【正文】 力系數(shù)可由下式計算； kd? ??? ???? (26) 式中 k — 管壁的 當量絕對粗糙度， m，對熱水網(wǎng)路，取 ㎜ 。 22yPR ld? ????? (24) R — 管段的比 摩阻 ， Pa/m； l — 管段長度， m； ? — 管段的摩擦阻力 系數(shù)； d — 管子內徑， m； ? — 熱媒的密度， ㎏ /㎡ ； ? — 熱媒在館內的流速 ， m/s。 熱水供熱系統(tǒng)中管段的 能量損失是這兩部分能量損失之和，可用 下式表示： yjP P P? ?? ?? (23) P? — 計算管段的總阻力損失， Pa； yP? — 計算管段的沿 程阻力損失， Pa； jP? — 計算管段 的 局部 阻力 損失 ， Pa； 沿程損失 在 熱網(wǎng)水力計算中，常用比摩阻來計算 沿程損失。 供熱系統(tǒng)的基本水力計算 當流體 沿管道流動時，由于流體分子 間及其與管壁的摩擦作用，就要損失能量，這部分損失的能量稱為 沿程 損失。 在總結 我國許多單位進行建筑物 供暖熱負荷的理論計算和實測數(shù)據(jù) 工作的基礎上，我國《城市熱力 網(wǎng)設計規(guī)范 》給出的供暖面積熱指標推存值 。 應該 指出， 建筑供暖 面積熱指標 fq 的大小 ,主要 取決于通過 垂直 圍護 結構(窗，墻，門等 )向外傳熱 量，它與建筑物平面尺寸和 層高有關，因而不是直接取決于建筑平面面積 。 (2)面積熱指標 法。 ℃ )；它表示各類建筑在室內 外溫差 1℃時，每 1 ㎡ 建筑物外圍體積的供暖設計熱負荷 。 (1)體積熱負荷指標法。它的設計熱負荷占全部設計 熱負荷的 80%～ 90%以上。 供熱系統(tǒng)的 設計 熱負荷 集中供熱系統(tǒng)的設計熱負荷是研究集中供熱方案，確定集中供熱規(guī)劃，確定集中供熱系統(tǒng)形式，計算供熱管道直徑等基本依據(jù)。 綜上所述，我國的供熱工程建設和發(fā)展取得了顯著的成效，并在經(jīng)濟建設中發(fā)揮重要作用，一些產(chǎn)品在國際市場上也占有一席之地， 有一定的影響力。 (3)建筑節(jié)能的關鍵技術：建筑維護結構的傳遞機理，節(jié)能指標體系優(yōu)化 方法以及建筑低能耗圍護結構組合優(yōu)化設計方法；熱源的優(yōu)化運行方式， 室外管網(wǎng)水力工況優(yōu)化調節(jié)，供熱系統(tǒng)運行工況優(yōu)化調控；供暖熱負荷的預測技術，開發(fā)供熱調節(jié)控制軟件；建筑室內溫度控制和熱量計量控制成套技術，包括適合中國國情的控制產(chǎn)品，熱流量裝置的研制，計量收費系統(tǒng)的數(shù)學模型軟件，自動 計量及收費網(wǎng)絡系統(tǒng)的開發(fā)，以及 相應優(yōu)化節(jié)能設計軟件的開發(fā)等。 即減小維護結構的散熱要求，適當控制建筑體型系數(shù) (建筑物外表面積與其所包圍的體積比值 )，加強門窗的保溫，采用多層門窗，用心墻體材料代替實心粘土磚，選用密封性能好的 門窗并加密封條；提高供熱系統(tǒng)熱效率，加強供熱管道保溫等。我國的供暖節(jié)能水平相比發(fā)達國家還 低，但另一方面 說明我國存在巨大的節(jié)能潛力，目前在我國 節(jié)能的實際成本還是比較低，值得投入。 供熱工程中的 節(jié)能 隨著 我國建筑業(yè)的飛速發(fā)展，建筑能耗占總能耗的比重越來越大，據(jù)統(tǒng)計目前已經(jīng)達到 27%。特別是 2021 年，建設部發(fā)布了“ 76 號命令”：《民用建筑技能管理規(guī)定》，2021 年 7 月 8 日 部委頒布了關于城鎮(zhèn)供熱體制改革試點指導意見，明確了“鼓勵發(fā)展分戶熱量計量技術與裝置”和“推行溫度調節(jié)和 用戶熱量計量裝置，實行供熱計量收費”的政策，使得供熱體制 根本性變化。以熱電廠為熱源的供熱系統(tǒng) ，稱為熱電廠集中供熱系統(tǒng)。熱力網(wǎng)是 由熱源向熱用戶輸送和分配供熱介質的管道系統(tǒng)，熱用戶是集中供熱系統(tǒng)利用仍的用戶 。 集中供熱系統(tǒng) 是由熱源， 熱力網(wǎng)，熱用戶三個部分組成。 3 2 建筑供熱系統(tǒng)概述 供熱工程的任務及研究內容 供熱工程是 以熱水或蒸汽作為熱媒 為用熱系統(tǒng) 如 (供暖，熱水供應和生產(chǎn)工藝 )提供熱能的供暖系統(tǒng)和集中 供熱系統(tǒng)。所以西門子 LOGO!在供暖方面的應用是新一代技術人員要盡力發(fā)展的新題目 。 生產(chǎn)過程自動 化發(fā)展方面 20 世紀 60 年代的集中控制和 70 年代分散控制之后，以美國英特爾公司和德國西門子公司為代表的一些大公司 80 年代中期開始發(fā)展數(shù)字化和網(wǎng)絡化結構的新型 微機控制系統(tǒng)。2021 年建設部批準《 城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》 (GB 34— 2021)為行業(yè)標準，自 2021年 1 月 1 日起實施。 國民經(jīng)濟迅速發(fā)展，供熱節(jié)能工作日益受到重視，以及改革開放政策落實，是我國的供熱事業(yè)無論在供熱規(guī)模供熱技術方面，都有了很大的發(fā)展。 供熱技術在 20 世紀 80～ 90 年代是發(fā)展最快的時期。 在我國 20 世紀 50 年代建設了熱電廠，有了城市集中供熱系統(tǒng)，主要是仿制前蘇聯(lián)的技術 ，到了 20 世紀 60 年代，我國經(jīng)濟建設走“獨立自主，自力更新”的發(fā)展道路，從而催進了供熱技術的發(fā)展，形成了時代特點。在法國，日本德國等國家核電廠排除的熱水來供暖的。 供熱系統(tǒng)的發(fā)展方面 在國外自動控制供暖系統(tǒng)已經(jīng)普遍 化 。 (2)各個用戶對溫度的要求互不相同，所以 除了整個供暖系統(tǒng)的調節(jié)以外，還有 要 能 使 每一個單用戶 也能按自己的熱要求來調節(jié)自己需要的熱量。 熱力公司按室外溫度的 高低來調節(jié)提供的熱量，不考慮用戶的要求， 無法實現(xiàn)每個用戶的要求來調節(jié) ， 所以研發(fā)能夠對住宅供熱系統(tǒng)進行自動調節(jié)的控制系統(tǒng)，是目前節(jié)能新技術和新設備推廣的關鍵任務。使用在供暖方面可以達到節(jié)能和自動控制目的。 西門子 LOGO!是德國西門子公司 (SIEMENS)生產(chǎn)的微型化可編程控制器 ，它的來源就是可編程控制器 (Programmable Logic Controller， PLC)， 是一種 通過使用者所編輯的用戶軟件來控制現(xiàn)場設備的控制器。 后來自動控制系統(tǒng)的發(fā)展提供了實現(xiàn)在用戶端節(jié)能 的條件也生成了新 的節(jié)能概念，在整個供暖系統(tǒng)中 使用自動控制。 20 世紀 70 年代的 能源危機讓人開始注意節(jié)能問題 上 在上 世紀 末期 世界各國 在 供暖系統(tǒng) 中 節(jié)能 主要 研究和 使用 《 集聚供暖 系統(tǒng)》解決了節(jié)能問題 ，它解決了熱源的能量浪費?？梢娫?新石器時代就有了火炕采暖，但是現(xiàn)在意義上的供暖技術的起源在西方。據(jù) 2021 年的統(tǒng)計，我國建筑采暖能耗已占總能耗的 15%，一些寒冷地區(qū) 采暖能耗占了當?shù)乜偰芎膶⒔话耄覈牡哪茉唇Y構中，絕大部分是不可再生的石化燃料主要是煤炭 (約占總能耗的 75%)，它在 燃燒過 程中放出大量的二氧化碳和各種污染物，它們 是 生成 暖室效應 和大氣污染的重要因素，所以能量消耗的減少能改善一些地球的環(huán)境。 1 住宅供熱自動調節(jié)的控制系統(tǒng) 1 緒論 目前節(jié)能是世界各國很重視的一個問題， 它包括很多方面的內容，供暖過程中節(jié)能是其中的重要部分，供暖 是 能源 利用 方面 的 一個大的行業(yè)，在世界上除了熱帶地區(qū)城市之外其他的居民擠住的地區(qū)都有供暖系統(tǒng) 。 所以，如果 人類在 供暖方面節(jié)能 1% 能量 ， 提高供暖系統(tǒng)的效率，可能 是 減少 幾 個大城市的能量消耗。 在 我國采暖有著悠久的歷史。 1673 年英國工程師發(fā)明了熱水在管道內流動用以加熱房間。但是解決不了 熱用戶的能量浪費 和用戶的熱要求 。 我們 通過研發(fā)采用西門子 LOGO!作為 住宅供暖節(jié)能 系統(tǒng)中 的自動 控制 裝置 ， 形成了 一種 新型的供熱節(jié)能系統(tǒng)。 西門子 LOGO!具有體積小，使用方便，成本低等特點。 現(xiàn)在國內的大部分地區(qū) 還在使用 傳統(tǒng)的供暖系統(tǒng)，它基本上沒有 采用 自動控制 方式。 它要具有以下特點； (1)對 整個供暖系統(tǒng)要具有 采取數(shù)據(jù)， 能夠自動調節(jié)需要和提供的平衡等特點。 (3)每個單用戶所需求 的熱用量， 要 實現(xiàn)按使用的熱量 來 付款 ， 以 便提高 節(jié) 2 能 意識 。 歐美洲日本等地區(qū)和國家在供暖系統(tǒng)中節(jié)能的 研究比較早且他們在自動化方面的發(fā)展也 快 。歐洲的很多 國家中 一個城市 只有一個供熱站 且 城市集中熱力網(wǎng) 控制技術比較完善，鍋爐效率高。 1969 年生產(chǎn)了我國第一臺 熱水鍋爐，以后陸續(xù)有新的熱水鍋爐問世。此間是我國經(jīng)濟轉軌時期，為采暖提供了廣闊的市場。 展望 21 世紀采暖行業(yè)的發(fā)展，必將是走向一個穩(wěn)步的可持續(xù)發(fā)展的道路。這些規(guī)范的設施，無疑對供熱事業(yè)的發(fā)展起到了保證作用。 供暖系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)的日益發(fā)展， 有 國家政策 支 持，使我國的供暖系統(tǒng)有新的發(fā)展前途。它的發(fā)展會更改善生活條件，有效的控制環(huán)境的污染和能量的消耗。 供暖系統(tǒng)是以人工技術把熱源的熱量通過熱媒輸送管道送到熱用戶的散熱設備，為建筑物 供 給所要求的熱量， 以 保持一定的室內溫度，創(chuàng)造適應的生活條件或工作環(huán)境。熱 源 是供熱系統(tǒng)熱媒的來源 (把燃燒物燃燒時放出的熱量傳送熱媒的部分 )，目前最廣泛應用的是：區(qū)域鍋爐房和熱電廠。以區(qū)域鍋爐房為熱源的熱力系統(tǒng)，稱為區(qū)域鍋爐房集中供熱系統(tǒng)。 供熱工程研究的主要內容 ：供熱系統(tǒng)的設計熱負荷，集中供熱系統(tǒng)及其水力計算，供熱系統(tǒng)水力工況分析計算和調節(jié)控制，熱水供暖系統(tǒng)運行調節(jié)實行量化管理 (熱量調節(jié)法 )的節(jié) 能技術，供熱系統(tǒng)和各種熱源形式及主要設備，供熱管網(wǎng)的應力計算等 在上述研究的內容中，主要體現(xiàn)現(xiàn)今幾年來供熱工程的新發(fā)展和新技術的應用。由此可見供熱改革勢 在必行。鑒于此，選用 推廣最優(yōu)化的采暖方式對系統(tǒng)運行進行有效的管理，執(zhí)行合理的相關政策來降低采暖能耗，對供暖節(jié)能目標的實現(xiàn)為關鍵。 (1)建筑供暖節(jié)能的技術途徑為：供暖節(jié)能主要依靠減少圍護結構 的散熱以及提高供熱系統(tǒng)的熱效率兩個方面。 4 (2)供暖節(jié)能發(fā)展的重要領域 ：研究新型低能耗的維護結構 (包括墻體，門窗，屋面 )體系成套節(jié)能技術及產(chǎn)品；新型能源的開發(fā)和能源的綜合利用，包括太陽能，地下能源開發(fā)利用和能源綜合利用，室內環(huán)境控制成套節(jié)能技術的研究和設備開發(fā) ；利用計算機模擬仿真技術分析供熱系統(tǒng) ，對供熱系統(tǒng)進行智能控制；最大限度地運行能耗，認真做好對現(xiàn)有建筑的節(jié)能改造， 特別是圍護的結構和供熱系統(tǒng)的改造；建筑物室內溫度控制技術熱量計量技術，收費方法及其產(chǎn)品等。 (4)建筑節(jié)能的發(fā)展趨勢：發(fā)展新的建筑節(jié)能技術，采用新的節(jié)能材料和設備，繼續(xù)改造多層密封窗，開發(fā)各種高效保溫材料，高效節(jié)能玻璃，太陽能利用技術，熱回收技術，新的建筑節(jié)能測試和計算技術，還應十分注意選擇經(jīng)濟合理的建筑節(jié)能技術，重視節(jié)能試點建筑以及節(jié)能園區(qū)的示范和推廣作用，并繼續(xù)修訂完善建筑節(jié)能技術標準， 不斷提高節(jié)能要求挖出節(jié)能潛力。但是與發(fā)達國家相比，在供熱系統(tǒng)的能源利用，供熱節(jié)能材料，供熱設備的品種和產(chǎn)品質量，供熱系統(tǒng)運行管理和自動控制，以及供熱體制和節(jié)能環(huán)保意識等方面，仍存在 很大差距，所以在今后相當一段時期，在供熱及能源利用技術還需要不斷改進和提供。 供暖熱負荷是城市集中供熱系統(tǒng)最重要的熱負荷 。供熱設計熱負荷的概算，可采用 體積熱負荷指標法或面積熱負荷指標法等?？捎孟略O概算； 3( ) 1 0n v w n wQ q V t t ???? ? ? (21) 式中 nQ? — 建筑物的供暖設計熱負荷 ， KW； wV — 建筑物的外圍體積 , 3m ； nt — 供暖室內 計算溫度， ℃； 5 wt — 供暖室外計算溫度， ℃ ； vq — 建筑物的 供暖體積熱指標， W/( 3m 各類建筑物 的供暖體制熱指標 vq 可通過 對許多建筑物進行理論計算或 對許多實測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計 歸納整理得出，可見有關 設計手冊或 當?shù)卦O計單位歷年 積累的 資料數(shù)據(jù)。 可用下設概算； 210nfQ q F ?? ? ? ? (22) 式中 nQ? — 建筑物的供暖設計熱負荷 ， KW； F — 建筑物的 建筑物面積 ， 2m ； fq — 建筑物供暖面積熱指標， W/㎡ ；它表 示沒 1 ㎡ 建筑面積的供暖設計熱負荷。用供暖體積熱指標 表征建筑物供暖熱負荷的大小，物理概念清楚，但采用 面積熱指標法，比體積 熱指標更易于概算，所以近年來在城市 集中供熱系統(tǒng)規(guī)劃設計中，國內外也多采用 供暖面積熱指標法進行概算。見表 21 表 21 采暖熱指標推存值 fq (W/㎡ ) 建筑物類型 住宅 居住區(qū)綜合 學校辦公 商店 影劇院 未采取節(jié)能措施 58～ 64 60～ 67 60～ 80 65～ 80 95～ 115 采取節(jié)能措施 40～ 45 45～ 55 50～ 70 55～ 70 80～ 105 注： 《城市熱力網(wǎng)設計規(guī)范》 (CJJ 342021),2021版 ； ，華北， 西北地區(qū)； 表 21 中，采取節(jié)能 措施的建筑物 是指按照《民用建筑物節(jié)能設計標準 (采暖居住部分 )》 (JGJ2695)規(guī)定設計的建筑物及其采暖系統(tǒng)。當流體流過管道的一些附件如閥門，彎頭，三通補償器 等，由于流動方向或速度的改變生產(chǎn) 局旋渦 和撞擊，也要損失能量， 6 這部分損失 的能量稱為局部損失。比摩阻即每米管長 的沿程損失，用 R 表示 。 熱水網(wǎng)路的水流量通常以 t/h 為單位，符號為 tG ，根據(jù)熱媒流