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分布式变频供暖输配系统应用研究

张俊康  
【摘要】:随着我国城镇化进程的加快,集中供热系统的规模越来越大。大部分的供热系统还是按传统的集中动力式输配系统进行设计。这样的系统容易形成近端热用户节流损失严重,远端热用户资用压头不足的现象。集中动力供暖输配系统不仅输配能耗大,而且容易形成冷热不均。针对以上问题,有学者提出了分布式变频供暖输配系统。随着近几年变频技术和水泵的生产工艺的不断发展,分布式变频供暖输配系统成为当今研究的热点。本文以集中供热系统二次网为研究对象,以长春市某小区为工程背景,通过对比分析的研究方法,对分布式变频供暖输配控制系统定零压差的控制方式研究如下:首先,对集中动力式供暖输配系统与分布式变频供暖输配系统的水泵布置形式、系统水压图、调节方式进行了对比分析。得出分布式变频供暖输配系统零压差控制点的位置选择不当,也会存在节流损失。零压差控制点距离热源越近,系统的水泵装配数量越多,装机功率越小,系统运行越节能。分布式变频供暖输配系统之所以节能,是因为在输配过程中没有节流损失,通过改变水泵的转速进行变流量调节,主循环泵与热用户泵相互配合,按需输配,不存在节流损失。其次,为了研究分布式变频供暖输配控制系统定零压差的控制方式在实际工程当中的应用,设计了一个模糊控制器,并在MATLAB软件上对其控制效果进行了仿真分析,结果表明控制效果良好。搭建了分布式变频供暖输配系统实验台,在实验台上分别对分布式变频供暖输配系统、集中动力式输配系统、热用户泵在供水管上分布式变频输配系统、热用户泵在回水管上分布式变频供暖输配系统、零压差控制点选在不同的位置的分布式变频输配系统的输配能耗、供暖效果进行了实验研究。研究结果表明,分布式变频供暖输配系统的节能效果与水泵的布置形式无关,与零压差控制点选择的位置有关。在全网都进行分布式变频调节时,系统的输配能耗最低。在同样的供热负荷下,分布式变频供暖输配系统比传统集中动力式输配系统可以节省输配电耗12%左右。最后,用工程实例对传统集中动力式输配系统改造为分布式变频供暖输配系统的节能效果进行了分析。运用工程经济学里的静态评价方法对工程改造前后的初投资和回收年限进行了计算。结果表明工程改造后的初投资回收年限约在3年左右,低于供热行业的基准回收期,证明技术改造可行。本文的研究成果将对以后的工程改造提供借鉴。


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