三 热水供热系统的供热调节
第一节 概 述
热水供热系统的热用户，主要有供暖，通风，热水供应和生产工艺用热系统等。这些用热系统的热负荷并不是恒定的，如供暖通风热负荷随室外气象条件(主要是室外气温)变化，热水供应和生产工艺随使用条件等因素而不断地变化。为了保证供热质量，满足使用要求，并使热能制备和输送经济合理，就要对热水供热系统进行供热调节。
在城市集中热水供热系统中，供暖热负荷是系统的最主要的热负荷，甚至是唯一的热负荷。因此，在供热系统中，通常按照供暖热负荷随室外温度的变化规律，作为供热调节的依据。供热(暖)调节的目的，在于使供暖用户的散热设备的放热量与用户热负荷的变化规律相适应，以防止供暖热用户出现室温过高或过低。
根据供热调节地点不同，供热调节可分为集中调节，局部调节和个体调节三种调节方式。集中调节在热源处进行调节，局部调节在热力站或用户入口处调节，而个体调节直接在散热设备(如散热器，暖风机、换热器等)处进行调节。
集中供热调节容易实施，运行管理方便，是最主要的供热调节方法。但即使对只有单一供暖热负荷的供热系统，也往往需要对个别热力站或用户进行局部调节，调整用户的用热量。对有多种热负荷的热水供热系统，通常根据供暖热负荷进行集中供热调节，而对于其它热负荷(如热水供应，通风等热负荷)，由于其变化规律不同于供暖热负荷，则需要在热力站或用户处配以局部调节，以满足其要求。对多种热用户的供热调节，通常也称为供热综合调节。
集中供热调节的方法，主要有下列几种： 1．质调节——改变网路的供水温度； 2．分阶段改变流量的质调节；
3．间歇调节——改变每天供暖小时数。
近年来，在热水供热系统中，由于供暖热用户与网路采用间接连接，以及采用变速水泵技术来改变网路循环水量，故也采用了质量—流量调节——即同时改变网路供水温度和流量，进行集中供热调节。
第二节 供暖热负荷供热调节的基本公式
供暖热负荷供热调节的主要任务是维持供暖房屋的室内计算温度t n 。
当热水网路在稳定状态下运行时，如不考虑管网沿途热损失，则网路的供热量应等子供暖用户系统散热设备的放热量，同时也应等于供暖热用户的热负荷。
根据第一篇供暖工程各章所述，在供暖室外计算温度为t'w ，散热设备采用散热器时，
则有如下的热平衡方程式 32
'
1Q Q Q '='=； (8-1) ()w
a t t V q Q '-'='
1 W (8-2) ()a j p t t F K Q -'=.'
2 W (8-3)
()()()h g h g h g t t G t t G t t c G Q '-''='-''='-''=136.13600/41873600/'3
W (8-4)
式中 1
Q ' ——建筑物的供暖设计热负荷，W ； 2
Q ' ——在供暖室外计算温度w t '下，散热器放出的热量，W ； 3
Q '——在供暖室外计算温度w t '下，热水网路输送给供暖热用户的热量，W ； q ’ ——建筑物的体积供暖热指标，即建筑物每lm 3
外部体积在室内外温度差为1℃时的耗热量，W ／m 3
.℃，
V ——建筑物的外部体积，m 3
；
w
t '——供暖室外计算温度，℃， t n ——供暖室内计算温度，℃，
t g '——进入供暖热用户的供水温度，℃; 如用户与热网采用无混水装置的直接连接方式(如图7
—la)，则热网的供水温度g t '='1τ；如用户与热网采用混水装置的直接连接方式(如图7—1b 、c)，则g t '>'1τ
t'h ——供暖热用户的回水温度，℃；如供暖热用户与热网采用直接连接，则热网的回水温度与供
暖系统的回水温度相等，即g t '='1τ；
t'p.j ——散热器内的热媒平均温度，℃；
G' ——供暖热用户的循环水量，kg ／h ； C ——热水的质量比热，c=4187J ／kg.℃；
K' ——散热器在设计工况下的传热系数，W ／m 2
.℃；
F ——散热器的散热面积，m 2
。
散热器的放热方式属于自然对流放热，它的传热系数具有K=a(t p.j -t n )b
的形式。如就整个供暖系统来说，可近似地认为: t'p.j =(t'g +t'h )／2，则式(8-3)可改写为
b
n h
g t t t aF Q +⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-'+'='122 W (8-5)
若以带“'”上标符号表示在供暖室外计算温度t'w 下的各种参数，而不带上标符号表示在某一室外温
度t w (t w >t'w )下的各种参数，在保证室内计算温度t n 条件下，可列出与上面相对应的热平衡方程式。即 321Q Q Q == (8-6) ()w n t t qV Q -=1 W (8-7)
b
n h g t t t aF Q +⎪⎪⎭
⎫
⎝⎛-+=122
W (8-8)
()
h g t t G Q -=163.13 W (8-9)
若令在运行调节时，相应t w 下的供暖热负荷与供暖设计热负荷之比，称为相对供暖热负荷比Q ，而称其流量之比为相对流量比
G ，则
33
2
211Q Q Q Q Q Q Q '='='=
(8-10)
G G
G '
=
(8-11) 同时，为了便于分析计算，假设供暖热负荷与室内外温差的变化成正比，即把供暖热指标视为常数(q'=q)。但实际上，由于室外的风速和风向，特别是太阳辐射热的变化与室内外温差无关，因此这个假设会有一定的误差。如不考虑这一误差影响，则: w
n w
n t t t t Q Q Q '--='=
11 (8-12) 亦即相对供暖热负荷比Q 等于相对的室内外温差比。 综合上述公式，可得
()h
g h g b n h g b
n h g w n w n t t t t G t t t t t t t t t t Q '-'-=-'+'-+='--=++112)
2( (8-13) 式(8-13)是供暖热负荷供热调节的基本公式。式中分母的数值，均为设计工况下的已知参数。在某一室外温度t w 的运行工况下，如要保持室内温度t n 值不变，则应保证有相应的t g 、t h 、Q (Q)和G (G)的四个未知值，但只有三个联立方程式， 因此需要引进补充条件，才能求出四个未知值的解。所谓引进补充
条件，就是我们要选定某种调节方法。可能实现的调节方法，主要有：改变网路的供水温度(质调节)，改变网路流量(量调节)，同时改变网路的供水温度和流量(质量—流量调节)及改变每天供暖小时数(间歇调节)。如采用质调节，即增加了补允条件G=1。此时即可确定相应的t g 、t h 和Q (Q)值了。
第三节 直接连接热水供暖系统的集中供热调节
一、质调节
在进行质调节时，只改变供暖系统的供水温度，而用户的循环水量保持不变，即G= 1 。
对无混合装置的直接连接的热水供暖系统，将此补充条件G=1代入热水供暖系统供热调节的基本公式(8-13)，可求出质调节的供、回水温度的计算公式。
()
()
()Q t t Q t t t t t h g b n h g n g g '-'+-'+'+==+5.025.01/1τ ℃ (8-14) ()
()
()
Q t t Q
t t t t t h g b n h g n h h '-'--'+'+==+5.025.01/1τ ℃ (8-15) 或写成下式
()
Q t Q t t t j b n n g g '∆+'∆+==+5.01/1τ ℃ (8-16)
()
Q t Q t t t j b n
n h h '∆-'∆+==+5.01/1τ ℃ (8-17)
式中 ()
n h g n t t t t 25.0-'+'='∆ ——用户散热器的设计平均计算温差，℃；
