清華大學(xué)建筑節(jié)能研究中心  易禹豪  謝曉云  江億

       【摘  要】對于較大面積的高層建筑群，目前的供熱系統(tǒng)主要采用豎向分區(qū)的方式，以防止系統(tǒng)水力失調(diào)，同時(shí)解決了不同分區(qū)的承壓問題。分區(qū)系統(tǒng)在熱力站的熱交換設(shè)備是板式換熱器，不同分區(qū)單獨(dú)設(shè)計(jì)具體的參數(shù)。本文提出了一種實(shí)現(xiàn)高低分區(qū)的吸收式換熱器，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有分區(qū)系統(tǒng)供熱設(shè)備的功能，滿足各分區(qū)的獨(dú)立供熱，還能夠?qū)⒁淮尉W(wǎng)的回水溫度降低至低于二次網(wǎng)進(jìn)水溫度15K以上的水平。低溫的一次網(wǎng)回水有利于熱源處的余熱回收以及系統(tǒng)供熱規(guī)模的提高，有助于區(qū)域供熱的發(fā)展。本文設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)具體的流程，并通過模擬計(jì)算分析了系統(tǒng)的熱負(fù)荷適應(yīng)性與部分負(fù)荷的調(diào)節(jié)能力。

       【關(guān)鍵詞】吸收式換熱 區(qū)域供暖 分區(qū)系統(tǒng) 運(yùn)行模擬

1 引言

       隨著我國的發(fā)展，城市中出現(xiàn)了越來越多的高層建筑群。針對此類建筑進(jìn)行供熱時(shí)，由于其具有多層數(shù)和高熱量需求的特點(diǎn)，采用單套常規(guī)的供熱系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)超壓和垂直水力失調(diào)等問題^[1]。目前，主要有三種方式來應(yīng)對此問題，對應(yīng)三種不同的供暖系統(tǒng)：直連式供暖系統(tǒng)，間聯(lián)式供暖系統(tǒng)和分區(qū)供暖系統(tǒng)。直連式系統(tǒng)的特點(diǎn)是，所有熱用戶都在同一套二次管網(wǎng)中，通過在輸配系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)奈恢锰砑娱y門，泵和管道等部件來解決上述問題^[2]。直連式系統(tǒng)的自適應(yīng)能力較差，對后期運(yùn)維人員的要求極高。間聯(lián)式系統(tǒng)一般根據(jù)高度將熱用戶分成多個(gè)區(qū)，在熱力站采用一套換熱器提供高低區(qū)的所有熱量，低區(qū)與高區(qū)之間通過板式換熱器滿足熱量交換，同時(shí)實(shí)現(xiàn)隔壓^[3]。然而，間聯(lián)式系統(tǒng)的不同區(qū)域不互相獨(dú)立，當(dāng)?shù)蛥^(qū)出現(xiàn)問題時(shí)，高區(qū)的供熱也會(huì)出現(xiàn)問題。分區(qū)供暖系統(tǒng)對于末端的處理方式與間聯(lián)式系統(tǒng)一致，根據(jù)高度將熱用戶分成多個(gè)區(qū)。但分區(qū)式系統(tǒng)對于不同的區(qū)，采用單獨(dú)的成套系統(tǒng)進(jìn)行采暖供熱^[4]。該系統(tǒng)不僅能解決超壓和水利失調(diào)的問題，還能實(shí)現(xiàn)不同供熱區(qū)域的獨(dú)立性，使它們不受其他區(qū)域供熱的影響，在高層建筑群的實(shí)際供熱中得到了廣泛的應(yīng)用。

       目前的分區(qū)供暖系統(tǒng)，在熱力站內(nèi)實(shí)現(xiàn)一二次網(wǎng)水熱交換的設(shè)備是板式換熱器。各分區(qū)分別配置單獨(dú)的板換，按照對應(yīng)的熱負(fù)荷設(shè)計(jì)面積等相關(guān)參數(shù)。然而，采用板式換熱器作為熱交換設(shè)備，一次網(wǎng)水與二次網(wǎng)水逆流換熱，一次網(wǎng)水的出水溫度必然高于二次網(wǎng)水的進(jìn)水溫度，導(dǎo)致一次網(wǎng)供回水溫差較小，限制了整個(gè)區(qū)域供熱系統(tǒng)的供熱規(guī)模。而在2008年，由付林等提出了在熱力站使用的第一類吸收式換熱器^[5]，可有效降低一次網(wǎng)出水溫度至低于二次網(wǎng)進(jìn)水溫度15K以上的水平，有利于余熱回收和供熱規(guī)模的提高。與傳統(tǒng)板換相比，在一次網(wǎng)流量不變的條件下，采用吸收式換熱器的系統(tǒng)的供熱量提高了1.3倍，具有明顯的效益，目前該系統(tǒng)已在太原，赤峰等地區(qū)得到廣泛應(yīng)用^[6-7]。

       據(jù)此，本文提出了一種實(shí)現(xiàn)高低分區(qū)的吸收式換熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)既保留的吸收式換熱器的特點(diǎn)，降低一次網(wǎng)出水溫度，同時(shí)也能滿足分區(qū)獨(dú)立供熱的需求。不同加熱區(qū)域的二次網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立，從而保證其互不影響。文章對該系統(tǒng)在實(shí)際工況下的運(yùn)行性能進(jìn)行了模擬計(jì)算。此外，對該系統(tǒng)的熱負(fù)荷適應(yīng)性和部分負(fù)荷下的調(diào)節(jié)能力進(jìn)行了模擬計(jì)算與分析。相關(guān)結(jié)果驗(yàn)證了分區(qū)的吸收式換熱系統(tǒng)的可行性。

2 系統(tǒng)流程

       圖1展示了給兩個(gè)分區(qū)供熱的分區(qū)吸收式換熱系統(tǒng)的流程。圖中紅色曲線代表一次網(wǎng)，深藍(lán)和淺藍(lán)色分別代表兩個(gè)不同分區(qū)的二次網(wǎng)。整體來看，該系統(tǒng)相當(dāng)于雙級吸收式換熱器的流程^[6]，含有兩套不同壓力的吸收式熱泵和兩套板式換熱器。圖中的C,G,E,A分別代表冷凝器，發(fā)生器，蒸發(fā)器和吸收器，后續(xù)的1或2代表吸收式熱泵的不同級。

圖1 兩個(gè)分區(qū)的吸收式換熱系統(tǒng)流程

       高溫的一次網(wǎng)供水首先進(jìn)入第一級熱泵的高壓發(fā)生器，換熱后進(jìn)入第二級熱泵的低壓發(fā)生器，之后分成兩股，分別流入對應(yīng)兩個(gè)不同分區(qū)的板換進(jìn)行換熱，換熱結(jié)束后匯合，依次進(jìn)入高壓蒸發(fā)器和低壓蒸發(fā)器，最終冷卻到一次網(wǎng)回水溫度。對于二次網(wǎng)，其流經(jīng)冷凝器，吸收器和板換實(shí)現(xiàn)加熱。兩個(gè)分區(qū)的二次網(wǎng)經(jīng)過的換熱器類型是相同的，區(qū)別在于對應(yīng)級數(shù)的不同。以分區(qū)1為例，二次網(wǎng)回水分成兩股，一股進(jìn)入第一級熱泵的吸收器和冷凝器，另一股進(jìn)入分區(qū)1板換后完成換熱，之后兩股流體混合，向分區(qū)1的用戶提供熱量。

       該流程延續(xù)的吸收式換熱器的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了流量不匹配的一二次網(wǎng)水的熱交換過程，將一次網(wǎng)回水溫度降低至低于二次網(wǎng)回水溫度的水平。對于二次管網(wǎng)，不同分區(qū)的換熱過程是對稱的，采用了完全相同的換熱器類型和流動(dòng)過程， 唯一的區(qū)別在于進(jìn)入了吸收式熱泵的不同級。此外，兩個(gè)分區(qū)之間的換熱是相互獨(dú)立的，可以有效實(shí)現(xiàn)目前的分區(qū)系統(tǒng)的功能。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可根據(jù)不同分區(qū)的熱負(fù)荷，分別確定系統(tǒng)內(nèi)各換熱器的相關(guān)參數(shù)。此外，為了提高系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，在各分區(qū)的二次網(wǎng)總供回水間添加了旁通閥，通過調(diào)節(jié)其開度來更好的適應(yīng)具體的運(yùn)行工況。

3 參數(shù)設(shè)計(jì)與模型建立

       參考一個(gè)實(shí)際分區(qū)系統(tǒng)的熱負(fù)荷需求，對分區(qū)吸收式換熱系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)分為高低兩個(gè)區(qū)域，各區(qū)域的設(shè)計(jì)熱負(fù)荷均為960kW。系統(tǒng)的一次網(wǎng)進(jìn)水溫度為110℃，兩個(gè)分區(qū)的二次網(wǎng)進(jìn)水溫度均為45℃。參考雙級吸收式換熱系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)指導(dǎo)^[8]，對該系統(tǒng)的一二次網(wǎng)流量，溶液流量與各換熱器的傳熱能力進(jìn)行了設(shè)計(jì)，具體數(shù)值如表1所示。在設(shè)計(jì)工況下，二次網(wǎng)供回水旁通閥不開啟。

表1 針對實(shí)際工況設(shè)計(jì)的分區(qū)吸收式換熱系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)

       完成了系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)的設(shè)計(jì)后，能夠建立分區(qū)吸收式換熱系統(tǒng)的仿真模型。其中，發(fā)生器和吸收器內(nèi)的傳熱傳質(zhì)過程采用一維三股流傳熱模型^[9]，蒸發(fā)器，冷凝器和板式換熱器采用逆流對數(shù)平均溫差模型。模型具體的假設(shè)和計(jì)算方程在已發(fā)表的研究中已有介紹^[6]，此處不再贅述。仿真模型采用EES（Engineering Equation Solver）進(jìn)行求解計(jì)算^[10]。

       此外，本文認(rèn)為二次網(wǎng)的供回水溫度會(huì)隨著用戶的負(fù)荷改變而改變，故將模型的邊界條件從固定二次網(wǎng)回水溫度變化為固定用戶側(cè)的溫度。設(shè)定用戶室內(nèi)的溫度為20℃不變，則用戶側(cè)獲得的熱量可用如下公式計(jì)算：

          （1）

       其中，KAen是該分區(qū)末端用戶的換熱器總等效傳熱能力，t_sec,out和t_sec,in分別表示該分區(qū)二次網(wǎng)的供回水溫度，t_user是末端用戶溫度，為20℃。此外，用戶獲得的熱量還可用二次網(wǎng)水流量計(jì)算：

       Q=c_p,wm_sec(t_sec,out-t_sec,in)  （2）

       其中，c_p,w是水的比熱，m_sec是該分區(qū)的二次網(wǎng)流量。

       在設(shè)計(jì)工況下，二次網(wǎng)回水溫度為45℃，且各分區(qū)的供熱量已知，可以計(jì)算出末端用戶的換熱器總等效傳熱能力。分區(qū)1與分區(qū)2的KA_en分別為32.47與32.55kW·K-1。在模擬計(jì)算中，認(rèn)為該參數(shù)是已知的，據(jù)此可計(jì)算出實(shí)際的二次網(wǎng)溫度參數(shù)。

4 模擬結(jié)果分析

       4.1 設(shè)計(jì)工況下的運(yùn)行性能

       圖2展示了設(shè)計(jì)工況下各換熱器前后溫度參數(shù)的模擬結(jié)果。其中，分區(qū)1與分區(qū)2的二次網(wǎng)出水溫度均為54.6℃，供熱量分別為959kW與962kW，能夠滿足各分區(qū)用戶的熱需求。系統(tǒng)的一次網(wǎng)出水溫度為27.6℃，相比二次網(wǎng)回水溫度低了17.4K。此外，兩個(gè)分區(qū)二次網(wǎng)經(jīng)過各換熱器換熱后的溫度幾乎一致，驗(yàn)證的該系統(tǒng)換熱的對稱性。

圖2 設(shè)計(jì)工況下各換熱器前后溫度的模擬結(jié)果

       采用溫度效率來描述吸收式換熱系統(tǒng)的運(yùn)行性能^[11]。溫度效率ε的計(jì)算公式如下：

          （3）

       其中，t_pri,in，t_pri,out和t_sec,in分別表示一次網(wǎng)水的進(jìn)出口溫度和二次網(wǎng)的回水溫度。溫度效率是參考板式換熱器的換熱效率提出的，板換的ε一定小于1，但吸收式換熱器的ε大于1，ε越大，可認(rèn)為系統(tǒng)的性能越高。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)工況下的溫度效率為1.268，與多段系統(tǒng)的測試結(jié)果^[7]一致，高于常規(guī)吸收式換熱器的溫度效率^[12]。即，該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)工況下能夠高效穩(wěn)定運(yùn)行。

       4.2 負(fù)荷適應(yīng)性

       在實(shí)際系統(tǒng)中，往往會(huì)出現(xiàn)如下情況，即用戶的實(shí)際熱需求低于設(shè)計(jì)負(fù)荷。對于一般的供熱系統(tǒng)，通過調(diào)節(jié)相應(yīng)的一二次網(wǎng)流量就可以適應(yīng)這樣的負(fù)荷變化，但對于分區(qū)系統(tǒng)，可能出現(xiàn)其中一個(gè)分區(qū)的實(shí)際熱需求與設(shè)計(jì)負(fù)荷相同，而另一個(gè)分區(qū)的實(shí)際熱需求低于設(shè)計(jì)負(fù)荷。此時(shí)，一般的分區(qū)系統(tǒng)，調(diào)整各分區(qū)對應(yīng)的一二次網(wǎng)流量即可滿足要求，但對于分區(qū)的吸收式換熱系統(tǒng)，不同分區(qū)共用相同的一次網(wǎng)。為了避免改變流量在不同分區(qū)間的分配，從而仍然使不同分區(qū)獨(dú)立供熱，需要分析是否能夠通過調(diào)節(jié)總的一次網(wǎng)流量和各分區(qū)的二次網(wǎng)供回水旁通比例，從而實(shí)現(xiàn)其中一個(gè)分區(qū)的供熱量不變，而另一分區(qū)的供熱量降低。

       分別模擬該系統(tǒng)降低分區(qū)1和分區(qū)2實(shí)際供熱量，同時(shí)另一分區(qū)供熱量不變下的調(diào)節(jié)比例與系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)，其中，負(fù)荷下降分區(qū)的末端用戶傳熱能力等比例降低。圖3展示了模擬分區(qū)1的實(shí)際負(fù)荷下降，分區(qū)2負(fù)荷不變的結(jié)果。其中，圖3(a)是一次網(wǎng)總流量與二次網(wǎng)旁通流量的調(diào)節(jié)比例，圖3(b)是在對應(yīng)負(fù)荷下該分區(qū)的二次網(wǎng)供回水溫度以及系統(tǒng)整體的一次網(wǎng)出水溫度。圖中的橫坐標(biāo)是在分區(qū)2供熱量不變下，分區(qū)1供熱量與設(shè)計(jì)負(fù)荷的比值。根據(jù)模擬結(jié)果，該系統(tǒng)能夠滿足在分區(qū)2供熱量不變，而分區(qū)1供熱量降低至設(shè)計(jì)負(fù)荷任意百分比下的正常運(yùn)行。

 
(a)調(diào)節(jié)方式                                (b)溫度參數(shù)
圖3 分區(qū)1實(shí)際負(fù)荷下降，分區(qū)2不變的模擬結(jié)果

       根據(jù)圖3(a)，當(dāng)分區(qū)1的實(shí)際負(fù)荷降低，分區(qū)2的實(shí)際負(fù)荷不變時(shí)，需要降低一次網(wǎng)總流量，同時(shí)增加分區(qū)1二次網(wǎng)供回水的旁通流量。其中，一次網(wǎng)總流量的降低率隨實(shí)際負(fù)荷降低呈近似線性關(guān)系，而對于二次網(wǎng)供回水旁通量，在實(shí)際負(fù)荷較高時(shí)其增長率較大，在實(shí)際負(fù)荷較低時(shí)增長率較小。在圖3(b)中，灰色曲線是系統(tǒng)的一次網(wǎng)出水溫度，對應(yīng)右側(cè)縱坐標(biāo)數(shù)值，其他曲線均為分區(qū)1的二次網(wǎng)水溫度，對應(yīng)左側(cè)縱坐標(biāo)數(shù)值。隨著分區(qū)1實(shí)際供熱量的降低，用戶的二次網(wǎng)回水溫度和非旁通流經(jīng)系統(tǒng)的出水溫度上升，但由于系統(tǒng)旁通流量的增加，導(dǎo)致最終混水后的二次網(wǎng)供水溫度下降。整體來看，二次網(wǎng)供回水的溫度變化呈近似線性。對于一次網(wǎng)，出水溫度隨分區(qū)1的供熱負(fù)荷降低而呈近似線性上升，系統(tǒng)的溫度效率下降，運(yùn)行性能降低。在分區(qū)1負(fù)荷降低至設(shè)計(jì)負(fù)荷的25%時(shí)，一次網(wǎng)出水溫度上升至40℃，溫度效率降低至1.077，但仍高于傳統(tǒng)板換系統(tǒng)的溫度效率。

       為了進(jìn)一步驗(yàn)證該系統(tǒng)是否在負(fù)荷適應(yīng)性上也具有對稱性，對分區(qū)2實(shí)際負(fù)荷下降，分區(qū)1負(fù)荷不變的工況也進(jìn)行了模擬，結(jié)果如圖4所示。對比圖3與圖4的結(jié)果，能夠發(fā)現(xiàn)，對應(yīng)曲線的變化趨勢是幾乎相同的，因此，圖4能夠得到與圖3完全相同的結(jié)論，同時(shí)進(jìn)一步驗(yàn)證的系統(tǒng)良好的供熱對稱性。

 (a)調(diào)節(jié)方式                  (b)溫度參數(shù)
圖4 分區(qū)2實(shí)際負(fù)荷下降，分區(qū)1不變的模擬結(jié)果

       4.3 部分負(fù)荷的調(diào)節(jié)性能

       當(dāng)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)工況下能夠正常運(yùn)行后，還要求系統(tǒng)在部分負(fù)荷下具有一定的調(diào)節(jié)能力。對于采用板換的分區(qū)系統(tǒng)，在部分負(fù)荷時(shí)，各分區(qū)的供熱量按照相同的比例下降。此時(shí)，由于系統(tǒng)供熱的獨(dú)立性，只需降低對應(yīng)板換一次網(wǎng)流量，即可滿足各自的供熱需求。而對于分區(qū)吸收式換熱系統(tǒng)，兩分區(qū)共用一次網(wǎng)，需要研究該系統(tǒng)在部分負(fù)荷下的流量調(diào)節(jié)方式。首先是兩分區(qū)實(shí)際負(fù)荷均為設(shè)計(jì)負(fù)荷的工況，圖5展示了僅降低一次網(wǎng)總流量時(shí)，各分區(qū)的實(shí)際供熱負(fù)荷率變化情況。可以看到，當(dāng)一次網(wǎng)流量從設(shè)計(jì)流量的100%降低至40%的過程中，分區(qū)1與分區(qū)2的實(shí)際負(fù)荷率變化幾乎一致。可以認(rèn)為，僅通過調(diào)節(jié)一次網(wǎng)總流量，便能夠?qū)崿F(xiàn)各分區(qū)的負(fù)荷按照相同的比例下降。即，在各分區(qū)的實(shí)際負(fù)荷等于設(shè)計(jì)負(fù)荷的條件下，片式吸收式換熱系統(tǒng)的部分負(fù)荷自調(diào)節(jié)性能良好，無需采用二次網(wǎng)旁通閥輔助調(diào)節(jié)即可實(shí)現(xiàn)各分區(qū)相同的部分負(fù)荷率。

圖5 各分區(qū)供熱負(fù)荷率隨一次網(wǎng)流量的變化趨勢

       此外，還可能出現(xiàn)在4.2節(jié)提到的情形下的部分負(fù)荷情況。即，在實(shí)際的滿負(fù)荷供熱時(shí)，其中一個(gè)分區(qū)的負(fù)荷等于設(shè)計(jì)負(fù)荷，但另一個(gè)分區(qū)的負(fù)荷低于設(shè)計(jì)負(fù)荷。在4.2節(jié)中，通過調(diào)節(jié)一次網(wǎng)總流量和該分區(qū)的二次網(wǎng)供回水旁通流量，能夠?qū)崿F(xiàn)該工況下的正常供熱。但到了該情形的部分負(fù)荷時(shí)，需要模擬分析如何通過調(diào)節(jié)一次網(wǎng)流量和二次網(wǎng)對應(yīng)分區(qū)的旁通流量，實(shí)現(xiàn)不同分區(qū)的熱負(fù)荷率按照相同的比例下降。

       圖6展示了當(dāng)系統(tǒng)其中一個(gè)分區(qū)的實(shí)際負(fù)荷降低至設(shè)計(jì)負(fù)荷的80%，另一分區(qū)負(fù)荷不變時(shí)，在不同的部分負(fù)荷率下對應(yīng)調(diào)節(jié)一次網(wǎng)流量與對應(yīng)分區(qū)二次網(wǎng)旁通流量的比例。根據(jù)模擬結(jié)果，該調(diào)節(jié)方式能夠使各分區(qū)的負(fù)荷率按照相同的比例下降。圖6(a), (b)分別是分區(qū)1實(shí)際負(fù)荷降低與分區(qū)2實(shí)際負(fù)荷降低的模擬結(jié)果。其中，藍(lán)色曲線代表的是一次網(wǎng)實(shí)際流量與在其中一分區(qū)負(fù)荷率為80%，另一分區(qū)負(fù)荷不變下，調(diào)節(jié)后的一次網(wǎng)流量之間的比值，即分母的一次網(wǎng)流量是按照4.2節(jié)的曲線調(diào)節(jié)后的一次網(wǎng)流量。橙色曲線為對應(yīng)分區(qū)的二次網(wǎng)非旁通流量的比例，等于實(shí)際的非旁通流量/該分區(qū)二次網(wǎng)總流量，與圖3，圖4中的對應(yīng)曲線有相同的意義。

(a)分區(qū)1實(shí)際負(fù)荷為設(shè)計(jì)值的80%    (b)分區(qū)2實(shí)際負(fù)荷為設(shè)計(jì)值的80%
圖6 實(shí)際負(fù)荷低于設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)，部分負(fù)荷下系統(tǒng)的調(diào)節(jié)方式

       在該條件下，若分區(qū)1的實(shí)際負(fù)荷小于設(shè)計(jì)值，則當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行至部分負(fù)荷工況時(shí)，通過降低一次網(wǎng)流量，同時(shí)降低分區(qū)1的二次網(wǎng)非旁通流量，能夠使得兩分區(qū)供熱量按照相同的比例下降。其中，一次網(wǎng)近似線性降低，且降低速率較大，而分區(qū)1二次網(wǎng)非旁通流量的改變較小，且相比于高部分負(fù)荷率，該流量在低部分負(fù)荷率時(shí)降低速率變小。若分區(qū)2的實(shí)際負(fù)荷小于設(shè)計(jì)值，根據(jù)圖6(b)的結(jié)果，一次網(wǎng)的變化趨勢與圖6(a)幾乎一致，但二次網(wǎng)非旁通流量的變化趨勢與圖6(a)有所區(qū)別。此時(shí)當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行至部分負(fù)荷工況時(shí)，分區(qū)2的二次網(wǎng)非旁通流量隨負(fù)荷率的降低先降低后緩慢上升。此時(shí)，由于分區(qū)吸收式換熱系統(tǒng)一次網(wǎng)由兩分區(qū)共用，導(dǎo)致了較小的差異出現(xiàn)。但整體來看，通過調(diào)節(jié)一次網(wǎng)流量和對應(yīng)分區(qū)二次網(wǎng)旁通流量，實(shí)現(xiàn)部分負(fù)荷時(shí)各分區(qū)供熱量的等比例下降，且兩工況下一次網(wǎng)的調(diào)節(jié)曲線相同，系統(tǒng)具有較好的部分負(fù)荷調(diào)節(jié)性能。

5 結(jié)語

       針對大面積高層建筑群供熱現(xiàn)狀，本文提出了分區(qū)的吸收式換熱系統(tǒng)流程。該系統(tǒng)既能滿足現(xiàn)有分區(qū)系統(tǒng)的功能，使各分區(qū)供熱相互獨(dú)立，又能實(shí)現(xiàn)吸收式換熱器降低一次網(wǎng)出水溫度的功能。該系統(tǒng)基于雙級吸收式換熱器，將各分區(qū)用戶的二次網(wǎng)設(shè)計(jì)成對稱的換熱模式。建立了該系統(tǒng)的仿真模型并對其進(jìn)行了計(jì)算分析。在設(shè)計(jì)工況下，各分區(qū)的供熱量均為960kW，系統(tǒng)的一次網(wǎng)出水溫度為27.6℃，溫度效率可達(dá)1.268。系統(tǒng)的運(yùn)行高效且穩(wěn)定。在此基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的負(fù)荷適應(yīng)性與部分負(fù)荷調(diào)節(jié)能力進(jìn)行了模擬分析。當(dāng)其中一個(gè)分區(qū)負(fù)荷低于設(shè)計(jì)負(fù)荷，另一分區(qū)不變時(shí)，通過調(diào)節(jié)一次網(wǎng)總流量與對應(yīng)分區(qū)的二次網(wǎng)供回水旁通流量，能夠滿足供熱需求，系統(tǒng)的溫度效率仍高于對應(yīng)的板換系統(tǒng)。此外，系統(tǒng)還具有較好的部分負(fù)荷調(diào)節(jié)性能。該系統(tǒng)的流程提出與分析結(jié)果能夠指導(dǎo)應(yīng)用于實(shí)際工程的相關(guān)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，有助于區(qū)域供熱的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

       [1] GB 50019-2003, 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].；
       [2] 盛曉文.高層建筑熱水采暖系統(tǒng)及其連接方式[J].應(yīng)用能源技術(shù),1998(04):5-8.
       [3] 李建中.高層建筑分層式熱水采暖系統(tǒng)分析[J].建材與裝飾,2019(08):216-217.
       [4] 肖先秀. 高層供熱系統(tǒng)垂直失調(diào)分析與優(yōu)化[C].2019供熱工程建設(shè)與高效運(yùn)行研討會(huì)論文集(上),2019:682-685.
       [5] 付林,江億,張世鋼.基于Co-ah循環(huán)的熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱方法[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008(09):1377-1380+1412.
       [6] Yi Yuhao, Xie Xiaoyun, Jiang Yi. A Two-stage Vertical Absorption Heat Exchanger for District Heating System. International Journal of Refrigeration. 2020;114:19-31.
       [7] Zhu Chaoyi, Xie Xiaoyun, Jiang Yi. A multi-section vertical absorption heat exchanger for district heating systems. International Journal of Refrigeration. 2016;71:69-84.
       [8]才華,謝曉云,江億.多級大溫差吸收式換熱器的設(shè)計(jì)方法研究與末寒季性能實(shí)測[J].區(qū)域供熱,2019(01):1-7+25.
       [9] Hu Tianle, Li Jingyuan, Xie Xiaoyun, et al. Match property analysis of falling film absorption process. International Journal of Refrigeration. 2019;98:194-201.
       [10] Klein SA. Engineering Equation Solver. 2010 Software available at http://www. fchartsoftware.com/ees/.
       [11] Xie Xiaoyun, Jiang Yi. Absorption heat exchangers for long-distance heat transportation. Energy. 2017;141:2242-50.
       [12] Sun Jian, Ge Zhihua, Fu Lin. Investigation on operation strategy of absorption heat exchanger for district heating system. Energy and Buildings. 2017;156:51-7.

       備注：本文收錄于《建筑環(huán)境與能源》2020年10月刊總第37期（第22屆全國暖通空調(diào)制冷學(xué)術(shù)年會(huì)文集）。版權(quán)歸論文作者所有，任何形式轉(zhuǎn)載請聯(lián)系作者。