混水换热站水力工况分析及应用

集中供热系统水力工况分析及设计优化I.引言A.研究背景及意义B.国内外研究现状C.研究目的与内容II.集中供热系统基本结构及水力特性分析A.系统结构及运行模式B.水力特性分析C.常见水力问题及表征指标III.水力工况分析及问题诊断A.工况分析方法及理论依据B.案例分析与问题诊断C.引入计算流体动力学（CFD）技术对问题进行模拟及评价IV.优化设计方案及实验验证A.设计方案的制定及优化过程B.设计方案的评价指标及实验验证C.仿真模拟与实验结果的对比分析V.结论与展望A.工作总结B.研究成果及创新点C.未来展望及发展方向VI.参考文献第一章：引言随着城市化进程的加速发展，建筑物的数量不断增加，建筑物的能耗也会随之增加。

因此如何提高建筑物的节能效果成为一个热门话题。

集中供热系统作为为建筑物提供供热服务的主要方式，一直受到人们的关注。

目前，国内外科学家们在这个领域取得了大量的研究成果。

但是，由于集中供热系统的复杂性和工况问题的多样性，集中供热系统的扩展和优化仍然是一个挑战，因此这个领域需要更深入的研究。

本文旨在针对集中供热系统的水力工况分析问题，探讨其优化设计问题，并且给出对应的改进措施。

第二章：集中供热系统基本结构及水力特性分析集中供热系统是通过连接建筑物之间的管道、阀门、热水器、换热器等设备构成的系统，从供热站接收热水，然后分配至各个建筑中为建筑物供热、取暖和生活热水。

集中供热系统的设备通常包括供热站、主干管、支管、末端设备等。

其中热水在主干管和管道中运输，通常存在一定的水力阻力和损失，这些阻力和损失直接影响到系统的运行效率。

因此，对集中供热系统水力特性的分析是提高集中供热系统运行效率的重要途径。

在本章中，我们主要从建筑物热负荷、建筑物供热系统、水力特性等方面进行了详细的分析。

通过数据计算和资料搜集，我们得出了一些有关集中供热系统的结论。

例如：建筑的隔热性越好，建筑物的热负荷越低；支管的阻力损失显著，对集中供热系统的水力性能产生影响。

试述供热末端混水系统的应用摘要：随着我国城市化步伐不断地加快，节约能源和资源、进行环境保护、走可持续的发展路线成为建筑界一直在探索的课题。

我国建筑在使用中最大的能耗是采暖和制冷。

针对国内集中供热系统存在许多普遍性的问题，多种技术应运而生，其中末端混水系统技术最近颇受青睐。

本文针对新型混水系统的原理、控制依据以及在供热系统中实现的功能进行了详细的介绍。

关键词：节能降耗；混水回路；水力失调；“质”与“量”同时调节；变频水泵1、混水系统技术的研究目前中国的供热系统存在许多问题，为了更好地解决上述供热问题，末端混水系统在供暖系统中得到广泛的应用，其中产生最明显的特点就是实现二次管网的小流量大温差运行，末端用户大流量小温差运行，为末端楼宇提供独立的资用压头，解决供热系统的水力失调问题，会对整个供暖系统的节能降耗产生深远的影响。

以下常见的混水系统形式:1.1水喷射器系统在热网的供水管路上安装水喷射器，供水进入水喷射器，在喷嘴处形成很高的流速，喷嘴出口处动压升高，静压降低到低于回水管的压力，回水管的低温水被抽引进入喷射器，并与供水混合(如图3-la)。

1.1.1喷射器的优点1)无振动、无噪音，不扰民;2)结构简单、紧凑，安装方便;3)工作可靠，不需备件、免维修;4)无运动部件，寿命可达1020年;5)节约用电，节约热能，无需管理，节约运行管理成木。

1.1.2喷射器的缺点1)需要较高的资用压差，才能保证正常运行;2)可调性差，供水参数变化大。

1.2 混水泵系统1)混水泵跨接在供水管和回水管之间，进行旁通混水(如图3-lb);2)混水泵安装在供水管上，该水泵同时起到供水加压和混水的双重作用(如图3-1c);3)混水泵安装在回水管上，该水泵同时起到回水加压和混水的双重作用(如图3-ld);1.3新型的混水泵系统最初，混水系统只是为了解决高温水转变为低温水，单一的进行“质”调节，无法实现热计量以及监测，自动化程度不高，不能算为一种系统。

某小区换热站供热现状分析及改造方案郭峰发布时间：2021-09-01T03:35:36.277Z 来源：《新型城镇化》2021年12期作者：郭峰[导读] 随着供热事业的快速发展，人们对供热品质提出了更高的要求。

徐州华开热力有限公司江苏徐州 221000摘要：随着供热事业的快速发展，人们对供热品质提出了更高的要求。

老旧小区主要指 2000 年以前建成，至今仍在居住使用的建筑。

老旧小区供热系统供热效率低、品质差，不能满足供热节能发展需求。

本文以某老旧小区供热系统节能改造为例，通过工程实际项目分析介绍老旧小区节能改造技术及方法，以期对老旧小区供热系统节能改造具有工程实际参考价值。

关键词：老旧小区；节能改造；基础设施；智慧供热老旧小区具有以下特点：建筑建设年代较早，围护结构保温性能较差，传热系数相对较大，供热设备效率低、能耗高，供热计量设备少；且老旧小区供热管网中的组件缺乏应有的维护，造成供热设施不同程度的腐蚀和损坏的问题。

老旧小区的智慧化提升改造有利于实现热源、管网、换热站到楼栋热用户运行数据的实时监测，设置分类预警机制对系统异常情况及时报警，在提升热用户用热品质的同时，实现节能降耗。

现有节能改造技术分析研究供热管网的优化设计供热管网的设计包括管径选择和路由设计，管线管径的确定以保证管网运行经济合理为原则。

供热系统各支路间采用并联的方式，各并联环路扬程相等，总流量等于各并联水泵流量之和，水力计算中，管网最不利环路阻力应为设计流量下热力站、热网和最不利用户环路的阻力之和。

在供热系统中，远端沿程阻力的增大，会增加近端富裕压头值，不利于供热系统节能运行。

合理分配换热站路由设计，有利于供热系统的节能运行。

老旧小区智慧化提升老旧小区改造前存在智慧化程度低，没有信息化管理平台，无法实现远程调控、无法进行全网水力平衡调控、无法进行热量合理分配。

对老旧小区的智慧化改造需要根据现场实际运行情况、站内设备以及管理模式，从热源、换热站、管网到热用户整个供热系统的过程管理和运行管理。

供热系统变动水力工况分析及应用作者：杨泰洲来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2012年第01期摘要：供热系统水力工况变动或失调的分析以及在实际供暖系统中如何应用。

关键词：水力工况变动分析及应用1 水力失调概况设供热系统的设计流量为G(m3/h)，实际流量为GS(m3/h)，其比值x称为供热系统的水力失调度：X=GS/Gg在供热系统中，一定的流量总是与一定的压力相对应，所以对水力工矿的变化进行分析时，流量的变化是首要考虑的因素。

由此，供热系统水力失调的程度可通过水利失调x来表示。

若X=1，也就是设计流量Gg与实际流量GS相同，则供热系统的水利工矿比较稳定；若X≥1或X≤1，则可判定供热系统的水力工况非常不稳定。

2 变动水力工况分析2.1 水力工况变动的基本规律2.1.1 管网阻力特性系数的大小往往决定着供热系统各用户流量的比值。

如果管網阻力特性数不变，各用户流量的比值也不会变动。

2.1.2 如果任何一个供热系统的用户或区段的阻力特性发生变化，位于这个区段之后（以热源为前）的所有区段（不含该区段）流量成一致等比失调。

2.2 定性变动水力工况分析（定性分析法）2.2.1 恒压点压力变动水泵的规格及型号、管网阻力系数都没变，按上文阐述的基本规律可判定系统流量也未发生任何变动，也没有出现水力失调的问题，所以水压图的形状是固定的，如果恒压点压力出现变动，其会沿纵坐标轴上下平移。

在这种情况下，流量不变，但系统压力会发生较大的变动，水压将无法达到系统运行的基本要求，应力求防止。

2.2.2 循环水泵出口阀门关小ΔH3当水泵出口阀门关小时，系统S值必然增大，根据水泵工作点的变动，水泵扬程将略有增加，与此同时，系统流量G必有减少趋势。

其变动水压为：水压线陡降部分，表示因出口阀门节流引起的压力损失。

动水压线斜率较原水压图平缓，表示由于水流量减少，管网压力损失也减小。

又因除水泵出口阀门关小外，系统用户阀门均未调节，根据上述基本规律可知各用户流量将成比例地减小。

2020年05月分析混水式热力站设计应用史庆祥（中交煤气热力研究设计院有限公司，沈阳铁西110026）摘要：文章针对某工程设计案例展开了分析和研究，重点针对混水式热力站的换热流程进行了分析和研究，通过和换热式热力站进行对比和分析，对混水式热力站的优点和缺点进行了有效阐述，同时提出了混水式热力站的重点设计要点，有效提高热力站的整体工作效率和质量。

关键词：混水式热力站；换热；设计0引言热力站是我国城市供热系统当中非常重要的构成环节，在工业产业的发展以及民用建筑的采暖、通风、生产以及日常生活等各个方面，提供出必要的热水资源，热力站可以有效转变供热介质的类型，并且为站房提供出必要的换热设备。

热力站内部通常情况下通过换热器循环供水泵、补给水泵、除污设备、水体软化设备以及各种电器控制装置等环节所构成，以蒸汽和高温热水作为热量供应来源，有效使用各种不同类型的换热设施，通过直接或者间接换热的方法来进行供热。

当前在我国各大城市内部热力站的工作方式，通常是以高温热水作为主要的热力供应来源，用于城市内部的建筑取暖，城市当中比较常见的供热站分为了换热式热力站和混水式热力站两种形式。

1混水式热力站设计在混水式热力站的设计工作中，需要保证热力站的供热系统和用户的热力系统之间进行有效衔接，源源不断被用户的热力系统补充热量，另一部分的回暖用水直接作为高温系统的供水来加以使用，这种新型的供暖形式使得用户自身的热力系统热供应效率明显提升，同时通过和高温管网内部的水体之间直接进行连通，大大提高了整个工作站的供热效率，有效调节高温水供水速率。

用户方面在循环水的不断供应下，热水的压力和温度都得到了有效的保障，用户可以直接通过供暖参数的控制来实现自身热量参数的控制。

依照高温网供水压力和供水温度的不同，需要在其中设置出相应的循环供水泵位置，在供水的数量和规格上有所差异[1]。

比如，我国某城市内部一处高层居民小区的总建设面积超过10万m 2，小区室内采用的是地热供暖系统，整体的热量供应效率较高，在冬季环境下的室内温度可以得到保证。

关于混水装置在供暖系统中的应用摘要：在低温地面辐射热供暖，对于热媒温度要求tg=55℃,th=45℃，△t=10℃；热网供水温度过低，供回水温差过小，导致室外热网的循环水量、输送管道直径、输送能耗及初期投资大幅度增加，从而削弱了地面辐射热系统的节能优势，在设计中尽可能提高室外热网的供水温度，加大供回水的温差，在高温输送低温使用的供热经济总则下，利用混水装置供热来解决这种不经济方式，降低水容热耗、动力耗电、基本建设投资的经济值。

关键词：混水装置；多级泵系统；经济；供热；采暖中图分类号：tu3文献标识码：a文章编号：鉴于国家对节能环保的重视，在某地基本建设中关于供热与采暖工程主要采暖形式为地面辐射热供暖系统中，采用了混水装置，在国家规范的指导下，在具体工程实践不断总结扩展，在工程经济、供暖效果上取得了较好的效果。

一、混水装置设置依据依据一：《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》jgj26-2010备案号j997-2010（条款5.2.13，条文解释：本条文是强制性条文，条款5.3.8）依据二：09年在某地在住宅建设中，在一个局部建设住宅的情况下，若新建换热站直供，需要在原有的换热站内增加成套的换热设备（板式换热器、循环水泵、定压泵），随之增加电力增容，用电总控柜更换，电力电缆铺设，长距离管道的铺设，管道铺设沿途的电力、热力、给排水等地下管线及道路硬面、绿化、地下构筑物、地上建筑物的干扰。

工程难度及工程量增大，从经济上，施工上极不划算。

因此，在某地住宅小区，为了解决这一难题，节约成本，在不改变原有供热管线管径的情况下，采用了混水装置，就近引入所需管线完成供暖施工，供暖情况良好。

依据三：09年在某地即将交工通车而职工进点作业的生活设施不完备，为了顺利完成通车这一重要工作，临时增加职工宿舍和食堂，但是，由于原设计锅炉房的供热负荷依据原设计建筑物负荷而定，无余量；且原有热源（锅炉房）、供热管线基本完工情况下。

供热管网混水改造分析作者：高杰来源：《装饰装修天地》2016年第06期摘要：抚宁区燃气热力总公司热源利用秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司热电联产的余热，发展供热面积约80万平方米。

随着抚宁区经济建设的发展，供热需求、供热质量不断提高，现状供热系统需进行合理优化，配套抚宁区规划发展要求。

关键词：直供系统；混水改造；初投资一、工程概况现状热力公司热源采用骊骅公司热电厂余热，供热面积约80万平方米。

骊骅公司自备热电厂2000年建成投产，热电厂设三台75t/h次高压循环流化床锅炉，总产汽量225t/h，一台6MW背压式汽轮发电机组和两台6MW抽凝式汽轮发电机组，汽轮机总进汽量175t/h，抽（排）汽量145t/h，根据机炉设备技术参数分析，除了骊骅公司自身用汽用热以外，理论余热达70MW可对外售供。

根据采暖平均热指标58W/㎡计算，理论的供热面积达120万平方米。

供热系统循环泵、补水泵及相关热源配套设施均由骊骅公司热电厂配备，热力公司从热电厂购买热量，仅负责热网及末端的运行维护。

目前热力公司实际用热电厂用热小时流量约2000t，热电厂实际供回水温度约53/38℃，实际输热量约35MW，理论供暖面积约60万平方米，无法满足现状约80万平方米的供暖需求，导致部分热用户供暖效果不佳。

同时，热电厂暂无增加热网循环泵流量的计划，故唯有增加供回水温差才能改善现状热用户的供热效果，进而有增加供暖面积的可能性。

现状热力公司DN600热网由骊骅公司热电站引出，南行后沿途接入各小区，主干管全长约4.2千米，在经济比摩阻下运行，要求热网循环泵扬程不低于90m，现状热网循环泵扬程满足使用要求。

热水管网介质温度较低（70℃以下），干管及支管大部分采用地下无补偿直埋敷设方式。

由于各种原因，现状主干管、检查井及分支阀门井大部分敷设于道路行车道上，不便于热网检查维修、更新改造。

依据现状供热负荷及相关运行参数，校核DN600管道比摩阻为110.92Pa/m，流速2.73m/s，管径偏小，难以满足现状80万平米的供热需求。

混水系统在集中供热系统的应用阐述在供热系统中，从热源与热用户的连接方式上可划分为：直接连接的供热系统（简称直供系统或直供不混水系统），间接连接的供热系统（简称间供系统），直接连接的混水式供热系统（简称混水系统或直供混水系统）。

由于连接方式的不同，在能耗大小，运行调节的难易程度，以及建设投资的多少等方面形成了各自的特点和不同的适用范围。

随着供热事业的发展，各供热企业都在逐步改进自己的供热系统，以便在提高供热质量的前提下，最大限度地节约能源，简化运行调节手段，降低运行成本，提高收费率。

混水连接是指在一次网供水进入热力站，通过混水系统与二次网一部分回水混合，降温至二次网供水温度后进入二次网供水管道循环供热，二次网另一部分回水进入一次网回水管道返回供热站，该部分回水量同一次网供水量，一、二次网回水温度相同。

混水直供因其热损耗小，初投资及维护运行费用低，可在"大温差、小流量"运行，一次网富余压差在二次网中得以充分利用等特点，具有较大的节能空间，在热网自动控制系统配合下，得到了广泛的应用。

但混水方式对水质要求高，且整个系统的定压采用一次网定压，一次网压力的稳定，直接影响到系统运行的稳定。

在系统中既存在一次网循环泵，又存在多个热力站的混水泵，这些泵同时串、并联在同一系统中，各台泵的运行工况和各种阀门的调节，都会直接影响一、二次网的流量和压力的变化。

运行时既要保证一次网的水力平衡和理想的水压图状态，又要保证二次网的供热量和供回水压力，因此运行调节难度大。

1 混水供热系统的三种基本形式混水供热系统有水泵旁通加压、水泵回水加压，水泵供水加压三种基本形式。

1.1水泵旁通加压混水泵设置在混水旁通管路上，一次网供水管上装设流量控制阀，回水管上装设电（手）动调节阀，利用水泵将二次网的部分回水加压打入一次网供水中，混合形成二次网供水，另一部分回水返回一次网回水管。

适用于二次网所需的供回水压力在一次网供回水压力之间，靠近热源的热力站。

热交换站混水采暖系统设计分析摘要：因为地板辐射采暖具有传统无法相比拟的特征，在很多地方越来越多的使用地板采暖方式，这就使得一个区域出现不同的采暖方式，导致供暖方式的多样化。

关键词：热交换站；混水采暖系统；分析引言在地板辐射采暖与传统供暖方式相互结合的地区，出现这种供暖现象，是技术综合进步的产物，本文针对传统采暖方式与地板供暖方式结合的地区，对并存情形下的热交换站混水采暖系统设计进行简要的分析。

1地板辐射采暖的介绍地板辐射采暖是一种通过利用热辐射传热来进行采暖的一种方案，在地板层中的热介质，把整个地板进行均匀的加温，地板本身储存到的热向上辐射的规律从下而上传递，进而可以使室内达到增温的目的。

由于温度呈缓慢的循序渐进的方式在房间中从脚底到头顶逐渐降低，从而给人温暖脚部和冷却头部的舒适感觉，这种方式在节能、室温度场分布等角度都明显优于传统的加热方法，特别是在酒店等大空间建筑中。

2工程设计参数在此建筑群的供热系统包括传统的散热器采暖与地板辐射加热系统，根据相关的建设要求规定，最终的一次供回水温度是120℃/60℃，二次包括两个系统，其中地板辐射系统的温度是60℃/50℃，而传统的供热系统温度是75℃/55℃，一次的流量为100t/h，热源二次的流量依旧分为地板辐射系统与传统的散热系统，其中地板辐射系统的流量为355t/h，散热采暖系统的流量为70t/h。

3方案确定在地板辐射采暖系统与传统散热采暖系统共存的情形下，热交换站会采用不同的方案进行设计。

3.1方案一热源分别用于两种不同的加热系统，即地板辐射加热与传统的散热器加热。

由于热源二次侧供水和回水与加热系统一次与二次侧上的供水和回水之间的温差大约是10℃和60℃，地板辐射加热交换设备的二次侧流速大约是一次侧流速的5倍。

在传统的散热器加热系统，热源一次侧和二次侧的供水和回水之间的温差分别为60℃和25℃。

在同一过程中，即使地板辐射加热系统使用不同横截面的热交换设备来改变一次侧的流量，一次侧和二次侧的流速和阻力仍然相差很大。

探讨换热站混水供暖系统的优化设计摘要：换热站是区域供热中不可或缺的一部分,换热站系统的设计是集中供热系统节能与否的重要因素,而换热站系统是否节能主要是看循环水泵是否节能。

循环水泵的扬程用来克服系统中水循环的阻力。

水循环的阻力由三个部分组成:用户内部系统阻力、室外管网阻力与换热站内部阻力。

在换热站设计中,为减少换热站的占地面积,换热站内管道的比摩阻通常比室外管道大。

因此换热站内部阻力通常比较大,约占整个系统总阻力的一半。

因此换热站的内部设计是否合理对循环泵的节能具有很大影响。

关键词：换热站；混水供暖；系统；优化设计；分析引言：随着人们对住宅舒适性要求的提高,越来越多的用户采用地板辐射采暖系统(以下简称地暖系统)。

因此,同一住宅小区出现既有散热器采暖系统,又有地板辐射采暖系统的情况越来越多。

对这种具有两种供热参数的换热站,在两系统静压相同的条件下,可以通过合理的设计来减少换热站内部的阻力损失。

城市供暖系统是利用集中热源，通过供热管网等设施向城市居民供应生产和生活用热能的供热方式。

热力公司输送的热能通过换热站进入用户供热设备，换热站的运行情况对用户室内温度有很大影响。

本文主要对换热站混水供暖系统的优化设计进行探讨，并且也是在这个时候提出了下文之中的一些内容，希望能够给予相同行业进行工作的人员提供出相应的参考。

1.传统设计方法对既有散热器采暖用户,又有地板辐射采暖用户,两种供热参数的换热站设计,传统的方法是在换热站内设置两套换热设备,分别充当散热器采暖和地板采暖用户的热源。

由于水的比热在0℃-150℃范围内变化不大,如不考虑换热损失,换热器一次侧与二次侧的流量比等于一次侧与二次侧的供回水温差比。

因此,对地板采暖系统的换热器来说,一次侧与二次侧的流量比为0.2-0.25,导致二次侧的阻力过大,一次侧的阻力过小。

因此,对地板采暖系统的换热器二次侧宜采用旁通管,使一部分系统回水不参与换热,而直接与换热后的供水混合,达到设计供水温度。

探讨换热站混水供暖系统的优化设计摘要:通过本文主要针对目前常见的两种换热站混水供暖系统---散热器采暖系统和地板采暖系统---进行分析，然后通过比较和自身的分析得出了一向比较优化的设计，该设计既节能又有利于节约利润，该方案主要是根据换热站的一些系数和负荷关系来进行计算确定的，因此，具备一定的科学性和借鉴性。

关键词:换热站,混水,地板采暖,散热器,供暖系统我们都知道，当今生活中采暖设备已经成为家家户户必不可少的一部分了，而在采暖系统中最为主要的区域取暖中换热站则成为主要的采暖设备，因此，对于换热站的设计理应引起人们的高度关注，尤其是对于换热站混水供暖系统的设计更应该针对目前的一些缺陷进行一定程度的优化。

1换热站及其传统设计方法换热站的设计在整个的采暖过程中占据着很重要的位置，而针对于每个换热站来说最为核心的部分就要数循环水泵的设计了，因此我们设计的主要对象也就是循环水泵了。

循环水泵中存在的对于使用效能影响最大的作用力就是谁在运动中产生的阻力了，这里所说的阻力主要存在三方面的主要内容，根据水循环的位置的不同可以分为用户内、室外管内和换热站内部三种类型。

而在这三种阻力当中影响最大的就是换热站内的水阻力了，几乎占到了所有阻力的百分之五十，看见换热站设计的重要性。

另外，当前随着人们建筑设计水平的提高，地板辐射采暖也成为了一项主要的采暖方式，这种方式和散热器采暖系统共同组成了当前用户采暖的主要方式，因此，如何把两者有机的结合起来，使得他们各自发挥自身的最大作用，相互配合达到最优的地步就是我们研究的重点问题了。

既然我们知道了我们今后研究的重点，那么具体如何来进行操作和设计呢？就目前我国常用的方法来看，在换热站内部这两种采暖系统还都是相互独立的，它们的热源是两套互不相干的换热设备。

而这两种途径在运行中的具体参数又大不相同，就拿换热器的一次侧与二次侧的流量比来说，我们都知道这里的流量比和供回水的温差之比是一样的（因为水的比热是比较稳定的，一般在0e~150e之间是不变的），也就是说地板采暖系统的这种流量比会达到0.2，甚至是0.25，这样的话二次侧的阻力就会很大，与之相对的一次侧就比较小了。