作者：姜永成，高惠娜，顧冬明，鄭瑞蕓，王昭俊，方修睦，趙華

摘要：供熱終端熱量可調，供熱用戶按照熱量收費以后，室內供熱系統已經成為一個自調節系統。因此必須采用相對應的供熱調節方案，按照用戶所需熱量進行供熱才能實現整個供熱系統的節能。實現系統的節能技術體現在三個方面，一是熱用戶實現按需購熱；二是輸送系統以最小能耗方式向用戶輸送能量；三是熱源在保證用戶所需熱量的前提下始終處于最佳的燃燒狀態。在這三個方面都實現最佳，才是供熱適量調節技術的關鍵。

   1、概述

   供熱用戶實行供熱計量收費[1]以后，必須要有相應的熱量可調節的手段，否則不能實現真正的節能。目前實現用戶熱量可調節的技術主要是在用戶室內的各散熱器支管上安裝自力式溫度電動調節閥，用戶可以根據個人生活習慣及經濟條件在電動調節閥上設定所需溫度。電動調節閥的安裝與調節方式主要有雙通閥和三通閥兩種方式，針對這兩種方式供熱系統也要采取相應的調節方案。

   2、熱力運行分析

   2.1  用戶分析

   2.1.1  安裝雙通閥的室內系統

   每一臺散熱器都裝有一只自力式雙通溫控閥，如圖1（a）所示，此系統適用于分戶供熱的室內水平式系統。采用雙通溫控閥后，室內供熱系統就成為了變流量系統。根據流體因磨擦阻力所造成的能量損失可得（1）式中：、供、回水壓力；流體密度；摩擦系數；管路直徑；供、回水平均流速。變換（1）式則可得：（2）。式中：是供、回水壓差；是局部阻力系數；是供回水流量。根據室內供熱系統的運行情況結合（2）式進行分析，可以看出供回水流量的變化是用戶系統的主動調節作用，而且是在主動調節局部阻力系數后變化的。供回水壓差的變化則取決于熱網循環泵的運行狀態，循環泵恒速運行時的變化較小，循環泵變速運行時的變化則會較大。

   2.1.2  安裝三通閥的室內系統

   每一臺散熱器都裝有一只自力式三通溫控閥，如圖1（b）所示，此系統適用于室內垂直系統，也適用于分戶供熱的室內水平式系統。采用三通溫控閥后，室內供熱系統的流量變化很小，可以認為是恒流量系統。但是要有部分高溫供水直接流入熱網回水管，造成一定的能量浪費。

   下面針對以上兩種室內系統的熱量調節方案對熱網的運行工況進行分析。

   2.2  熱網分析

   輸送熱力的熱網循環泵按兩種運行方案進行討論，一種是恒轉速運行，另一種是變轉速運行。熱網循環泵的運行方案與室內系統的運行方案進行組合就會產生四種運行方案。

   2.2.1  室內系統變流量熱網循環泵恒轉速

   室內系統變流量運行、熱網循環泵恒轉速運行。由于室內散熱器溫控閥阻力的變化，使得管網的基金項目：國家“十一五”重點科技攻關項目。

   阻力特性發生變化，從而使得熱網的流量發生變化，量為時，熱網阻力系數會變化為，循環泵出口揚程也會增加到。顯然系統的工作點是沿著水泵的工作特性曲線變化的，在最低供熱負荷時熱網的流量可能會變得很小，流量太小熱源是否能夠承受需進行綜合分析研究。

   另外從節能的角度研究，恒轉速水泵在循環泵流量減小后，電動機的負載變小，其消耗的電能量也會減小。參考文獻中給出了節流方式調節離心式泵類負載時的電機輸入功率計算公式，如下式所示

   （3）式中：是流量為時循環泵電動機消耗的功率，是循環泵的額定流量，是循環泵電動機的額定功率。由（3）式可以推出其節能率公式（4）式

   （4）式中：是流量為時循環泵電動機節電的功率。根據（4）式可計算出幾種流量下水泵電機的節能率，當時，節電率為；當時，節電率為。

   此種方案也是節能的，但是流量越小其節能效果越不明顯，理論上計算零流量時的節能率為0.55。

   2.2.2  室內系統變流量熱網循環泵變轉速

   室內系統變流量運行、熱網循環泵變轉速運行。室內散熱器溫控閥調節后其阻力發生變化，使得管網的阻力特性發生變化，從而使得熱網的流量發生變化，如圖2所示。此時熱網循環泵應該改變轉速，使得循環泵的工作特性平行下移，下移的最佳工作點應該使得管網阻力特性恢復至點，如圖3所示。此種調節方案同樣存在系統最小流量限制的問題。