高层直连供暖机组

高层直连供暖机组的详细描述：
随着高层建筑的不断涌现，住宅小区出现多层建筑与高层建筑并存的现状。当一个供热范围内同时存在高区、低区供热系统时，通常的处理方法为[1-4]：为高区部分单独设置一套供热系统；采用双水箱系统，即在高层建筑中设立两个保温水箱及两个专门的水箱设备间；采用高低区直连机组[5-6]，实现高低区直接连接；采用自力式压差控制阀、电磁阀等装置，实现高低区直接连接。本文对直连机组在高低区直接连接供热的应用进行探讨。
高层直连供暖机组是专门解决高层建筑高区与低区直连供暖的一项技术，不用另设锅炉、水箱、热交换设备。主要由增压泵、减压阀、流量调控装置、微机变频控制柜及相应的阀门和仪表组成的机电一体化的高层采暖直连供水设备。是高层建筑直接采用外网热水供暖的一项新技术，是双水箱高层供暖系统的替代产品。依靠对加压泵的变频控制，进而实现对热媒供水压力调节，同时依靠减压阀和流量调控装置等设备对回水的压力和系统的流量进行调节。即可实现高层建筑与任一热网直连供暖，又不会影响热网自身及周边热用户的压力、流量变化。
高层直连供热机组在工程实践中不断完善，不仅能适用于上供下回单管系统、地热系统及分户供暖系统，而且还可以应用于空调水系统。供暖、空调水系统的运行监测、控制及报警系统均由微机自动完成，微机控制装置同机组安装在同一框架上，可设在高层建筑的地下室内或设备间，也可以设在锅炉房（或换热站）内。设备占地面积小，布置紧凑，安装方便，操作简单，技术，自动化程度高，运行安全可靠。
采用本设备后，高低区压力错落有序，整个网络压力调控自如，系统运行极为平稳、可靠，从而大大改善供热效果，可实现节水、节电、省工、节约能源，可有效节省投资、降低运行费用，受到广大热用户的青睐。
闭式直连供暖系统的基本原理
高层直连供热机组是利用现有的低区供暖管网介质直连向高区供暖。在适当地点（高层建筑地下室或设备间）增设一套由微机控制的增压机组和减压及流量控制装置，是以提高供水压力、降低回水压力以及控制系统流量为控制核心的全自动控制系统。
供暖系统运行时，高层直连供热机组在原有低区供暖管网的压力、运行参数、运行方式均保持不变的前提下，将低区管网的供水压力提高，供应给高区热用户。高区回水压力通过减压装置降至低区压力，高、低区回水的压力差及高区供水流量可根据现场实际情况人工调节设定。从而实现高层建筑的高区与低区并网直连供暖。
l 采用外网压力控制本系统增压泵的自动启停，与外网循环泵实现联动；
l运行方式有“手动／自动”两种工作方式，用户在操作面板上自行选择。人工设定完成后选择“自动”，系统将按设定的模式自动工作，无需人工再行干预。操作简单，设定方便。可实现全自动无人职守；
l 增压泵在微机、变频器的控制下全自动工作，保证恒压供水；
l减压装置采用了全通道流线型设术，流体阻力小、流量大，在传动方式上采用了水力操作，利用管道中的水压自动操作主阀瓣上下移运，控制阀门开度，调节下游压力，使下游压力始终维持在设定的压力值上。
l 高层直连供热机组在流量调节装置的控制下始终保证恒流量供水；
l高层直连供热机组设有气动隔断装置，当增压泵停止或停电时自动关断高区回水管网，从而达到将高、低区回水管网隔断的目的，以保证低区热用户的安全；
l 本系统设有自动泄水阀，可实现超压自动泄水功能，确保减压阀出口的压力始终恒定为设定值；
l当减压装置失效或其他原因使减压装置后的压力不正常时，本系统可实现自动关闭水泵，停止整个系统运行，保护系统中的其他设备；
l 本系统主要设备采用进口（丹佛斯）产品，其它设备均采用技术、质量优良的合资产品；
l 整个系统自动化程度高，功能齐全，运行可靠，操作简便。

的主要特点
１、直接利用低区管网供暖，不需另设热交换器隔绝压力。采用全自动智能控制，高、低区同一系统，同一参数，便于运行管理，利于管网的水力平衡，解决了高层建筑“上热下冷”垂直失调的难题,供热效果好。
２、可以克服由于外网压力不稳引起用户室内温度波动，设备供水压力可随意调节，消除了高低区供热不容易平衡的现象，提高了供热品质。
３、 外网压力发生较大改变时，不需对设备改动，只需将压力设定值进行调整。
４、 采用旋流除污集水器，不会影响外网热媒的压力及周边热用户的供热。
５、 采用微机变频的控制方式控制增压泵，精确调控流量与压力，节约电能，供暖系统平稳、可靠。
６、 不仅适用于各式分户计量系统，而且恰好满足了分户计量系统的“变流量”调节要求。
７、 采用进口减压装置，既减动压，又减静压，弹簧的调节范围细分化，可用于调节微小压力。
８、 采用进口气动隔断装置，安全可靠，确保低区热用户安全。
９、不设锅炉，不设热交换器，不设水箱，不用在供水干管加设备，简化供水系统的设备，同时避免了二次污染，降低工程造价，减少所占建筑面积，节资节能效益更为显著。
１０、 用于旧建筑物高、低区并网改造，改动量较小，方便快捷；用于新建筑物，便于统筹规划，节省工程投资。
１１、由于运行中系统不会进入空气，管道腐蚀小，使用寿命比开式系统高1-2倍，同时也解决了系统在停电或停止运行时所产生的水锤现象。
１２、 模块化设计、噪音低、体积小、重量轻、安装快捷。
１３、 自动化程度高，可实现无人职守。

高层直连供热机组的应用范围
１、 *式高层建筑的供暖系统。
２、 高层建筑的空调水系统。
３、 局部供暖热网连接到大型热网。
４、 热网区域内地势高差较大（尤其是山地建筑群）的供暖系统等。

闭式直连供暖系统装置的选择
本公司针对闭式直连供暖系统研制出成套设备，其中包括增压循环泵、压力控制装置、减压装置、流量调控装置、气动隔断装置、自动泄压装置、微机变频控制柜、仪表等，详见附图。
１、 增压循环泵流量的计算：
公式：V=0.86×K×Q／P（T1–T2）
式中：
V：增压循环泵流量 m3/h
K：附加系统，一般可取 K=1.10；
Q：高区供暖系统热负荷 W；
P：供水温度下水的密度 kg/ m3；
T1：供水温度 ℃；
T2：回水温度 ℃。
２、 增压循环泵的扬程计算：
公式：H = Hj + Hf – Hw +（3～5）
式中
H：增压循环泵扬程 mH2O；
Hj：泵出口至高层供水干管的高度 mH2O；
Hf：供暖系统阻力损失 mH2O；
Hw：泵入口处外网供水压力 mH2O；
（3～5）：为预留供水压力 mH2O。
我公司可根据用户的具体要求来设计系统参数，确定闭式直连供暖系统的具体型号与规格，以满足广大热用户的需要。

1 的工作流程及优势
①工作流程
直连机组的工作流程见图1。二级管网供水进入分水器后，一部分供水供给低区供热系统，另一部分供水经加压泵加压后，送至高区供热系统。高区回水经减压装置(由减压阀、球阀、蝶阀组成)减压后，压力降低，保证高区回水与低区回水压力*。减压装置并联设置，1用1备，提高了减压的可靠性。当供热系统突然停电时，为了防止高区静压向低区传递，造成低区散热器破坏，在高区回水管上设置常闭电磁阀。常闭电磁阀和加压泵出口止回阀共同作用，使高区与低区供热系统在断电后隔离，提高了供热系统运行的安全性。

②优势
实现了高、低区供热系统直接连接，不需为高区供热系统单独设置换热系统，加压前后供水温度不变，特别适合低温供热系统。设备简单，占地面积小，布置紧凑，安装方便。采用闭式循环，降低了高区供热系统管道及设备的腐蚀，也避免了开式系统的噪声、系统中不凝性气体较多等问题。
2 直连机组的设计选型[7]
④加压泵
加压泵扬程日的计算式为：

式中 H——加压泵扬程，m
h1——高层建筑高度，m
h2——直连机组的压头损失，m
h3——直连机组与高层建筑间供水管道的压头损失，m
h4——高区供热系统的压头损失，m
h5——富裕压头，m，取5 m
h6——加压泵入口的供水压头，m
②碱压阀
选用的减压阀出口压力在一定范围内可调。为了操作、调节和维修方便，减压阀应安装在水平管道上。减压阀根据其进出口压头差和质量流量进行选型，其质量流量与加压泵质量流量*。
减压阀进出口压头差Δh的计算式为：

式中 Δh——减压阀进出口压头差，m
h6——直连机组与高层建筑间回水管道的压头损失，m
hr——二级管网回水压头，m
③常闭电磁阀
常闭电磁阀选型应遵循安全性、可靠性、适用性、经济性原则。根据高区供热系统管径确定常闭电磁阀通径，根据供热介质运行参数选择常闭电磁阀的材质和耐温等级，根据供热系统压力选择常闭电磁阀结构。
3 应用实例住宅小区设计供、回水温度为80、60℃，既有建筑均为6层，采用铸铁散热器，承压能力为0.4MPa。新建1幢高层建筑，建筑高度为50m，采用散热器供暖，其中高区热负荷为704kW。原有热力站预留供热能力可满足高层建筑热负荷需求，热力站距高层建筑120m。若将高层供热系统与原系统直接连接，系统定压压力需提高到0.5MPa以上，易导致既有建筑散热器超压。若单独为高层建筑设置一套独立的供热系统(包括高区换热器、高区循环泵、高区补水定压装置)，则设备造价、占地面积均较大，且实际情况无法满足设备用地要求。研究结果是采用直连机组，将原有热力站预留分支与直连机组连接，实现低区与高区的直接连接。
实践证明，高低区供热系统均运行良好。整个供暖期，高层建筑室温均满足要求，直连机组运行稳定，供热效果良好，满足用户要求。当供热系统突然停电时，高低区供热系统可相互隔离。
4 结论
直连机组实现了高低区供热系统的直接连接，简化了高区供热系统，降低了设备造价，节约了占地，有效避免了氧腐蚀，实现了系统安全稳定运行。直连机组不仅适用于高层建筑供热系统，还适用于高差过大热网中的高区供热系统。