摘要：但在一些地區(qū)，特別是在換熱站產(chǎn)權(quán)歸屬用戶的地區(qū)，對換熱站的設(shè)計(jì)并沒有引起足夠的重視，由此帶來如設(shè)備投資大、運(yùn)行成本高、供熱效果差等諸多問題，具體設(shè)計(jì)缺陷，主要包括換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)與一次水設(shè)計(jì)參數(shù)不符、循環(huán)泵選型不合理、實(shí)際負(fù)荷與設(shè)計(jì)負(fù)荷不符等三個方面。
　　關(guān)鍵詞：換熱站，設(shè)計(jì)，供熱
　　間供系統(tǒng)與直供系統(tǒng)是我國集中供熱系統(tǒng)的兩種主要形式，其中間供系統(tǒng)能夠使熱源部分與用戶部分相互獨(dú)立，熱源失水量小、水處理費(fèi)用小，因此受到廣泛的使用。作為與直供系統(tǒng)主要區(qū)別標(biāo)志的換熱站，是間供系統(tǒng)的重要組成部分。但在一些地區(qū)，特別是在換熱站產(chǎn)權(quán)歸屬用戶的地區(qū)，對換熱站的設(shè)計(jì)并沒有引起足夠的重視，由此帶來如設(shè)備投資大、運(yùn)行成本高、供熱效果差等諸多問題，具體設(shè)計(jì)缺陷，主要包括換熱器設(shè)計(jì)參數(shù)與一次水設(shè)計(jì)參數(shù)不符、循環(huán)泵選型不合理、實(shí)際負(fù)荷與設(shè)計(jì)負(fù)荷不符等三個方面。
　　針對上述問題，本文將結(jié)合工程實(shí)例，具體分析在室外計(jì)算溫度下，設(shè)計(jì)對供熱質(zhì)量的影響，并指出設(shè)計(jì)時應(yīng)該注意的問題。在計(jì)算結(jié)果對定量分析不會產(chǎn)生較大影響的前提下，為了便于計(jì)算分析，特做如下給定：
　　1、換熱站設(shè)計(jì)熱負(fù)荷60×104W，一次水設(shè)計(jì)供回水溫度115/70℃，二次水設(shè)計(jì)供回水溫度85/60℃。
　　2、換熱器采用雙紋管水水換熱器，一次水設(shè)計(jì)流速1.6m/s，二次水設(shè)計(jì)流速2.0m/s。任何情況下，換熱器流通面積不變，換熱面積只與管長有關(guān)。
　　3、所有暖氣片型號一致，均為M-132型，計(jì)算時不考慮組裝片數(shù)、連接形式以及安裝形式等修正，且散熱器散熱量僅與二次水平均溫度有關(guān)，即Qs=2.426*Fs*（tpj-tn）1.286。【1】
　　4、所有維護(hù)結(jié)構(gòu)散熱系數(shù)相同。
　　5、室外計(jì)算溫度取-6℃，室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度取18℃。
　　6、換熱器傳熱系數(shù)嚴(yán)格按實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出的公式變化，即Kh=0.806*（1+w1+w2）KW/m2•℃,其中一次水流速范圍w1=0.8～2.0m/s，二次水流速范圍w2=1.0～2.6m/s。【2】
　　根據(jù)上述給定條件和有關(guān)熱力計(jì)算公式，分別敘述如下：
　　一、一次側(cè)供水溫度設(shè)計(jì)參數(shù)偏離換熱器設(shè)計(jì)值時的影響
　　出于對系統(tǒng)水力工況的考慮，熱力公司一般會按照熱媒水設(shè)計(jì)溫度和用戶申報面積，控制用戶流量,進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)。當(dāng)換熱器設(shè)計(jì)熱媒水參數(shù)與一次側(cè)設(shè)計(jì)供水參數(shù)不符時，由于一次側(cè)流量發(fā)生變化，換熱器的換熱特征也相應(yīng)發(fā)生變化，下面把當(dāng)一次水設(shè)計(jì)溫度偏移±15℃時，各參數(shù)的計(jì)算結(jié)果匯總?cè)绫?.1，為便于比較,同時把實(shí)際供水溫度下所需要的換熱器傳熱面積偏差也一并列入表1.1。
　　表1.1一次水溫度參數(shù)變化對供暖質(zhì)量的影響

　　通過對表中各參數(shù)的計(jì)算，可以得出幾個結(jié)果，并定性分析如下：
　　1、當(dāng)換熱器熱媒入口設(shè)計(jì)溫度高于熱媒入口實(shí)際溫度時，盡管換熱器一次側(cè)實(shí)際流速高于設(shè)計(jì)流速，傳熱系數(shù)增加，但由于實(shí)際傳熱面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于設(shè)計(jì)傳熱面積，換熱能力不足，用戶實(shí)際室內(nèi)溫度無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
　　2、當(dāng)換熱器熱媒入口設(shè)計(jì)溫度低于熱媒入口實(shí)際溫度時，盡管換熱器一次側(cè)流速低于設(shè)計(jì)流速，傳熱系數(shù)下降，但由于實(shí)際傳熱面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)傳熱面積，綜合換熱能力富裕，用戶實(shí)際室內(nèi)溫度超過設(shè)計(jì)要求。同時應(yīng)當(dāng)指出，如本例，當(dāng)換熱器面積富裕47.58%時，室內(nèi)溫度僅僅增加4.83%，可謂得不償失。
　　二、二次側(cè)流量偏離設(shè)計(jì)值時的影響
　　二次側(cè)流量偏離設(shè)計(jì)值是目前換熱站存在的主要問題，主要表現(xiàn)為循環(huán)水泵選型過大，以筆者所在城市為例，有些換熱站水泵流量參數(shù)配置甚至比實(shí)際需要偏大3倍，可以說觸目驚心。
　　根據(jù)有關(guān)資料，散熱器在一定流量范圍內(nèi)，散熱器散熱量主要取決于平均水溫，在本文的計(jì)算中，忽略流量對散熱器散熱的影響。
　　當(dāng)二次側(cè)流量變化時，各流量下的溫度具體匯總?cè)绫?.1。
　　表2.1二次側(cè)流量變化時各參數(shù)溫度

　　通過對上表各參數(shù)的計(jì)算，可以得出幾個結(jié)果，并定性分析如下：
　　1、除非二次側(cè)水流量偏離設(shè)計(jì)值過大，使散熱器處于流量敏感區(qū)，否則二次側(cè)水流量對室內(nèi)溫度影響很小，幾乎可以忽略不計(jì)。
　　2、雖然從計(jì)算結(jié)果上看，在一定范圍內(nèi)當(dāng)二次水流量小于設(shè)計(jì)流量時，對供熱質(zhì)量不會產(chǎn)生過大的影響，但流量偏小可能會造成系統(tǒng)的垂直失調(diào)和水平失調(diào)，使用戶間的冷熱不均。
　　3、二次水超流量對采暖效果的改善基本不起作用，反而會造成運(yùn)行成本增加，因此在設(shè)計(jì)時應(yīng)盡量予以避免。另外，如果采用間歇式供暖，水量越大，系統(tǒng)水溫達(dá)到穩(wěn)定的時間越長，反而會降低供熱效果。
　　三、實(shí)際熱負(fù)荷偏離設(shè)計(jì)熱負(fù)荷時的影響
　　造成實(shí)際熱負(fù)荷偏離設(shè)計(jì)熱負(fù)荷的原因主要有兩種：一種是建筑質(zhì)量太差或管道保溫太差，造成實(shí)際熱負(fù)荷偏高；二是換熱站設(shè)備按遠(yuǎn)期配備，而現(xiàn)狀用熱負(fù)荷較低，或用熱率太低。
　　（一）當(dāng)實(shí)際熱負(fù)荷偏高時
　　由于建筑保溫質(zhì)量太差或管道保溫太差造成的熱負(fù)荷偏高，可以都近似的認(rèn)為成圍護(hù)傳熱系數(shù)過高，本問題設(shè)計(jì)換熱站時難以考慮，本文僅對其造成的后果加以計(jì)算說明，具體計(jì)算數(shù)據(jù)見表3.3.1。
　　表3.3.1實(shí)際熱負(fù)荷偏高時參數(shù)值匯總

　　（二）當(dāng)實(shí)際熱負(fù)荷偏低時
　　當(dāng)用熱率太低時，由于圍護(hù)散熱量增加，單位熱負(fù)荷指標(biāo)會增加，使分析變的困難，為了便于分析，本文假設(shè)圍護(hù)傳熱系數(shù)不變計(jì)算結(jié)果見表3.3.2。
　　下表反映的是當(dāng)二次水循環(huán)水量隨負(fù)荷變化時，各溫度參數(shù)的變化情況，根據(jù)二次側(cè)流量變化對參數(shù)影響的分析結(jié)果，如果不隨負(fù)荷的變化調(diào)整二次水循環(huán)水量，各溫度參數(shù)的變化情況與表表2.1數(shù)值基本一致。
　　
　　
　　表3.3.2流量控制情況下實(shí)際熱負(fù)荷偏低時的參數(shù)匯總

　　通過上表，可以得出幾個結(jié)果，并定性分析如下：
　　1、在條件允許下，換熱器可按遠(yuǎn)期配置，無須分期建設(shè)，特別是臨時用熱率低的情況下，即使熱力公司按申報面積嚴(yán)格控制流量，也能夠比較好的解決因圍護(hù)散熱量大而造成的供熱質(zhì)量降低的問題。
　　2、對循環(huán)水泵而言，最好進(jìn)行變頻控制，起碼也要分期建設(shè)，以避免造成運(yùn)行成本上升。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　【1】《供熱工程中雙紋管換熱器的熱力計(jì)算》程海燕
　　【2】《供熱工程》賀平王剛