力与一次网供水压力相持平衡) [5]。