技術(shù)背景
水力平衡調(diào)節(jié)是供熱系統(tǒng)節(jié)能改造的基礎(chǔ)和前提，進(jìn)行水力平衡調(diào)節(jié)的最終目的是達(dá)到熱力平衡，從而實(shí)現(xiàn)按需供熱，節(jié)能降耗。
現(xiàn)有供熱系統(tǒng)由于各用戶所需熱負(fù)荷不同、管徑匹配不合理等情況存在，造成系統(tǒng)普遍存在水力失衡、用戶冷熱不均的現(xiàn)象。而目前供熱系統(tǒng)普遍使用的靜態(tài)平衡閥、自力式壓差控制閥、自力式流量控制閥、散熱器恒溫調(diào)節(jié)閥均受到現(xiàn)有條件的制約，造成供熱系統(tǒng)水力失衡、大流量小溫差問題得不到妥善解決。
傳統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)技術(shù)的缺陷
l 靜態(tài)平衡閥
靜態(tài)平衡閥一般安裝在室外過熱支路上，室外過熱支路通常是離熱源較近的支路，其流量調(diào)節(jié)靠人工手動完成，因此靜態(tài)平衡閥通常只能對室外管網(wǎng)進(jìn)行粗調(diào)節(jié)。
l 自立式壓差控制閥、自立式流量控制閥
自立式壓差控制閥、自立式流量控制閥一般安裝在室外過熱支路上，其原理是：支路供回水壓差一定，局部流量即可限定。其結(jié)構(gòu)是：由彈簧力來平衡壓差力。
由于供熱環(huán)境潮濕，彈簧易受潮生銹;同時如彈簧的材質(zhì)差或熱處理工藝有問題，彈簧往往容易產(chǎn)生蠕變，使其應(yīng)力發(fā)生松弛，因此使用時間稍長后，彈簧力就會發(fā)生改變，原設(shè)定的壓差就會變化，流量也會隨之發(fā)生變化。
l 恒溫調(diào)節(jié)閥
恒溫調(diào)節(jié)閥一般安裝在散熱片處，數(shù)量相對較多，因此故障率高;恒溫調(diào)節(jié)閥流通面積小，系統(tǒng)水質(zhì)如果不好，有雜質(zhì)，易造成調(diào)節(jié)閥阻塞，以上原因會使供熱單位的管理成本大大增加。
用上述閥門進(jìn)行水力平衡調(diào)節(jié)時，在某種程度上雖能起一定作用，但在調(diào)節(jié)時，均是不同程度地關(guān)小閥門，形成阻力元件，增加了被調(diào)管路的阻力，造成現(xiàn)有管道資源的浪費(fèi)
混水泵在熱用戶樓前管道井中的應(yīng)用
由于熱用戶樓內(nèi)系統(tǒng)存在水平失調(diào)和垂直失調(diào)問題，而目前的技術(shù)手段無法有效的予以解決，因此熱用戶樓內(nèi)系統(tǒng)宜采用“大流量、小溫差”運(yùn)行模式;而分布式變頻技術(shù)又為管網(wǎng)輸配提供了“小流量、大溫差” 運(yùn)行模式。要將此兩項(xiàng)運(yùn)行模式有機(jī)地結(jié)合起來，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)能，自然而然便可推出——在熱用戶樓前管道井內(nèi)加裝混水泵。
但是該項(xiàng)技術(shù)有待解決的問題如下：
a.熱用戶樓前管道井的電源問題。
b.熱用戶樓前管道井的擴(kuò)建問題。
c.混水泵的振動問題。
e.混水泵的噪音問題。
f.熱用戶樓前管道井防水問題，包括供熱系統(tǒng)本身的管道漏水及滲水問題、自來水及污水系統(tǒng)管道漏水及滲水問題、下雨天及下雪天的漏水、滲水及排水問題等。
g.投資成本(高)問題。
h.運(yùn)行管理(難)問題。
i.運(yùn)行成本(高)問題。
J.設(shè)備安全問題。
噴射裝置在熱用戶樓前管道井中的應(yīng)用
一、噴射裝置工作原理
噴射裝置工作原理是：管網(wǎng)供水管內(nèi)的高溫水由噴射口進(jìn)入噴射裝置，在壓力作用下，由噴嘴高速噴射出來，進(jìn)入吸入室，動能增加，壓力下降，形成低壓區(qū)，由于噴嘴出口處的壓力低于吸入室入口的壓力(即引射口壓力)，可將用戶系統(tǒng)的一部分回水吸入并一起進(jìn)入混合管。在混合管內(nèi)兩者進(jìn)行熱能交換與動能交換，使混合后的兩種流體的溫度、速度趨于一致，再進(jìn)入擴(kuò)散器。在漸擴(kuò)型的擴(kuò)散器內(nèi)，混合水的流速逐漸降低而壓力逐漸升高，當(dāng)壓力升至足以克服用戶系統(tǒng)阻力時被送入用戶供熱系統(tǒng)。
二、噴射裝置的優(yōu)點(diǎn)
1.無需電源，無漏電、觸電隱患;
2.無振動、無噪音，不擾民;
3.結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，安裝方便;
4.工作可靠，不需備件、免維修;
5.無運(yùn)動部件，壽命可達(dá)8~15年;
6.全封閉、無泄漏。
三、分布組合式噴射供熱系統(tǒng)介紹
分布組合式噴射供熱系統(tǒng)的核心技術(shù)是：在熱用戶樓前管道井內(nèi)加裝噴射裝置，使熱用戶樓內(nèi)系統(tǒng)保持“大流量、小溫差”運(yùn)行模式，“大流量、小溫差”可以緩解樓內(nèi)垂直失調(diào)與水平失調(diào)問題，提高供熱質(zhì)量，因不需要投入大量人力物力調(diào)節(jié)各用戶流量，即可以節(jié)熱又能降低運(yùn)行管理成本;而直供或間供二次管網(wǎng)輸配采用“小流量、大溫差” 運(yùn)行模式，“小流量、大溫差”可是降低系統(tǒng)管網(wǎng)的沿程阻力，使系統(tǒng)供回水壓線變得平緩，因此各入戶處的壓降基本一致，從而起到水力平衡作用，其原理圖見圖二。該系統(tǒng)解決了現(xiàn)有供熱系統(tǒng)存在的問題，并降低直供或二次系統(tǒng)循環(huán)泵運(yùn)行電耗，間接提高熱源側(cè)的運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)電、節(jié)煤、節(jié)氣的目的。
上圖中圖一是原有供熱系統(tǒng)水壓圖，由圖可以看出：要使末端用戶與近端用戶具有相同的壓差，必須在系統(tǒng)近端用戶增加阻力元件，才能實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的水力平衡，此時圖中紅色區(qū)域就是電能浪費(fèi)的區(qū)域。圖二是分布組合式噴射供熱系統(tǒng)水壓圖，由圖可以看出：供、回水壓線平緩，系統(tǒng)各個用戶壓差基本相同，因此同樣實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的水力平衡，而且圖中沒有紅色區(qū)域，說明該系統(tǒng)不存在電能浪費(fèi)的現(xiàn)象。
根據(jù)水力穩(wěn)定性系數(shù)公式：
可知： 越小，供暖管網(wǎng)中各用戶在其它用戶流量變化時，保持自身流量不變的能力越強(qiáng)。
提高水力穩(wěn)定性的主要方法是相對減少網(wǎng)路干管的壓降，或相對增大用戶系統(tǒng)的壓降。
分布組合式噴射供熱系統(tǒng)就是采用即減少網(wǎng)路干管的壓降，同時又增加用戶系統(tǒng)的壓降來提高水力穩(wěn)定性。
其系統(tǒng)安裝原理圖見下圖，
四、系統(tǒng)特點(diǎn)
1. 解決傳統(tǒng)水力(熱量)失衡問題;
2. 提高系統(tǒng)供回水溫差;
3. 減少管網(wǎng)的系統(tǒng)阻力;
4. 實(shí)現(xiàn)按需供熱;
5. 可分別滿足不同用戶(一步、二步、三步節(jié)能建筑、地暖、普通散熱片、空調(diào)等)不同供水溫度的要求;
6. 用戶水力變化自適應(yīng);
7. 適合直供系統(tǒng)以及間供系統(tǒng)中的二次系統(tǒng);
8. 降低運(yùn)行成本。
五、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
1、節(jié)電50%以上，節(jié)熱10%左右;
2、投資回收期1~2年;
3、運(yùn)行管理成本節(jié)省50%以上。
六、解決問題
1、系統(tǒng)水力失衡(包括樓與樓之間的水平失衡，樓內(nèi)垂直失衡與水平失衡);
2、 由于系統(tǒng)供熱面積增加帶來的管網(wǎng)管徑相對變小，以及電力增容;
3、在大面積供熱系統(tǒng)中，一次采用分布式變頻使各換熱站電量增加而造成的擴(kuò)容;
4、系統(tǒng)用戶復(fù)雜，需要不同的供水溫度。
技術(shù)背景
水力平衡調(diào)節(jié)是供熱系統(tǒng)節(jié)能改造的基礎(chǔ)和前提，進(jìn)行水力平衡調(diào)節(jié)的最終目的是達(dá)到熱力平衡，從而實(shí)現(xiàn)按需供熱，節(jié)能降耗。
現(xiàn)有供熱系統(tǒng)由于各用戶所需熱負(fù)荷不同、管徑匹配不合理等情況存在，造成系統(tǒng)普遍存在水力失衡、用戶冷熱不均的現(xiàn)象。而目前供熱系統(tǒng)普遍使用的靜態(tài)平衡閥、自力式壓差控制閥、自力式流量控制閥、散熱器恒溫調(diào)節(jié)閥均受到現(xiàn)有條件的制約，造成供熱系統(tǒng)水力失衡、大流量小溫差問題得不到妥善解決。
傳統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)技術(shù)的缺陷
l 靜態(tài)平衡閥
靜態(tài)平衡閥一般安裝在室外過熱支路上，室外過熱支路通常是離熱源較近的支路，其流量調(diào)節(jié)靠人工手動完成，因此靜態(tài)平衡閥通常只能對室外管網(wǎng)進(jìn)行粗調(diào)節(jié)。
l 自立式壓差控制閥、自立式流量控制閥
自立式壓差控制閥、自立式流量控制閥一般安裝在室外過熱支路上，其原理是：支路供回水壓差一定，局部流量即可限定。其結(jié)構(gòu)是：由彈簧力來平衡壓差力。
由于供熱環(huán)境潮濕，彈簧易受潮生銹;同時如彈簧的材質(zhì)差或熱處理工藝有問題，彈簧往往容易產(chǎn)生蠕變，使其應(yīng)力發(fā)生松弛，因此使用時間稍長后，彈簧力就會發(fā)生改變，原設(shè)定的壓差就會變化，流量也會隨之發(fā)生變化。
l 恒溫調(diào)節(jié)閥
恒溫調(diào)節(jié)閥一般安裝在散熱片處，數(shù)量相對較多，因此故障率高;恒溫調(diào)節(jié)閥流通面積小，系統(tǒng)水質(zhì)如果不好，有雜質(zhì)，易造成調(diào)節(jié)閥阻塞，以上原因會使供熱單位的管理成本大大增加。
用上述閥門進(jìn)行水力平衡調(diào)節(jié)時，在某種程度上雖能起一定作用，但在調(diào)節(jié)時，均是不同程度地關(guān)小閥門，形成阻力元件，增加了被調(diào)管路的阻力，造成現(xiàn)有管道資源的浪費(fèi)
混水泵在熱用戶樓前管道井中的應(yīng)用
由于熱用戶樓內(nèi)系統(tǒng)存在水平失調(diào)和垂直失調(diào)問題，而目前的技術(shù)手段無法有效的予以解決，因此熱用戶樓內(nèi)系統(tǒng)宜采用“大流量、小溫差”運(yùn)行模式;而分布式變頻技術(shù)又為管網(wǎng)輸配提供了“小流量、大溫差” 運(yùn)行模式。要將此兩項(xiàng)運(yùn)行模式有機(jī)地結(jié)合起來，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)能，自然而然便可推出——在熱用戶樓前管道井內(nèi)加裝混水泵。
但是該項(xiàng)技術(shù)有待解決的問題如下：
a.熱用戶樓前管道井的電源問題。
b.熱用戶樓前管道井的擴(kuò)建問題。
c.混水泵的振動問題。
e.混水泵的噪音問題。
f.熱用戶樓前管道井防水問題，包括供熱系統(tǒng)本身的管道漏水及滲水問題、自來水及污水系統(tǒng)管道漏水及滲水問題、下雨天及下雪天的漏水、滲水及排水問題等。
g.投資成本(高)問題。
h.運(yùn)行管理(難)問題。
i.運(yùn)行成本(高)問題。
J.設(shè)備安全問題。
噴射裝置在熱用戶樓前管道井中的應(yīng)用
一、噴射裝置工作原理
噴射裝置工作原理是：管網(wǎng)供水管內(nèi)的高溫水由噴射口進(jìn)入噴射裝置，在壓力作用下，由噴嘴高速噴射出來，進(jìn)入吸入室，動能增加，壓力下降，形成低壓區(qū)，由于噴嘴出口處的壓力低于吸入室入口的壓力(即引射口壓力)，可將用戶系統(tǒng)的一部分回水吸入并一起進(jìn)入混合管。在混合管內(nèi)兩者進(jìn)行熱能交換與動能交換，使混合后的兩種流體的溫度、速度趨于一致，再進(jìn)入擴(kuò)散器。在漸擴(kuò)型的擴(kuò)散器內(nèi)，混合水的流速逐漸降低而壓力逐漸升高，當(dāng)壓力升至足以克服用戶系統(tǒng)阻力時被送入用戶供熱系統(tǒng)。
二、噴射裝置的優(yōu)點(diǎn)
1.無需電源，無漏電、觸電隱患;
2.無振動、無噪音，不擾民;
3.結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，安裝方便;
4.工作可靠，不需備件、免維修;
5.無運(yùn)動部件，壽命可達(dá)8~15年;
6.全封閉、無泄漏。
三、分布組合式噴射供熱系統(tǒng)介紹
分布組合式噴射供熱系統(tǒng)的核心技術(shù)是：在熱用戶樓前管道井內(nèi)加裝噴射裝置，使熱用戶樓內(nèi)系統(tǒng)保持“大流量、小溫差”運(yùn)行模式，“大流量、小溫差”可以緩解樓內(nèi)垂直失調(diào)與水平失調(diào)問題，提高供熱質(zhì)量，因不需要投入大量人力物力調(diào)節(jié)各用戶流量，即可以節(jié)熱又能降低運(yùn)行管理成本;而直供或間供二次管網(wǎng)輸配采用“小流量、大溫差” 運(yùn)行模式，“小流量、大溫差”可是降低系統(tǒng)管網(wǎng)的沿程阻力，使系統(tǒng)供回水壓線變得平緩，因此各入戶處的壓降基本一致，從而起到水力平衡作用，其原理圖見圖二。該系統(tǒng)解決了現(xiàn)有供熱系統(tǒng)存在的問題，并降低直供或二次系統(tǒng)循環(huán)泵運(yùn)行電耗，間接提高熱源側(cè)的運(yùn)行效率，達(dá)到節(jié)電、節(jié)煤、節(jié)氣的目的。
上圖中圖一是原有供熱系統(tǒng)水壓圖，由圖可以看出：要使末端用戶與近端用戶具有相同的壓差，必須在系統(tǒng)近端用戶增加阻力元件，才能實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的水力平衡，此時圖中紅色區(qū)域就是電能浪費(fèi)的區(qū)域。圖二是分布組合式噴射供熱系統(tǒng)水壓圖，由圖可以看出：供、回水壓線平緩，系統(tǒng)各個用戶壓差基本相同，因此同樣實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的水力平衡，而且圖中沒有紅色區(qū)域，說明該系統(tǒng)不存在電能浪費(fèi)的現(xiàn)象。
根據(jù)水力穩(wěn)定性系數(shù)公式：
可知： 越小，供暖管網(wǎng)中各用戶在其它用戶流量變化時，保持自身流量不變的能力越強(qiáng)。
提高水力穩(wěn)定性的主要方法是相對減少網(wǎng)路干管的壓降，或相對增大用戶系統(tǒng)的壓降。
分布組合式噴射供熱系統(tǒng)就是采用即減少網(wǎng)路干管的壓降，同時又增加用戶系統(tǒng)的壓降來提高水力穩(wěn)定性。
其系統(tǒng)安裝原理圖見下圖，
四、系統(tǒng)特點(diǎn)
1. 解決傳統(tǒng)水力(熱量)失衡問題;
2. 提高系統(tǒng)供回水溫差;
3. 減少管網(wǎng)的系統(tǒng)阻力;
4. 實(shí)現(xiàn)按需供熱;
5. 可分別滿足不同用戶(一步、二步、三步節(jié)能建筑、地暖、普通散熱片、空調(diào)等)不同供水溫度的要求;
6. 用戶水力變化自適應(yīng);
7. 適合直供系統(tǒng)以及間供系統(tǒng)中的二次系統(tǒng);
8. 降低運(yùn)行成本。
五、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
1、節(jié)電50%以上，節(jié)熱10%左右;
2、投資回收期1~2年;
3、運(yùn)行管理成本節(jié)省50%以上。
六、解決問題
1、系統(tǒng)水力失衡(包括樓與樓之間的水平失衡，樓內(nèi)垂直失衡與水平失衡);
2、 由于系統(tǒng)供熱面積增加帶來的管網(wǎng)管徑相對變小，以及電力增容;
3、在大面積供熱系統(tǒng)中，一次采用分布式變頻使各換熱站電量增加而造成的擴(kuò)容;
4、系統(tǒng)用戶復(fù)雜，需要不同的供水溫度。
