1、概述
供熱用戶實(shí)行供熱計(jì)量收費(fèi)[1]以后，必須要有相應(yīng)的熱量可調(diào)節(jié)的手段，否則不能實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能。目前實(shí)現(xiàn)用戶熱量可調(diào)節(jié)的技術(shù)主要是在用戶室內(nèi)的各散熱器支管上安裝自力式溫度調(diào)節(jié)閥，用戶可以根據(jù)個(gè)人生活習(xí)慣及經(jīng)濟(jì)條件在調(diào)節(jié)閥上設(shè)定所需溫度。調(diào)節(jié)閥的安裝與調(diào)節(jié)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(tǒng)也要采取相應(yīng)的調(diào)節(jié)方案。
2、熱力運(yùn)行分析
2.1 用戶分析
2.1.1 安裝雙通閥的室內(nèi)系統(tǒng)
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(tǒng)適用于分戶供熱的室內(nèi)水平式系統(tǒng)。采用雙通溫控閥后，室內(nèi)供熱系統(tǒng)就成為了變流量系統(tǒng)。根據(jù)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(shù)；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(shù)；是供回水流量。根據(jù)室內(nèi)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行情況結(jié)合（2）式進(jìn)行分析，可以看出供回水流量的變化是用戶系統(tǒng)的主動(dòng)調(diào)節(jié)作用，而且是在主動(dòng)調(diào)節(jié)局部阻力系數(shù)后變化的。供回水壓差的變化則取決于熱網(wǎng)循環(huán)泵的運(yùn)行狀態(tài)，循環(huán)泵恒速運(yùn)行時(shí)的變化較小，循環(huán)泵變速運(yùn)行時(shí)的變化則會(huì)較大。
2.1.2 安裝三通閥的室內(nèi)系統(tǒng)
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(tǒng)適用于室內(nèi)垂直系統(tǒng)，也適用于分戶供熱的室內(nèi)水平式系統(tǒng)。采用三通溫控閥后，室內(nèi)供熱系統(tǒng)的流量變化很小，可以認(rèn)為是恒流量系統(tǒng)。但是要有部分高溫供水直接流入熱網(wǎng)回水管，造成一定的能量浪費(fèi)。
下面針對以上兩種室內(nèi)系統(tǒng)的熱量調(diào)節(jié)方案對熱網(wǎng)的運(yùn)行工況進(jìn)行分析。
2.2 熱網(wǎng)分析
輸送熱力的熱網(wǎng)循環(huán)泵按兩種運(yùn)行方案進(jìn)行討論，一種是恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行，另一種是變轉(zhuǎn)速運(yùn)行。熱網(wǎng)循環(huán)泵的運(yùn)行方案與室內(nèi)系統(tǒng)的運(yùn)行方案進(jìn)行組合就會(huì)產(chǎn)生四種運(yùn)行方案。
2.2.1 室內(nèi)系統(tǒng)變流量熱網(wǎng)循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速
室內(nèi)系統(tǒng)變流量運(yùn)行、熱網(wǎng)循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于室內(nèi)散熱器溫控閥阻力的變化，使得管網(wǎng)的
基金項(xiàng)目：國家“十一五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。
阻力特性發(fā)生變化，從而使得熱網(wǎng)的流量發(fā)生變化，量為時(shí)，熱網(wǎng)阻力系數(shù)會(huì)變化為，循環(huán)泵出口揚(yáng)程也會(huì)增加到。顯然系統(tǒng)的工作點(diǎn)是沿著水泵的工作
特性曲線變化的，在最低供熱負(fù)荷時(shí)熱網(wǎng)的流量可能會(huì)變得很小，流量太小熱源是否能夠承受需進(jìn)行綜合分析研究。
另外從節(jié)能的角度研究，恒轉(zhuǎn)速水泵在循環(huán)泵流量減小后，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載變小，其消耗的電能量也會(huì)減小。參考文獻(xiàn)[2]中給出了節(jié)流方式調(diào)節(jié)離心式泵類負(fù)載時(shí)的電機(jī)輸入功率計(jì)算公式，如下式所示：
（3）式中：是流量為時(shí)循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)消耗的功率，是循環(huán)泵的額定流量，是循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)的額定功率。由（3）式可以推出其節(jié)能率公式（4）式：
（4）式中：是流量為時(shí)循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)節(jié)電的功率。根據(jù)（4）式可計(jì)算出幾種流量下水泵電機(jī)的節(jié)能率，當(dāng)時(shí)，節(jié)電率為；當(dāng)時(shí)，節(jié)電率為。
此種方案也是節(jié)能的，但是流量越小其節(jié)能效果越不明顯，理論上計(jì)算零流量時(shí)的節(jié)能率為0.55。
2.2.2 室內(nèi)系統(tǒng)變流量熱網(wǎng)循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速
室內(nèi)系統(tǒng)變流量運(yùn)行、熱網(wǎng)循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速運(yùn)行。室內(nèi)散熱器溫控閥調(diào)節(jié)后其阻力發(fā)生變化，使得管網(wǎng)的阻力特性發(fā)生變化，從而使得熱網(wǎng)的流量發(fā)生變化，如圖2所示。此時(shí)熱網(wǎng)循環(huán)泵應(yīng)該改變轉(zhuǎn)速，使得循環(huán)泵的工作特性平行下移，下移的最佳工作點(diǎn)應(yīng)該使得管網(wǎng)阻力特性恢復(fù)至點(diǎn)，如圖3所示。此種調(diào)節(jié)方案同樣存在系統(tǒng)最小流量限制的問題。
下面也從節(jié)能的角度研究變轉(zhuǎn)速水泵在循環(huán)泵流量減小后，電動(dòng)機(jī)的節(jié)能問題。改變離心式水泵電機(jī)的頻率進(jìn)行調(diào)速，目前是最佳的循環(huán)泵變速調(diào)節(jié)的方案，在參考文獻(xiàn)[2]中給出了節(jié)能率公式如（5）式：
（5）式中各符號含義同（4）式。根據(jù)（5）式計(jì)算出的節(jié)能率則是很可觀的，當(dāng)時(shí)，節(jié)電率為；當(dāng)時(shí)，節(jié)電率為。
顯然此種方案流量越小其節(jié)能效果越明顯，因此在流量變化范圍較大時(shí)選擇變轉(zhuǎn)速運(yùn)行要比恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行更為節(jié)能。
2.2.3 室內(nèi)系統(tǒng)恒流量熱網(wǎng)循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速
室內(nèi)系統(tǒng)恒流量運(yùn)行、熱網(wǎng)循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于室內(nèi)散熱熱器溫控閥的調(diào)節(jié)，使得回水溫度發(fā)生變化。熱源只能進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方式在后面探討。
此種調(diào)節(jié)方式水力工況穩(wěn)定，但是熱網(wǎng)的輸送能耗最大。
2.2.4 室內(nèi)系統(tǒng)恒流量熱網(wǎng)循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速
室內(nèi)系統(tǒng)恒流量運(yùn)行、熱網(wǎng)循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于室內(nèi)散熱器溫控三通閥的調(diào)節(jié)，使得回水溫度發(fā)生變化。熱源可以進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)或者量調(diào)節(jié)（循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)），但是采用量調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)范圍不會(huì)太大，否則容易引起系統(tǒng)的水力工況失調(diào)。只有在系統(tǒng)循環(huán)泵的揚(yáng)程選擇較大時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)存在較大的量調(diào)節(jié)的空間。
此時(shí)循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)只是在系統(tǒng)循環(huán)泵的揚(yáng)程選擇較大時(shí)才具有意義。如果系統(tǒng)流量的調(diào)節(jié)范圍較小時(shí)，采用循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)就不如采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量更為經(jīng)濟(jì)了。因此此種方案不宜采用。
2.3 熱源分析
針對熱網(wǎng)和熱用戶的特點(diǎn)，目前熱源主要有以下幾種運(yùn)行調(diào)節(jié)方案：質(zhì)調(diào)節(jié)運(yùn)行；量調(diào)節(jié)運(yùn)行；分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)運(yùn)行；綜合調(diào)節(jié)運(yùn)行。
2.3.1 熱源質(zhì)調(diào)節(jié)與分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)運(yùn)行
針對目前的熱用戶多為恒流量系統(tǒng)，因此采用此種調(diào)節(jié)方案的系統(tǒng)居多，調(diào)節(jié)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)相當(dāng)成熟。但是當(dāng)用戶進(jìn)行熱計(jì)量以后，就不能再采用此方案了，否則不能實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)能運(yùn)行。
2.3.2 熱源量調(diào)節(jié)運(yùn)行
針對目前的恒流量熱用戶，采用此種調(diào)節(jié)方案的不多，尤其是只采用熱源量調(diào)節(jié)運(yùn)行的幾乎沒有。當(dāng)用戶進(jìn)行熱計(jì)量后，尤其是用戶為變流量系統(tǒng)后，熱源也要采取相應(yīng)的調(diào)節(jié)對策，才能實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能。針對變流量用戶系統(tǒng)的熱源、熱網(wǎng)等的調(diào)節(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)還很缺乏，這也是我們要重點(diǎn)解決的問題。
2.3.3熱源綜合調(diào)節(jié)運(yùn)行
針對目前的恒流量熱用戶，采用此種調(diào)節(jié)方案的有一些，但是流量的變化調(diào)節(jié)范圍一般都比較小，質(zhì)調(diào)節(jié)的變化范圍較大。用戶進(jìn)行熱計(jì)量以后，怎樣進(jìn)行調(diào)節(jié)還要進(jìn)行研究解決。
顯然熱源、熱網(wǎng)及熱用戶的運(yùn)行調(diào)節(jié)方式應(yīng)該進(jìn)行綜合分析，以保證供熱指標(biāo)、節(jié)能效果最佳為目標(biāo)函數(shù)，確定一套完整的運(yùn)行調(diào)節(jié)方案，才能實(shí)現(xiàn)供熱適量調(diào)節(jié)的目標(biāo)。
3、熱力運(yùn)行適量調(diào)節(jié)
本文主要針對具有熱計(jì)量和散熱器安裝有溫控閥的系統(tǒng)進(jìn)行討論，研究針對這樣的用戶怎樣進(jìn)行用戶、熱網(wǎng)及熱源的系統(tǒng)調(diào)節(jié)。
3.1 用戶調(diào)節(jié)
以熱源、熱網(wǎng)及用戶為一個(gè)整體考慮，用戶系統(tǒng)采用雙通閥調(diào)節(jié)散熱器（或是其他末端散熱裝置）的散熱量，系統(tǒng)的整體節(jié)能效果最明顯。但是如果有的用戶系統(tǒng)不允許采用雙通閥調(diào)節(jié)散熱器（末端裝置）的散熱量時(shí)，則應(yīng)該設(shè)置用戶入口裝置將熱網(wǎng)和室內(nèi)系統(tǒng)隔離開。室內(nèi)系統(tǒng)可以采用恒流量運(yùn)行，熱網(wǎng)系統(tǒng)采用變流量運(yùn)行，也能獲得較好的節(jié)能效果，而且對熱網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性也會(huì)更為有利，用戶入口裝置也要采取一定的調(diào)節(jié)方案，構(gòu)成獨(dú)立的調(diào)節(jié)單元，在此不做闡述。
3.2 熱源與熱網(wǎng)調(diào)節(jié)
熱用戶安裝有三通閥或者雙通閥后，已經(jīng)具備了自調(diào)節(jié)能力。此時(shí)在熱源處的負(fù)荷預(yù)報(bào)就變得很有意義了。根據(jù)熱網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)預(yù)報(bào)的供熱負(fù)荷，就是用戶在下一個(gè)時(shí)間段所需要的熱負(fù)荷。因此提高預(yù)報(bào)精度，保證預(yù)報(bào)控制穩(wěn)定性成為主要的問題。供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)的方法[3,4,5]很多，在此不做研究。
3.2.1 循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速時(shí)的預(yù)測控制
如果熱用戶是恒流量運(yùn)行，則循環(huán)泵應(yīng)該是恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行，熱源應(yīng)該是質(zhì)調(diào)節(jié)運(yùn)行。控制系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)熱源出口處的參數(shù)，如：熱網(wǎng)供回水溫度、室外溫度、熱網(wǎng)供回水流量（主要是監(jiān)視異常情況），預(yù)測熱源的供回水溫度，并且進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。如圖4所示。
3.2.2 循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速時(shí)的預(yù)測控制
由前面的分析可知，熱力系統(tǒng)采用變流量運(yùn)行方式輸送熱量是節(jié)能的。在較大范圍內(nèi)變化流量調(diào)節(jié)時(shí)，采用變頻變循環(huán)泵轉(zhuǎn)速則是最節(jié)能的。因此如果熱用戶是變流量運(yùn)行，則循環(huán)泵應(yīng)該采用變頻變轉(zhuǎn)速運(yùn)行，熱源則應(yīng)該采用質(zhì)調(diào)節(jié)與量調(diào)節(jié)相結(jié)合的綜合調(diào)節(jié)運(yùn)行方案。
控制系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)熱源出口處的參數(shù)（如：熱網(wǎng)供回水溫度、熱網(wǎng)供回水壓力、熱網(wǎng)供回水流量、室外溫度），以滿足供熱用戶需求、系統(tǒng)整體能耗最小為預(yù)測控制的最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)，預(yù)測熱源的供回水溫度、熱網(wǎng)供回水壓力、熱網(wǎng)供回水流量，并且進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。控制系統(tǒng)原理方框圖如圖5所示。
3.2.3 循環(huán)泵調(diào)節(jié)
循環(huán)泵應(yīng)該按照預(yù)測控制系統(tǒng)預(yù)報(bào)的供回水流量和壓力參數(shù)，在保證系統(tǒng)水力工況穩(wěn)定的前提下進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。
3.2.4 熱源調(diào)節(jié)
熱源應(yīng)該按照預(yù)測控制系統(tǒng)預(yù)報(bào)的循環(huán)流量和供回水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，在保證控制指標(biāo)的前提下，鍋爐采用最佳燃燒尋優(yōu)調(diào)節(jié)。
4、結(jié)論
供熱系統(tǒng)適量供熱調(diào)節(jié)是實(shí)現(xiàn)供熱節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)之一。但是面對各種不同的用戶系統(tǒng)及供熱方式，需制定相對應(yīng)的整體綜合調(diào)節(jié)策略。根據(jù)我國供熱系統(tǒng)的現(xiàn)狀，應(yīng)該針對新型供熱系統(tǒng)和舊有供熱系統(tǒng)制定相應(yīng)的方案。
4.1 新型建筑
針對新型建筑小區(qū)，室內(nèi)系統(tǒng)都應(yīng)該按照分戶供熱、分戶計(jì)量設(shè)計(jì)，每一臺終端散熱設(shè)備都應(yīng)該安裝雙通溫控閥調(diào)節(jié)室溫。熱源與熱網(wǎng)應(yīng)該采取綜合調(diào)節(jié)策略，以保證供熱指標(biāo)和系統(tǒng)能耗最低為目標(biāo)函數(shù)，以熱源、熱網(wǎng)及熱用戶為綜合調(diào)節(jié)對象，進(jìn)行預(yù)測、優(yōu)化和專家智能的控制策略。
4.2 舊有建筑
針對舊有建筑，可以采用多種室內(nèi)供熱系統(tǒng)并存，在不同建筑物的熱力入口處安裝不同的入口裝置。入口裝置既要滿足原有室內(nèi)供熱系統(tǒng)的供熱需求，又要滿足熱源、熱網(wǎng)系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)的供熱需求。這樣就形成了建筑物入口裝置分散調(diào)節(jié)，熱源與熱網(wǎng)集中控制的集散式控制系統(tǒng)。
供熱用戶實(shí)行供熱計(jì)量收費(fèi)[1]以后，必須要有相應(yīng)的熱量可調(diào)節(jié)的手段，否則不能實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能。目前實(shí)現(xiàn)用戶熱量可調(diào)節(jié)的技術(shù)主要是在用戶室內(nèi)的各散熱器支管上安裝自力式溫度調(diào)節(jié)閥，用戶可以根據(jù)個(gè)人生活習(xí)慣及經(jīng)濟(jì)條件在調(diào)節(jié)閥上設(shè)定所需溫度。調(diào)節(jié)閥的安裝與調(diào)節(jié)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(tǒng)也要采取相應(yīng)的調(diào)節(jié)方案。
2、熱力運(yùn)行分析
2.1 用戶分析
2.1.1 安裝雙通閥的室內(nèi)系統(tǒng)
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(tǒng)適用于分戶供熱的室內(nèi)水平式系統(tǒng)。采用雙通溫控閥后，室內(nèi)供熱系統(tǒng)就成為了變流量系統(tǒng)。根據(jù)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(shù)；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(shù)；是供回水流量。根據(jù)室內(nèi)供熱系統(tǒng)的運(yùn)行情況結(jié)合（2）式進(jìn)行分析，可以看出供回水流量的變化是用戶系統(tǒng)的主動(dòng)調(diào)節(jié)作用，而且是在主動(dòng)調(diào)節(jié)局部阻力系數(shù)后變化的。供回水壓差的變化則取決于熱網(wǎng)循環(huán)泵的運(yùn)行狀態(tài)，循環(huán)泵恒速運(yùn)行時(shí)的變化較小，循環(huán)泵變速運(yùn)行時(shí)的變化則會(huì)較大。
2.1.2 安裝三通閥的室內(nèi)系統(tǒng)
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(tǒng)適用于室內(nèi)垂直系統(tǒng)，也適用于分戶供熱的室內(nèi)水平式系統(tǒng)。采用三通溫控閥后，室內(nèi)供熱系統(tǒng)的流量變化很小，可以認(rèn)為是恒流量系統(tǒng)。但是要有部分高溫供水直接流入熱網(wǎng)回水管，造成一定的能量浪費(fèi)。
下面針對以上兩種室內(nèi)系統(tǒng)的熱量調(diào)節(jié)方案對熱網(wǎng)的運(yùn)行工況進(jìn)行分析。
2.2 熱網(wǎng)分析
輸送熱力的熱網(wǎng)循環(huán)泵按兩種運(yùn)行方案進(jìn)行討論，一種是恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行，另一種是變轉(zhuǎn)速運(yùn)行。熱網(wǎng)循環(huán)泵的運(yùn)行方案與室內(nèi)系統(tǒng)的運(yùn)行方案進(jìn)行組合就會(huì)產(chǎn)生四種運(yùn)行方案。
2.2.1 室內(nèi)系統(tǒng)變流量熱網(wǎng)循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速
室內(nèi)系統(tǒng)變流量運(yùn)行、熱網(wǎng)循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于室內(nèi)散熱器溫控閥阻力的變化，使得管網(wǎng)的
基金項(xiàng)目：國家“十一五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。
阻力特性發(fā)生變化，從而使得熱網(wǎng)的流量發(fā)生變化，量為時(shí)，熱網(wǎng)阻力系數(shù)會(huì)變化為，循環(huán)泵出口揚(yáng)程也會(huì)增加到。顯然系統(tǒng)的工作點(diǎn)是沿著水泵的工作
特性曲線變化的，在最低供熱負(fù)荷時(shí)熱網(wǎng)的流量可能會(huì)變得很小，流量太小熱源是否能夠承受需進(jìn)行綜合分析研究。
另外從節(jié)能的角度研究，恒轉(zhuǎn)速水泵在循環(huán)泵流量減小后，電動(dòng)機(jī)的負(fù)載變小，其消耗的電能量也會(huì)減小。參考文獻(xiàn)[2]中給出了節(jié)流方式調(diào)節(jié)離心式泵類負(fù)載時(shí)的電機(jī)輸入功率計(jì)算公式，如下式所示：
（3）式中：是流量為時(shí)循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)消耗的功率，是循環(huán)泵的額定流量，是循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)的額定功率。由（3）式可以推出其節(jié)能率公式（4）式：
（4）式中：是流量為時(shí)循環(huán)泵電動(dòng)機(jī)節(jié)電的功率。根據(jù)（4）式可計(jì)算出幾種流量下水泵電機(jī)的節(jié)能率，當(dāng)時(shí)，節(jié)電率為；當(dāng)時(shí)，節(jié)電率為。
此種方案也是節(jié)能的，但是流量越小其節(jié)能效果越不明顯，理論上計(jì)算零流量時(shí)的節(jié)能率為0.55。
2.2.2 室內(nèi)系統(tǒng)變流量熱網(wǎng)循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速
室內(nèi)系統(tǒng)變流量運(yùn)行、熱網(wǎng)循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速運(yùn)行。室內(nèi)散熱器溫控閥調(diào)節(jié)后其阻力發(fā)生變化，使得管網(wǎng)的阻力特性發(fā)生變化，從而使得熱網(wǎng)的流量發(fā)生變化，如圖2所示。此時(shí)熱網(wǎng)循環(huán)泵應(yīng)該改變轉(zhuǎn)速，使得循環(huán)泵的工作特性平行下移，下移的最佳工作點(diǎn)應(yīng)該使得管網(wǎng)阻力特性恢復(fù)至點(diǎn)，如圖3所示。此種調(diào)節(jié)方案同樣存在系統(tǒng)最小流量限制的問題。
下面也從節(jié)能的角度研究變轉(zhuǎn)速水泵在循環(huán)泵流量減小后，電動(dòng)機(jī)的節(jié)能問題。改變離心式水泵電機(jī)的頻率進(jìn)行調(diào)速，目前是最佳的循環(huán)泵變速調(diào)節(jié)的方案，在參考文獻(xiàn)[2]中給出了節(jié)能率公式如（5）式：
（5）式中各符號含義同（4）式。根據(jù)（5）式計(jì)算出的節(jié)能率則是很可觀的，當(dāng)時(shí)，節(jié)電率為；當(dāng)時(shí)，節(jié)電率為。
顯然此種方案流量越小其節(jié)能效果越明顯，因此在流量變化范圍較大時(shí)選擇變轉(zhuǎn)速運(yùn)行要比恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行更為節(jié)能。
2.2.3 室內(nèi)系統(tǒng)恒流量熱網(wǎng)循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速
室內(nèi)系統(tǒng)恒流量運(yùn)行、熱網(wǎng)循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于室內(nèi)散熱熱器溫控閥的調(diào)節(jié)，使得回水溫度發(fā)生變化。熱源只能進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)方式在后面探討。
此種調(diào)節(jié)方式水力工況穩(wěn)定，但是熱網(wǎng)的輸送能耗最大。
2.2.4 室內(nèi)系統(tǒng)恒流量熱網(wǎng)循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速
室內(nèi)系統(tǒng)恒流量運(yùn)行、熱網(wǎng)循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速運(yùn)行。由于室內(nèi)散熱器溫控三通閥的調(diào)節(jié)，使得回水溫度發(fā)生變化。熱源可以進(jìn)行質(zhì)調(diào)節(jié)或者量調(diào)節(jié)（循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)），但是采用量調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)范圍不會(huì)太大，否則容易引起系統(tǒng)的水力工況失調(diào)。只有在系統(tǒng)循環(huán)泵的揚(yáng)程選擇較大時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)存在較大的量調(diào)節(jié)的空間。
此時(shí)循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)只是在系統(tǒng)循環(huán)泵的揚(yáng)程選擇較大時(shí)才具有意義。如果系統(tǒng)流量的調(diào)節(jié)范圍較小時(shí)，采用循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)就不如采用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)流量更為經(jīng)濟(jì)了。因此此種方案不宜采用。
2.3 熱源分析
針對熱網(wǎng)和熱用戶的特點(diǎn)，目前熱源主要有以下幾種運(yùn)行調(diào)節(jié)方案：質(zhì)調(diào)節(jié)運(yùn)行；量調(diào)節(jié)運(yùn)行；分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)運(yùn)行；綜合調(diào)節(jié)運(yùn)行。
2.3.1 熱源質(zhì)調(diào)節(jié)與分階段改變流量質(zhì)調(diào)節(jié)運(yùn)行
針對目前的熱用戶多為恒流量系統(tǒng)，因此采用此種調(diào)節(jié)方案的系統(tǒng)居多，調(diào)節(jié)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)已經(jīng)相當(dāng)成熟。但是當(dāng)用戶進(jìn)行熱計(jì)量以后，就不能再采用此方案了，否則不能實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)能運(yùn)行。
2.3.2 熱源量調(diào)節(jié)運(yùn)行
針對目前的恒流量熱用戶，采用此種調(diào)節(jié)方案的不多，尤其是只采用熱源量調(diào)節(jié)運(yùn)行的幾乎沒有。當(dāng)用戶進(jìn)行熱計(jì)量后，尤其是用戶為變流量系統(tǒng)后，熱源也要采取相應(yīng)的調(diào)節(jié)對策，才能實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能。針對變流量用戶系統(tǒng)的熱源、熱網(wǎng)等的調(diào)節(jié)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)還很缺乏，這也是我們要重點(diǎn)解決的問題。
2.3.3熱源綜合調(diào)節(jié)運(yùn)行
針對目前的恒流量熱用戶，采用此種調(diào)節(jié)方案的有一些，但是流量的變化調(diào)節(jié)范圍一般都比較小，質(zhì)調(diào)節(jié)的變化范圍較大。用戶進(jìn)行熱計(jì)量以后，怎樣進(jìn)行調(diào)節(jié)還要進(jìn)行研究解決。
顯然熱源、熱網(wǎng)及熱用戶的運(yùn)行調(diào)節(jié)方式應(yīng)該進(jìn)行綜合分析，以保證供熱指標(biāo)、節(jié)能效果最佳為目標(biāo)函數(shù)，確定一套完整的運(yùn)行調(diào)節(jié)方案，才能實(shí)現(xiàn)供熱適量調(diào)節(jié)的目標(biāo)。
3、熱力運(yùn)行適量調(diào)節(jié)
本文主要針對具有熱計(jì)量和散熱器安裝有溫控閥的系統(tǒng)進(jìn)行討論，研究針對這樣的用戶怎樣進(jìn)行用戶、熱網(wǎng)及熱源的系統(tǒng)調(diào)節(jié)。
3.1 用戶調(diào)節(jié)
以熱源、熱網(wǎng)及用戶為一個(gè)整體考慮，用戶系統(tǒng)采用雙通閥調(diào)節(jié)散熱器（或是其他末端散熱裝置）的散熱量，系統(tǒng)的整體節(jié)能效果最明顯。但是如果有的用戶系統(tǒng)不允許采用雙通閥調(diào)節(jié)散熱器（末端裝置）的散熱量時(shí)，則應(yīng)該設(shè)置用戶入口裝置將熱網(wǎng)和室內(nèi)系統(tǒng)隔離開。室內(nèi)系統(tǒng)可以采用恒流量運(yùn)行，熱網(wǎng)系統(tǒng)采用變流量運(yùn)行，也能獲得較好的節(jié)能效果，而且對熱網(wǎng)的運(yùn)行穩(wěn)定性也會(huì)更為有利，用戶入口裝置也要采取一定的調(diào)節(jié)方案，構(gòu)成獨(dú)立的調(diào)節(jié)單元，在此不做闡述。
3.2 熱源與熱網(wǎng)調(diào)節(jié)
熱用戶安裝有三通閥或者雙通閥后，已經(jīng)具備了自調(diào)節(jié)能力。此時(shí)在熱源處的負(fù)荷預(yù)報(bào)就變得很有意義了。根據(jù)熱網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)預(yù)報(bào)的供熱負(fù)荷，就是用戶在下一個(gè)時(shí)間段所需要的熱負(fù)荷。因此提高預(yù)報(bào)精度，保證預(yù)報(bào)控制穩(wěn)定性成為主要的問題。供熱負(fù)荷預(yù)報(bào)的方法[3,4,5]很多，在此不做研究。
3.2.1 循環(huán)泵恒轉(zhuǎn)速時(shí)的預(yù)測控制
如果熱用戶是恒流量運(yùn)行，則循環(huán)泵應(yīng)該是恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行，熱源應(yīng)該是質(zhì)調(diào)節(jié)運(yùn)行。控制系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)熱源出口處的參數(shù)，如：熱網(wǎng)供回水溫度、室外溫度、熱網(wǎng)供回水流量（主要是監(jiān)視異常情況），預(yù)測熱源的供回水溫度，并且進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。如圖4所示。
3.2.2 循環(huán)泵變轉(zhuǎn)速時(shí)的預(yù)測控制
由前面的分析可知，熱力系統(tǒng)采用變流量運(yùn)行方式輸送熱量是節(jié)能的。在較大范圍內(nèi)變化流量調(diào)節(jié)時(shí)，采用變頻變循環(huán)泵轉(zhuǎn)速則是最節(jié)能的。因此如果熱用戶是變流量運(yùn)行，則循環(huán)泵應(yīng)該采用變頻變轉(zhuǎn)速運(yùn)行，熱源則應(yīng)該采用質(zhì)調(diào)節(jié)與量調(diào)節(jié)相結(jié)合的綜合調(diào)節(jié)運(yùn)行方案。
控制系統(tǒng)應(yīng)該根據(jù)熱源出口處的參數(shù)（如：熱網(wǎng)供回水溫度、熱網(wǎng)供回水壓力、熱網(wǎng)供回水流量、室外溫度），以滿足供熱用戶需求、系統(tǒng)整體能耗最小為預(yù)測控制的最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)，預(yù)測熱源的供回水溫度、熱網(wǎng)供回水壓力、熱網(wǎng)供回水流量，并且進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。控制系統(tǒng)原理方框圖如圖5所示。
3.2.3 循環(huán)泵調(diào)節(jié)
循環(huán)泵應(yīng)該按照預(yù)測控制系統(tǒng)預(yù)報(bào)的供回水流量和壓力參數(shù)，在保證系統(tǒng)水力工況穩(wěn)定的前提下進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。
3.2.4 熱源調(diào)節(jié)
熱源應(yīng)該按照預(yù)測控制系統(tǒng)預(yù)報(bào)的循環(huán)流量和供回水溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，在保證控制指標(biāo)的前提下，鍋爐采用最佳燃燒尋優(yōu)調(diào)節(jié)。
4、結(jié)論
供熱系統(tǒng)適量供熱調(diào)節(jié)是實(shí)現(xiàn)供熱節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)之一。但是面對各種不同的用戶系統(tǒng)及供熱方式，需制定相對應(yīng)的整體綜合調(diào)節(jié)策略。根據(jù)我國供熱系統(tǒng)的現(xiàn)狀，應(yīng)該針對新型供熱系統(tǒng)和舊有供熱系統(tǒng)制定相應(yīng)的方案。
4.1 新型建筑
針對新型建筑小區(qū)，室內(nèi)系統(tǒng)都應(yīng)該按照分戶供熱、分戶計(jì)量設(shè)計(jì)，每一臺終端散熱設(shè)備都應(yīng)該安裝雙通溫控閥調(diào)節(jié)室溫。熱源與熱網(wǎng)應(yīng)該采取綜合調(diào)節(jié)策略，以保證供熱指標(biāo)和系統(tǒng)能耗最低為目標(biāo)函數(shù)，以熱源、熱網(wǎng)及熱用戶為綜合調(diào)節(jié)對象，進(jìn)行預(yù)測、優(yōu)化和專家智能的控制策略。
4.2 舊有建筑
針對舊有建筑，可以采用多種室內(nèi)供熱系統(tǒng)并存，在不同建筑物的熱力入口處安裝不同的入口裝置。入口裝置既要滿足原有室內(nèi)供熱系統(tǒng)的供熱需求，又要滿足熱源、熱網(wǎng)系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)的供熱需求。這樣就形成了建筑物入口裝置分散調(diào)節(jié)，熱源與熱網(wǎng)集中控制的集散式控制系統(tǒng)。
