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1、中国石油大学（华东）毕业设计（论文）热水供热系统的集中调节学生姓名：学 号：专业班级：指导教师： 2008年6月18日摘 要供热系统的运行调节对系统的能耗有重大的影响，也就是说，科学的运行调节直接关系到供热系统节能的实现。本文研究的主要问题是集中供热系统的运行调节。论文针对集中供热系统的运行调节问题，通过理论分析，讨论了直接连接和间接连接系统的多种运行调节，并对各种调节方式做出分析与比较。本文重点研究和分析了3种直接连接的分阶段调节，给出调节公式，并讨论阶段点的划分原则。同时利用算例分析了在各种分阶段调节方式下，室外温度变化时，网路的供回水温度及相对流量比的变化情况。文章还介绍了4种可实现的间
2、接连接系统一、二级管网调节方式的组合调节公式。利用算例分析了在室外温度变化时，各调节方式组合一、二级管网参数的变化情况。关键词：集中供热；质调节；量调节；直接连接；间接连接AbstractThe adjusting can have an important effect on the running of the heating system. So doing adjusting well is the key of energy conservation of the heating system. This paper mostly introduces the adjusting o
3、f centralized heating system.This paper researches the running adjusting with the method of theoretic analyze, mainly studies the adjusting measures of direct heating systems and indirect heating systems, and compares these adjusting measures.It mainly researches and analyzes three measures of stage
4、 adjusting. Give the adjusting expressions and the stage division principle. Use an example to calculate the supplying and returning water temperatures and the mass rates under different outdoor temperatures. It also introduces adjusting expressions of four doable combinations. Use an example and an
5、alyze different parameters under different outdoor temperature when use different regulating measures.Keywords: centralized heating system; mass regulating; quantity regulating; direct connect; indirect connect目 录第1章 前言11.1 课题研究的目的和意义11.2 国内外集中供热的发展现状11.2.1 国外集中供热的发展状况11.2.2 国内集中供热的发展状况21.3 主要研究内容3第
6、2章 供热系统调节的基本原理及其方式42.1 概述42.2 供暖热负荷调节的基本原理52.3 直接连接系统的集中供热调节72.3.1 质调节72.3.2 量调节102.3.3 间歇调节142.4 本章小结14第3章 直接连接系统的分阶段调节方式分析153.1 直接连接系统的分阶段调节方式153.1.1 分阶段改变流量的质调节153.1.2 分阶段量调节和质调节183.1.3 分阶段质量调节和质调节213.2 本章小结24第4章 间接连接系统的集中调节264.1 概述264.2 间接连接系统调节的基本公式264.3 间接连接系统的供热调节方式及其分析284.3.1 组合方式284.3.2 组合方
7、式314.3.3 组合方式334.3.4 组合方式374.4 本章小结40第5章 总结41致谢42参考文献43附 录45第1章 前言1.1 课题研究的目的和意义冬季供暖问题是关系城市居民切身利益的大事，集中供热，特别是热电联产供热，对于节约一次能源改善环境污染，提高人民生活水平有着非常重要的意义。现在供暖企业自负盈亏，不但要使居民的供暖温度达到标准，又要使企业获得最佳的利润，这就要求企业做好供热的调节工作1。因此，对整个供热系统进行合理的供热调节就非常的重要。本文主要分析供热系统的运行调节方式，并对各种调节方式进行分析与比较。热水锅炉及采暖系统运行过程中除应对运行参数、燃烧工况进行控制与调整外
8、,还应根据采暖季节(初冬还是严寒) 、采暖时间(白天还是夜间)等情况对供热量进行调节。供热调节的目的,一是使系统中各用户的室内温度比较适宜；二是避免不必要的热量浪费,实现热水采暖的经济运行。研究和实施优化的运行调节方式不仅可提高供热系统的能效水平，同时也为集中供热系统的工程设计提供理论依据和运行管理经验，使工程设计和运行管理工作更紧密地结合在一起。由此可见，进行供热系统的运行优化调节，具有十分重要的经济意义和社会意义。1.2 国内外集中供热的发展现状1.2.1 国外集中供热的发展状况国外的集中供热发展大致分为4个阶段: 单纯管理阶段基础建设阶段综合发展阶段自动化控制阶段。在综合发展阶段开始投入
9、实时监测系统的建设, 人工调整配合, 最后发展到远程控制、无人值守热力站, 实现自动化控制2-4。美国、日本、俄罗斯(包括前苏联)、丹麦、瑞典、德国等国是集中供热发展很快的国家, 从设备、技术、管理等诸方面都居世界领先的水平, 其中日本、丹麦、挪威将天然气、油、垃圾、生物能、热泵等作为集中供热的主要热源, 社会效益、节能效益、经济效益明显。美国是世界第一个冷热联供系统在Harfo rd City 建成并投入运行的国家。20 世纪70 年代纽约世界贸易中心采用新技术向建筑物群集中供冷供热, 成为当时世界上规模最大的供冷供热工程。目前美国有众多的学者从事有关区域供冷供热方面的研究, 并在多项技术上
10、保持优势。近年来, 日本集中供热(冷) 系统发展速度也较快, 特别是以东京为中心的关东地区尤为明显, 已占日本全国的60%。日本集中供热(冷) 系统比较注重节能和环保, 如采用热电供给系统、蓄热槽及利用城市废热作为能源等, 以提高能源的利用效率。考虑到保证能源的稳定供应和应对地球温暖化等环境问题等, 日本今后期望朝扩大应用、开发新能源等方向发展。俄罗斯(包括前苏联) 作为世界大国, 由于受地理环境的影响,发展供热系统较早, 也比较完善, 其集中供热事业无论是从热负荷的数量、热网的规模、热电厂的层次和效益, 还是从供热综合技术各方面来衡量, 在国际上都占有极其重要的地位, 是世界上集中供热最发达
11、的国家之一, 其中莫斯科有世界上最大的热网、最大直径的供热管道、最大功率的热电厂。德国集中供热总热量为1 961 万GJ , 也是集中供热发展较好的国家。1.2.2 国内集中供热的发展状况我国集中供热发展到今天, 经历了从无到有、从小到大、从弱到强、艰苦奋斗、竞争发展的历程。我国传统的集中供热主要采取热电联产、区域联合供热和小区锅炉房供暖等几种方式。从20 世纪40 年代至今, 近60 年的历史大致分为4 个阶段： 单纯利用阶段单纯管理阶段基础建设阶段综合发展阶段。但是，伴随着集中供热事业的发展，供热行业也暴露出了很多问题。从80年代末开始，供热行业同其他行业一样由于实行粗放型经营，运行管理水
12、平低下，能源消耗量高、锅炉运行效率低、供热质量差等问题日益显露出来5。近十多年来，国民经济的迅速发展，节能工作日益受到重视和开放政策的实施，使我国集中供热事业，无论在供热规模和供热技术方面，都有很大的发展。虽然在建国50多年来，我国供热工程建设和技术，取得了显著的成就，但与一些工业发达的国家相比，在整个供热系统的热能利用效率、供热（暖）产品设备品种和质量、供热系统的运行管理和自控水平等等方面，仍有不少差距，亟待提高。1.3 主要研究内容供暖系统运行过程中，不但要对运行参数燃烧工况进行控制与调整，还应根据采暖季节和时间等情况对供热量进行调节。调节的目的，一是使系统中各用户的室内温度比较适宜，二是
13、避免不必要的热量浪费，实现采暖的经济运行。热水供暖系统的调节主要分为两种：一种是试运行期间的安装调节，另一种是投入使用后的使用调节。使用调节又可分为很多种，主要有质调节、分阶段改变流量的质调节和间歇调节等。本次设计任务主要是研究集中供热系统的运行调节问题，分析直接连接供热系统和间接连接供热系统的运行调节方式及能耗。研究和分析三种分阶段调节方式，给出其调节公式，并讨论其阶段点的划分原则。同时利用算例分析采用不同的分阶段供热调节方式时，在不同室外温度下，网路的供、回水温度及相对流量比的变化情况。分析一、二级管网可以实现调节方式的组合及相应的调节公式。利用算例分析采用不同的调节方式组合，在不同室外温
14、度下，一、二级网各参数的变化情况。并将不同的调节方式组合的能耗情况与质调节进行对比，并利用算例进行量化比较，得出所有调节方式组合中的最佳方案。第2章 供热系统调节的基本原理及其方式2.1 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变化，热水供应和生产工艺随使用条件等因素而不断变化。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6。 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
15、的变化规律，作为供热调剂的依据。供热调节的目的，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的现象。根据调节地点的不同，供热系统的运行调节可分为集中调节、局部调节和个体调节。集中调节是在热源处（热电厂或锅炉房）进行调节；局部调节是在用户引入口进行调节；个体调节则直接在用户的设备上进行调节。其中集中调节是最重要的、影响最大的、最易于实现的调节方式。一个好的供热系统，要保证高质量供热，并且能够达到最节能的效果，应采用多种调节方式并用的综合调节，即将集中调节、局部调节和个体调节这三种调节方式合理地结合在一起。但是，要实现局部调节或个体调节，需要比较
16、完善的自控系统或在用热设备上安装大量的单独调节器，我国现有的热水网路系统大多数不具备上述条件，用户的房间温度直接受热源、热网调节和室外气象条件变化的影响，所以，本文主要研究、分析和对比集中调节方式。集中调节按照供热区域的典型热负荷进行调节。目前我国的供热系统中，采暖负荷是主要热负荷，在某些情况下甚至还是唯一的热负荷。其它种类的热负荷，例如热水供应和通风热负荷，所占比例在采暖期一般远远低于采暖负荷。所以通常以采暖负荷随室外温度的变化规律作为集中调节的基础。集中供热调节最基本的方法主要有三种：1.质调节改变网路的供水温度；2.量调节改变网路的供水量；3.间歇调节改变网路的供水时间。2.2 供暖热负
17、荷调节的基本原理供热系统在稳定状态下运行时，如果不考虑管网沿程热损失，则散热设备的供热量应等于供热系统输送给热用户的热量，同时也应等于采暖热用户的耗热量。在供暖室外计算温度为tw，散热设备用散热器时，有如下热平衡方程式： (2-1) (2-2) (2-3) (2-4) (2-5) (2-6)式中，Q1为建筑物设计热负荷，W；Q2为在供热室外计算温度下，散热器放出的热量，W；Q3为在供热室外计算温度下，热水网路输送给热用户的热量，W；q为建筑物的体积供暖热指标，W/(m3)；V为建筑物的外部体积，m3；tw为供暖室外设计温度，；tn为供暖室内设计温度，；K为散热器在设计工况下的传热系数，W/(m
18、2)；a、b为由实验确定的系数，按用户选择的散热器型式确定；F为散热器的散热面积，m2；为散热器热媒设计平均温度，；为供暖热用户的设计循环水量，kg/h；为热水的质量比热，J/(kg)；为供热系统的设计供水温度，；为供热系统的设计回水温度，。以上带上标“”的符号表示在供暖室外计算温度tw下的各种参数，而不带上标符号表示在某一室外温度tw下的各种参数，在保证室内计算温度条件下，可列出与上面相对应的热平衡方程式。即 (2-7) (2-8) (2-9) (2-10)若令在运行调节时，相应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，而称其流量比为相对流量比，则 (2-11) (2-12)
19、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()。但实际上，由于室外的风速和风向，特别是太阳辐射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： (2-13) 亦即相对供暖热负荷比等于相对的室内外温差比。综合上述公式，可得： (2-14)式(2-14)是供暖热负荷供热调节的基本公式。式中分母的值，均为设计工况下的已知参数。在某一室外温度的运行工况下，如要保持室内温度值不变，则应保证有相应的、和的四个未知值，但只有三个联立方程式，因此需要引进补充条件，才能求出四个未知参数的解。所谓引进补充条件，就是我们要选定某种调节方法。可
20、能实现的调节方法主要有：质调节、量调节以及间歇调节等。2.3 直接连接系统的集中供热调节供热系统集中调节的基本方式有质调节、量调节和间歇调节。每种调节方式的特征不同，调节量不同，其调节公式也不同。本节先根据供热调节基本公式给出了供热调节供回水温度通用计算公式，然后分别给出质调节、量调节和间歇调节的供回水温度计算公式，并利用一个算例分析了其优缺点。根据供暖热负荷供热调节基本公式(2-14)，可以求出热水供热系统调节工况下系统供、回水温度的计算公式如下： (2-15) (2-16) 2.3.1 质调节(1) 质调节供、回水温度计算公式在进行质调节时,只改变供暖系统的供水温度,而系统循环水量保持不变
21、（G=1）。这种调节方式,网路水力工况稳定,运行管理简便,采用这种调节方法,通常可达到预期效果。对无混合装置的直接连接的热水供热系统，将=1代入式(2-15)和式(2-16)，可得到质调节方式下供、回水温度计算公式： (2-17) (2-18)对带混合装置的直接连接的热水供热系统（如用户或热力站处设置水喷射器或混合水泵），则tg tg，th = th。式(2-17)中所求的tg值是混水后进入供暖用户的供水温度，网路的供水温度tg，还应根据混合比再进一步求出。混合比（或喷射系数）u，可用下式表示： (2-19)式中，是网路的循环水量，kg/h；是从供暖系统抽引的回水量，kg/h。在设计工况下，根
22、据热平衡方程式 (2-20)式中，tg是网路的设计供水温度，。 在任意室外温度tw下，只要没有改变供暖用户的总阻力数，则混合比u不会改变，仍与设计工况下的混合比u相同，即 (2-21) =+(-)=+() (2-22)根据式(2-22)，即可求出在热源处进行质调节时，网路的供水温度tg随室外温度tw的变化关系式。将式(2-17)的值和式(2-21)的代入式(2-22)，由此可得出对带混合装置的直接连接系统的网路供、回水温度。 (2-23) (2-24)(2) 算例分析下面通过具体算例的计算，对上节所述调节方式组合进行详细分析。沈阳市某供热系统，其设计供、回水温度分别为130/95/70，95/
23、70，室内计算温度tn=18，室外计算温度tw=-20，选用M-132型散热器，取b=0.3。则根据式(2-17)、(2-18)、(2-23)、(2-24)，可得到在不同室外温度下，无混合装置和带混合装置的供、回水温度的数值如表2-1所示。表2-1 直接连接热水供暖系统质调节的热网水温（）系统型式设计参数无混水装置的供暖系统带混水装置的供暖系统95/70130/95/70() ()()tg()()+5-0.5-4.2-9.8-11.6-200.350.50.60.750.81.051.162.169.079.182.395.042.449.654.060.362.370.064.179.690
24、.0105.3110.3130.042.849.654.060.362.370.0该调节方式下热水供暖系统的水温调节曲线如图2-1所示。图2-1 直接连接系统质调节供、回水温度曲线1130/95/70热水供暖系统网路供水温度曲线295/70热水供暖系统网路供水温度曲线3130/95/70和95/70网路和用户的回水温度曲线根据水温计算公式、水温曲线图2-1及表2-1数据分析，可得：(1) 热网的供、回水温度tg、th是相对热负荷比的函数，随着室外温度的升高，相对热负荷比逐渐减小，热网和热用户的供、回水温度也随之降低。(2) 将式(2-3)和式(2-9)相加、变形，得到散热器的热媒平均温度关系式
25、如下： (2-25)由上式可以看出，散热器的热媒平均温度随室外温度的升高而降低。进行热水供暖系统的供热调节，实质上就是调节供、回水温度来满足散热器的热媒平均温度的要求。质调节只需在供热系统的热源处调节供水温度，运行管理简便，且由于系统在运行期间循环水量保持不变，因而系统水力工况稳定。对于热电厂供热系统，由于网路供水温度随室外温度升高而降低，可以充分利用供热汽轮机的低压抽汽，从而有利于提高热电厂的经济性，节约燃料7。质调节是目前广泛采用的供热调节方式。但由于在整个供暖期中，网路循环水量总保持不变，消耗电能较多。同时，对于有多种热负荷的热水供热系统，在室外温度较高时，如仍按质调节供热，往往难以满足
26、其他热负荷的要求。热水网路中连接通风用户系统时，如网路供水温度过低，在实际运行中，通风系统的送风温度过低也会产生吹冷风的不舒适感。在这些情况下，就不能再按质调节方式，用过低的供水温度进行供热了，而是需要保持供水温度不再降低，用减小供热小时数的调节方法，即采用间歇调节，或用其他调节方式进行供热调节。2.3.2 量调节(1) 量调节供、回水温度计算公式量调节是系统的供水温度保持不变，改变系统的循环流量的一种调节方法。一般使供水温度等于设计供水温度（即），改变循环流量来使系统的供热量满足供暖热负荷的要求。将代入式(2-14)，可得到无混合装置时，采用量调节的相对循环流量和系统回水温度th的计算公式：
27、 (2-26) (2-27)对有混合装置的系统，有， 在设计工况下，根据热平衡方程式 (2-28)在任意室外温度tw下，只要没有改变供暖用户的总阻力数，则混合比u不会改变，仍与设计工况下的混合比u相同，即 (2-29)式中，tg是网路的设计供水温度，。由式(2-29)得 (2-30)将式(2-29)代入式(2-27)，得 (2-31)采用量调节的相对循环流量的计算公式 (2-32)(2) 算例分析仍以第2.3.1节中的算例进行分析，根据式(2-26)、(2-27)、(2-30)、(2-31)、(2-32)得到在不同室外温度下供、回水温度及相对流量比的数值，如表2-2所示。表2-2 直接连接热水
28、供暖系统量调节的热网水温（）系统型式设计参数无混水装置的供暖系统带混水装置的供暖系统95/70130/95/70()tg ()()tg()tg ()()5-0.5-4.2-9.8-11.6-200.350.50.60.750.81.00.090.160.220.370.441.0959595959595-217284450700.170.240.690.780.821.013013013013013013066.170.779.485.487.39520.528.443.253.556.870该调节方式下热水供暖系统的水温调节曲线如图2-2(a)所示，相对流量比变化曲线如图2-2(b)所示。分
29、析水温调节公式、水温曲线图2-2(a)、相对流量比变化曲线2-2(b)及表2-2数据，可得：(1) 采用集中量调节时，随着室外温度的升高，供热系统循环流量迅速减少，回水温度迅速下降。(2) 无混合装置，当室外温度为0时，回水温度低于室内设计温度18；当室外温度为5时，回水温度变为负值，显然是不合理的。此外，由于网路水流量的迅速减少，当室外温度为-17时，流量己小于设计流量的50%，供热系统会产生严重的热力失调。所以采用纯量调节实际上是不可行的。(3) 理论上，采用量调节时，系统始终在最小流量下运行，可以大幅度实现节能，但要求必须能连续改变循环水泵的流量，需要使用调速泵。(4) 采用带混合装置的
30、供暖系统其相对流量比的变化速度要小于不带混合装置的。当室外温度为-8时，带混合装置时的相对流量比为0.69，系统的水力失调度小。故带混合装置的供暖系统可优先采用量调节。图2-2(a) 直接连接系统量调节供、回水温度曲线1130/95/70热水供暖系统网路供水温度曲线295/70热水供暖系统网路供水温度曲线3130/95/70热水供暖系统混水后供水温度曲线4130/95/70网路和用户的回水温度曲线595/70网路和用户的回水温度曲线图2-2(b) 直接连接系统量调节相对流量比曲线图1不带混合装置的相对流量变化曲线2带混合装置的相对流量变化曲线2.3.3 间歇调节当室外温度升高时，不改变网路的循
31、环水量和供水温度，而只减少每天供暖小时数，这种供热调节方式称为间歇调节8。间歇调节可以在室外温度较高的供暖初期和末期，作为一种辅助的调节措施9。当采用间歇调节时，网路的流量和供水温度保持不变，网路每天工作总时数n随室外温度的升高而减少。它可按下式计算： h/d (2-33)式中，tw是间歇运行时的某一室外温度，；tw是开始间歇调节时的室外温度（相应于网路保持的最低供水温度），。当采用间歇调节时，为使网路远端和近端的热用户通过热媒的小时数接近，在区域锅炉房的锅炉压火后，网路循环水泵应继续运转一段时间。运转时间相当于热媒从离热源最近的热用户流到最远热用户的时间。因此，网路循环水泵的实际工作小时数，
32、应比由式(2-33)的计算值大一些。2.4 本章小结本章简述了热水供热系统的三种基本调节方式：质调节、量调节和间歇调节，分析讨论了上述3种调节方式的优缺点。举例对质调节和量调节进行了计算，并给出了调节曲线。通过分析找出了量调节和间歇调节的弊病，可见单一的调节方式并不能达到理想的调节效果。 第3章 直接连接系统的分阶段调节方式分析3.1 直接连接系统的分阶段调节方式本节论述直接连接热水供暖系统中分阶段调节的三种方式：分阶段改变流量质调节、分阶段量调节和质调节以及分阶段质量调节和质调节，分别给出每种调节方式的水温和流量计算公式。举例计算并绘出图表，说明分阶段调节的特点。3.1.1 分阶段改变流量的
33、质调节(1) 分阶段改变流量质调节方式下的供、回水温度计算公式分阶段改变流量的质调节，是将整个供暖期按照室外温度的高低分成几个阶段，在室外温度较低的阶段中，系统循环流量保持为设计流量；在室外温度较高的阶段中，系统流量保持为较小的流量10。在每一个阶段内，系统的循环流量保持不变，按照质调节方式进行供热调节。即令 (3-1)式中，j是相对流量比的数值。对无混装置的直接连接的热水供热系统，将上式代入式(2-15)、(2-16)，得到其供、回水计算公式如下 (3-2) (3-3)(2) 阶段点的划分在这种调节方式中，可根据需要将采暖期分为若干个阶段。通过改变循环水泵的运行及组合方式来达到改变循环流量的
34、目的，可以采用两种方案：第一种选泵方案是选用几组(台)不同规格的循环水泵，其中一组(台)循环水泵的循环流量按设计值的100%考虑，另外一组(台)或几组(台)按分阶段改变流量的小流量阶段的要求来选择。第二种选泵方案是选用多台相同规格的水泵。通过改变并联运行泵的台数，来改变流量9。由于水泵扬程与流量的平方成正比，水泵的电功率与流量的立方成正比，这种调节方式节约电能效果较为显著。因此，分阶段改变流量的质调节的供热方式，在区域锅炉房热水供热系统中，得到较多的应用。对直接连接的供暖用户系统，采用此调节方式时，应注意不要使进入供暖系统的流量过少。通常不少于设计流量的60%，即=60%。如流量过少，对双管供
35、暖系统，由于各层的重力循环作用压头的比例差增大，引起用户系统的垂直失调。对单管供暖系统，由于各层散热器传热系数K值变化程度不一致的影响，也同样会引起垂直失调。(3) 算例分析下面通过具体算例的计算，对上节所述调节方式组合进行详细分析。沈阳市某供热系统，其设计供、回水温度分别为95/70，室内计算温度=18，室外计算温度=-26，选用M-132型散热器，取b=0.3。根据式(3-2)和式(3-3)在不同室外温度下供、回水温度及相对流量比的数值，如表3-1所示。表3-1 分阶段改变流量质调节供、回水温度系统型式设计参数无混水装置的供暖系统95/70()()()-20-17-14-11.6 -9.8
36、1.00.950.860.80.751.01.01.01.01.0/0.759591.686.582.380.1/82.27067.164.962.361.4/57.2 续表3-1系统型式设计参数无混水装置的供暖系统95/70()()()-4.23.250.60.40.350.750.750.7571.556.552.751.543.241.0该调节方式下热水供暖系统的水温调节曲线如图3-1所示。 图3-1 分阶段改变流量的质调节供、回水温度曲线195/70分阶段改变流量质调节供水温度曲线295/70分阶段改变流量质调节回水温度曲线分析水温调节公式、水温曲线图3-1及表3-1，网路的供、回水温
37、度随室外温度的变化有如下规律：(1) 根据公式 = (3-4)可得到分阶段点的室外温度tw=-15，相对流量比由1.0变化到0.75。在该点网路的供水温度升高，回水温度降低，供回水温差增大，供回水温差增大的倍数与成反比。(2) 在小流量阶段，与质调节相比，同一室外温度下，供水温度升高的数值与回水温度降低的数值是相等的。(3) 将式(3-2)和式(3-3)两个等式相加、变形，有 (3-5)该式与式(2-25)是相同的，即在同一室外温度下，无论采用质调节还是分阶段改变流量的质调节，散热器的热媒平均温度相等，与所处的调节阶段也无关。分阶段改变流量的质调节方式在每一个阶段内，循环流量保持不变，系统水力
38、工况保持了相对的稳定；在室外温度较高的阶段内，系统循环流量小于设计流量，减少了循环水泵的耗电量1。但是，采用分阶段改变流量的质调节，与纯质节相比，由于流量减少，网路的供水温度升高，回水温度降低，供、回水温差增大但从散热器的放热量的热平衡来看，散热器的平均温度应保持相等，因而供暖系统供水温暖度的升高和回水温度的降低的数值，应该是相等的。3.1.2 分阶段量调节和质调节在第2.3节中分析了质调节和量调节的优缺点：量调节节能率大，但在相对流量较小时，会引起系统的水力失调；质调节不会产生水力失调，但循环水泵始终在最大流量下运行，消耗电能较多。为了避免上述现象，分阶段量调节和质调节，是将整个供暖期按照室
39、外温度的高低分成两个阶段，在室外温度较低的阶段中采用量调节，在室外温度较高阶段中采用质调节。(1) 分阶段量调节和质调节方式下的供、回水温度计算公式 第一阶段量调节阶段当室外温度较低时，按量调节方式进行调节，该阶段系统的供水温度tg保持不变(等于设计供水温度tg)，相对流量y，供、回水温度及流量计算公式如下： (3-6) (3-7) (3-8) 第二阶段质调节阶段当室外温度较高时，按质调节方式进行调节，该阶段系统相对流量比，供、回水温度及流量计算公式如下：(3-9) (3-10)=(3-11)式中，y是分阶段点相对流量比的数值。(2) 分阶段点的划分合理地确定y的数值，可充分发挥量调节和质调节
40、的长处。当y取较大的值时，节能率小； y取值太小，又容易引起水力失调，通常可y以取0.5-0.8之间的值，本节在算例分析中暂取y= 0.61进行计算。(3) 算例分析仍以第3.3.1节中算例进行分析，根据式(3-6)、(3-7)、(3-8)、(3-9)、(3-10)和式(3-11)，可得到在不同室外温度下供、回水温度及相对流量比的数值，如表3-2所示。表3-2 分阶段量调节和质调节供、回水温度及相对流量比系统型式设计参数无混水装置的供暖系统95/70（）()()-20-17-14-11.6-9.8-4.23.251.00.950.860.80.750.60.40.31.00.780.610.610.610.610.610.6195959588.785.173.858.049.77064.557.455.954.349.241.737.4该调节方式下热水供暖系统的水温调节曲线如图3-2(a)所示，流量变化曲线如图3-2(b)所示。图3-2(a) 分
