本技術(shù)專(zhuān)門(mén)解決高層建筑與低層建筑直連供暖問(wèn)題。高層建筑采暖系統采用本方法后,即可與任一低層建筑直連并網(wǎng)供暖,不再受高、低樓限制,從而大大節省工程投資和運行費。
一、技術(shù)現狀 低建筑群中,突然出現了一座高層建筑,通常的供暖方法是為高層建筑設一臺專(zhuān)用鍋爐(初投資大、運行費高),或設熱交換器與低區系統隔絕(有高溫水熱源才合理)。最為經(jīng)濟的方法是,利用原有低區的低溫水系統直連供暖。但問(wèn)題是,高、低層建筑直連后,運行時(shí),壓力低了高樓上不去水,壓力高了低樓散熱器超壓;當建筑更高時(shí),即使不運行,高樓的水靜壓就足以壓破低樓系統的散熱器。 為了解決這一問(wèn)題,近幾年也曾有人試圖用減壓閥方法的,但都因減壓閥減得了動(dòng)壓減不了靜壓而失敗。這是因為,只有水在流動(dòng)時(shí)減壓閥才能通過(guò)改變流通截面減壓,當靜止不動(dòng)時(shí),水靜壓就將低區散熱器壓破了。最近,有的廠(chǎng)商號稱(chēng)他們的減壓閥既減得了動(dòng)壓也能減靜壓了。其實(shí),也是是“減”靜壓,而是“關(guān)斷”靜壓,還是采用機械彈簧類(lèi)判斷方式,并未跳出依靠判斷閥門(mén)進(jìn)行隔斷的老路。 實(shí)踐證明,機械類(lèi)關(guān)斷也好,電磁閥類(lèi)關(guān)斷也好,都有關(guān)閉延遲和重復動(dòng)作的高可靠性問(wèn)題。例如:朝陽(yáng)某郵政大廈,1998年采用上海某閥門(mén)公司的新式減壓閥直連供暖,結果,原低區住宅散熱器爆裂不斷,損失慘重。最后被迫拆除,改用了本技術(shù)。
二、核心內容 結實(shí)上可見(jiàn),技術(shù)的焦點(diǎn)就在于“減壓”。村技術(shù)的總體思路就是避開(kāi)上述“減壓”習慣思維方式,獨壁蹊徑,借鑒膜流運動(dòng)理論,采用類(lèi)似于流體非滿(mǎn)管的減壓方式。具體地說(shuō)(如圖1),就是設計一個(gè)“斷流器”,利用散熱后的熱媒高壓流體余壓,造成水流高速旋轉,人為促進(jìn)膜流生成,從而達到減壓目的。為了消除氣體進(jìn)入系統,根據能量方程式,利用下落的高位流體勢能,再設計一個(gè)“阻旋器”,用于阻止水流旋轉并分離空器,使無(wú)壓流的膜流狀液體再有組織的“復原”到有壓流狀態(tài)。這樣,通過(guò)有壓流→無(wú)壓流→有壓流,這樣一個(gè)逆變過(guò)程,就使得高壓流體平衡地“過(guò)渡”到了低壓流體。據此原理,便可實(shí)現高樓與低樓直連供暖了。
圖1 1 斷流器;2阻旋器; 3連通管;4低區回水管
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圖2 1 斷流器; 2 阻旋器; 3 連通管; 4 高區回水管; 5 高區回水管; 6 低區回水管; 7 低區散熱器; 8 高區散熱器; 9 低區供水管; 10 加壓泵及控制機組; 11 排氣閥; 12 熱網(wǎng)回水管; 13 熱網(wǎng)供水管
| 具體的技術(shù)方案時(shí)(如圖2):原有低區供暖熱網(wǎng)定壓大小不變。運行參數不變、運行方式等全維持不變的情況下,僅在高樓引入口增設一個(gè)微型增壓泵(并在泵出口設止回閥),將低區網(wǎng)的供水加壓,送至高層以建筑的散熱器放熱后,高壓加水則進(jìn)入斷流器,促進(jìn)其膜流形成,進(jìn)行斷流減壓。然后,再進(jìn)入阻旋器進(jìn)行阻旋“復原”并分離空氣。此時(shí),就可以安全返回低區回水管網(wǎng)中去了。 系統運行時(shí),高層建筑與低區網(wǎng)直接的回水管上有斷流器和阻旋器“減壓”,以保證運行時(shí)高層建筑與低區網(wǎng)隔絕;運行停止時(shí),由于原低區網(wǎng)定壓大小不變,系統水位一直維持在低區網(wǎng)水靜壓線(xiàn)上。所以,在系統停止運行的同時(shí),回水管上的斷流器至阻旋器(低區靜壓線(xiàn)以上)這段管道內的水流必然隨之斷開(kāi)。而高、低區直連的供水管,在靜止狀態(tài)時(shí),供水管上有加壓泵前的止回閥,以保證供水管的水不能經(jīng)泵倒流回低區(隔絕)。這樣,無(wú)論系統運行時(shí),還是靜止時(shí),均保證了高、低樓(區)系統的徹底隔絕。 多次試驗和大量實(shí)際工程運行證明,上述減壓方式安全、有效,運行平衡、可靠。加之配備微機變頻調控加壓泵,視網(wǎng)上壓力變化情形自動(dòng)調節流量、壓力,并輔之于壓力監視、超壓告警、水泵自啟動(dòng)、自關(guān)斷、緩關(guān)閉等功能,這樣,一個(gè)完備的高、低樓(區)直接連供暖系統就形成了。 前已述及,試圖用電磁閥或帶有自關(guān)斷功能的減壓閥類(lèi)進(jìn)行減壓的方法,據目前整體技術(shù)發(fā)展水平看,僅依靠改變材料及材質(zhì)的辦法來(lái)尋求突破已相當艱難。而本技術(shù)為“減壓”設計的斷流器和阻旋器,均未采用彈簧或電動(dòng)灰的部件去實(shí)現“變截面”或“關(guān)斷”,而是獨辟蹊徑,打破習慣思維方式,改變傳統研究方向,順應水流流態(tài)規律設些固定導板類(lèi)就可以了。從而大大簡(jiǎn)化了傳統、不穩定且可靠性差的復雜減壓方式。根據部件的原理結構,可以想象:本技術(shù)可靠的關(guān)壓方法及部件的使用壽命,是勿庸置疑的。
三、技術(shù)創(chuàng )新點(diǎn) 1.首次將“膜流運動(dòng)”理論應用于供暖領(lǐng)域,從理論上論證了回水總立管與室內采暖系統管道可取同一型號管徑,不必加大; 2.揭示了有壓流進(jìn)(射)入無(wú)壓流界面時(shí)產(chǎn)生氣泡的機理,發(fā)現了大量氣體進(jìn)入系統的成因,并提出了解決辦法; 3.以上技術(shù)的進(jìn)步,使得傳統采暖系統設計簡(jiǎn)化、安裝方便,工程造價(jià)大大降低。也正因為如此,才使得舊有高、低層建筑直連并網(wǎng)改造成為可能。 本成果經(jīng)國家一級查新機構聯(lián)機檢索證明:“未見(jiàn)有同類(lèi)文獻報道”,填補了供暖領(lǐng)域一項空白。獲國家發(fā)明專(zhuān)利1項,國家實(shí)用新型專(zhuān)利2項。
四、應用推廣及效益 本成果的4篇論文先后在《暖通空調》等雜志公開(kāi)發(fā)表以來(lái),相繼收到讀者大量來(lái)函、來(lái)電,專(zhuān)程參觀(guān)、考察者絡(luò )繹不絕。并很快就在沈陽(yáng)、撫順、朝陽(yáng)、錦洲、本溪、遼陽(yáng)、哈爾濱、呼和浩特、天津、長(cháng)春、大連、青島、北京、蘭州、西安、齊齊哈爾、雞西、加格達奇等地百余座高層建筑中采用。建筑最高層婁為28層,運行時(shí)間最長(cháng)的已達5個(gè)采暖期。 本成果的論文被美國(Ei page One)數據庫和國際建筑文獻數據庫(ICONDA)收錄,并被編者按入遼寧省《建筑標準設計圖集》。新版《供熱工程》教材也將其收入,F已成為許多建筑設計院進(jìn)行高層建筑供暖設計的首選方案。 目前,這項發(fā)明已造就了一個(gè)擁有自主知識產(chǎn)權的高新技術(shù)企業(yè)--沈陽(yáng)直連高層以供暖技術(shù)有限公司。 據測試(翔去賓館):高層建筑采用本技術(shù)并網(wǎng)后,年節資(煤礦、電費)折合人民幣10萬(wàn)余。照此推算,每座高層建筑年節資10萬(wàn)元計,100座,年節資就是千萬(wàn);1000座,年節資歷就上億萬(wàn)! 節能的意義遠不此于省錢(qián)。少用電、少燒煤,不僅節約了人類(lèi)保貴的、不可再生能源。而且,能從根本上減輕大氣污染?梢(jiàn),其經(jīng)濟效益與社會(huì )效益相當可觀(guān)、難以估量。 本技術(shù)問(wèn)世以來(lái),曾得到暖通辦朋友熱心支持與幫助,在此,表示衷心感謝。
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