PDF《高层建筑直连供暖技术》

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1 高层建筑直连供暖技术 摘要: 本文介绍了一种高层建筑与低层建筑直连并网供暖方法.当高层建筑采用 本后,即可与任一低层建筑直连并网供暖,不再受高低楼限制,从而大大节省了 工程投资和运行费.百余座高层建筑应用

5 年证明,系统运行平衡、节资节能效 益显著. 关键词:高层建筑 直连并网 节能 本技术专门解决高层建筑与低层建筑直连供暖问题. 高层建筑采暖系统采用 本方法后,即可与任一低层建筑直连并网供暖,不再受高、低楼限制,从而大大 节省工程投资和运行费.

一、技术现状 低建筑群中,突然出现了一座高层建筑,通常的供暖方法是为高层建筑设一 台专用锅炉(初投资大、运行费高) ,或设热交换器与低区系统隔绝(有高温水 热源才合理) .最为经济的方法是,利用原有低区的低温水系统直连供暖.但问 题是,高、低层建筑直连后,运行时,压力低了高楼上不去水,压力高了低楼散 热器超压;

当建筑更高时,即使不运行,高楼的水静压就足以压破低楼系统的散 热器. 为了解决这一问题,近几年也曾有人试图用减压阀方法的,但都因减压阀减 得了动压减不了静压而失败.这是因为,只有水在流动时减压阀才能通过改变流 通截面减压,当静止不动时,水静压就将低区散热器压破了.最近,有的厂商号 称他们的减压阀既减得了动压也能减静压了. 其实, 也是是 "减" 静压, 而是 "关断"静压,还是采用机械弹簧类判断方式,并未跳出依靠判断阀门进行隔断的老 路. 实践证明,机械类关断也好,电磁阀类关断也好,都有关闭延迟和重复动作 的高可靠性问题.例如:朝阳某邮政大厦,1998 年采用上海某阀门公司的新式 减压阀直连供暖, 结果, 原低区住宅散热器爆裂不断, 损失惨重. 最后被迫拆除, 改用了本技术. 筑龙暖通 www.zhulong.com

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二、核心内容 结实上可见,技术的焦点就在于"减压" .村技术的总体思路就是避开上述 "减压"习惯思维方式,独壁蹊径,借鉴膜流运动理论,采用类似于流体非满管 的减压方式.具体地说(如图 1) ,就是设计一个"断流器" ,利用散热后的热媒 高压流体余压,造成水流高速旋转,人为促进膜流生成,从而达到减压目的.为 了消除气体进入系统,根据能量方程式,利用下落的高位流体势能,再设计一个 "阻旋器" ,用于阻止水流旋转并分离空器,使无压流的膜流状液体再有组织的 "复原"到有压流状态.这样,通过有压流→无压流→有压流,这样一个逆变过 程,就使得高压流体平衡地"过渡"到了低压流体.据此原理,便可实现高楼与 低楼直连供暖了. 图11断流器;

2 阻旋器;

3 连通管;

4 低区回水管 图21断流器;

2 阻旋器;

3 连通管;

4 高区 回水管;

5 高区回水管;

6 低区回水管;

7 低区散热器;

8 高区散 热器;

9 低区供水管;

10 加压泵及控制机组;

11 排气阀;

12 热网 回水管;

13 热网供水管 筑龙暖通 www.zhulong.com

3 具体的技术方案时(如图 2) :原有低区供暖热网定压大小不变.运行参数 不变、 运行方式等全维持不变的情况下, 仅在高楼引入口增设一个微型增压泵 (并 在泵出口设止回阀) ,将低区网的供水加压,送至高层以建筑的散热器放热后, 高压加水则进入断流器,促进其膜流形成,进行断流减压.然后,再进入阻旋器 进行阻旋"复原"并分离空气.此时,就可以安全返回低区回水管网中去了. 系统运行时,高层建筑与低区网直接的回水管上有断流器和阻旋器"减压" , 以保证运行时高层建筑与低区网隔绝;

运行停止时, 由于原低区网定压大小不变, 系统水位一直维持在低区网水静压线上.所以,在系统停止运行的同时,回水管 上的断流器至阻旋器 (低区静压线以上) 这段管道内的水流必然随之断开. 而高、 低区直连的供水管,在静止状态时,供水管上有加压泵前的止回阀,以保证供水 管的水不能经泵倒流回低区(隔绝) .这样,无论系统运行时,还是静止时,均 保证了高、低楼(区)系统的彻底隔绝. 多次试验和大量实际工程运行证明,上述减压方式安全、有效,运行平衡、 可靠. 加之配备微机变频调控加压泵, 视网上压力变化情形自动调节流量、 压力, 并辅之于压力监视、超压告警、水泵自启动、自关断、缓关闭等功能,这样,一 个完备的高、低楼(区)直接连供暖系统就形成了. 前已述及,试图用电磁阀或带有自关断功能的减压阀类进行减压的方法,据 目前整体技术发展水平看,仅依靠改变材料及材质的办法来寻求突破已相当艰 难.而本技术为"减压"设计的断流器和阻旋器,均未采用弹簧或电动灰的部件 去实现"变截面"或"关断" ,而是独辟蹊径,打破习惯思维方式,改变传统研 究方向,顺应水流流态规律设些固定导板类就可以了.从而大大简化了传统、不 稳定且可靠性差的复杂减压方式.根据部件的原理结构,可以想象:本技术可靠 的关压方法及部件的使用寿命,是勿庸置疑的.

三、技术创新点 1.首次将"膜流运动"理论应用于供暖领域,从理论上论证了回水总立管 与室内采暖系统管道可取同一型号管径,不必加大;

2.揭示了有压流进(射)入无压流界面时产生气泡的机理,发现了大量气 体进入系统的成因,并提出了解决办法;

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4 3.以上技术的进步,使得传统采暖系统设计简化、安装方便,工程造价大 大降低.也正因为如此,才使得旧有高、低层建筑直连并网改造成为可能. 本成果经国家一级查新机构联机检索证明: "未见有同类文献报道" ,填补了 供暖领域一项空白.获国家发明专利

1 项,国家实用新型专利

2 项.

四、应用推广及效益 本成果的

4 篇论文先后在《暖通空调》等杂志公开发表以来,相继收到读者 大量来函、来电,专程参观、考察者络绎不绝.并很快就在沈阳、抚顺、朝阳、 锦洲、本溪、辽阳、哈尔滨、呼和浩特、天津、长春、大连、青岛、北京、兰州、 西安、齐齐哈尔、鸡西、加格达奇等地百余座高层建筑中采用.建筑最高层娄为

28 层,运行时间最长的已达

5 个采暖期. 本成果的论文被美国 (Ei page One) 数据库和国际建筑文献数据库 (ICONDA) 收录,并被编者按入辽宁省《建筑标准设计图集》 .新版《供热工程》教材也将 其收入.现已成为许多建筑设计院进行高层建筑供暖设计的首选方案. 目前, 这项发明已造就了一个拥有自主知识产权的高新技术企业--沈阳直连 高层以供暖技术有限公司. 据测试(翔去宾馆) :高层建筑采用本技术并网后,年节资(煤矿、电费) 折合人民币

10 万余.照此推算,每座高层建筑年节资

10 万元计,100 座,年节 资就是千万;

1000 座,年节资历就上亿万! 节能的意义远不此于省钱.少用电、少烧煤,不仅节约了人类保贵的、不可 再生能源.而且,能从根本上减轻大气污染.可见,其经济效益与社会效益相当 可观、难以估量.