一种供热用板式热交换器机组的能效评价方法与流程

1.本发明涉及板式热交换器机组测试与评价技术技术领域，具体为一种供热用板式热交换器机组的能效评价方法。


背景技术：

2.随着我国供热事业的快速发展，供热行业面临安全、资源、环境以及成本等多重压力，热源建设滞后城市发展，资源供应依然紧缺、环保控制力度日趋强化，供热运行成本逐年增加，供热行业能效亟待提升。同时工业供热系统高耗能问题依然存在，严重制约了国民经济健康持续发展。供热是保障居民生活和城市功能正常运转的重要基础设施，在能源消耗中占据较大比例。供热体系的建设和发展，对于提高供热保障能力、满足人民生活需求、建设宜居城市、构建和谐社会意义重大；同时，供热行业的节能减排工作成效对提升整体能效水平、改善大气环境质量有重大影响。然而，目前我国还没有完善的换热站能效检验检测方法，建议制定相关的换热站能效检验检测方法、完善标准体系，立足国情发展、降低能耗水平，提高能效提升服务平台。热力站是供热系统中间热能转换的重要环节，涉及热交换系统、电力配送系统、二次补水及水处理系统、以及数据采集与监控系统等，其热力站系统装备及管控有很大节能减排空间和潜力，一方面体现在系统装备的能力与能效，另一方面体现在热力站系统匹配与调控能力对二次系统能耗的管控水平。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种供热用板式热交换器机组的能效评价方法，采用的技术方案是，包括以下步骤：(1)获取冷、热流体的体积流量或热量，获取冷、热流体进、出口的温度，获取冷、热流体的进口压力、及进、出口之间的压力差；(2)流量调至设计流量的100％、110％和90％，满足工况稳定判定原则，采集数据；(3)计算设计工况下或定型温度下热交换器传热能力kf，其计算公式为kf＝k
·
a，式中k为设计工况下热交换器传热系数，a为设计工况下热交换器的换热面积；(4)计算测试工况下热力站传热能力，其计算公式为(4)计算测试工况下热力站传热能力，其计算公式为式中kfc为测试工况下热力站的传热能力，φ为一次侧热流量，
△
tm为对数平均温差；(5)计算热力能源利用率，其计算公式为式中η1
为热力站能用利用率，q1为热力站二次侧的输出热量，q2为热力站一次侧的输出热量，q3为标准煤低位发热值，β为电力折标系数，p为热力站耗电量；(6)计算运行阻力，其计算公式为δh＝h
1-h2，式中δh为换热设备热源侧、负荷侧阻力，h2检测期间换热设备出水压力，h1为检测期间换热设备进水压力。(7)计算水泵运行效率，其计算公式为hb＝h
2-h1，式中ηb为水泵运行效率，gb为检测期间水泵循环流量，hb为检测期间水泵扬程，nb为检测期间水泵输入轴功率，h2水泵出口压力，h1为水泵进口压力。
4.作为本发明的一种优选技术方案，所述测试初始环境温度为18℃—26℃，测试点固定在以测试热力站为中心的1m直径范围内，稳定状态为5分钟内温度跳动均在要求环境温度内。
5.作为本发明的一种优选技术方案，所述测试环境的相对湿度为45％—85％。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述测试环境的大气压力：86kpa—106kpa，试验区域无明显空气对流。
7.作为本发明的一种优选技术方案，在测试过程中试验区域无明显空气对流。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(5)中的标准煤低位发热值可取29.3076。
9.作为本发明的一种优选技术方案，耗热量应采用热计量装置在建筑物热力入口处检测，温度传感器宜安装于受检建筑物外墙外侧且距外墙外表面2.5m以内的位置。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤(7)中水泵循环流量应采用具有累计流量显示的流量计量装置进行检测。
11.本发明的有益效果：本发明可对换热站热交换能力、热交换器传热能力、热力能源利用率、运行阻力以及水泵运行效率进行测评，对换热站的各类能效进行完善的检验检测，使系统装备的能力与能效以及热力站系统匹配与调控能力对二次系统能耗的管控水平具有完善的参考依据，使换热站的调控能有效的降低能耗水平，提高能效提升服务平台，本发明为供热用板式热交换器机组的能效测试与评价提供了一种科学方法。
具体实施方式
12.实施例1
13.本发明公开了一种供热用板式热交换器机组的能效评价方法，采用的技术方案是，包括以下步骤：步骤1，获取冷、热流体的体积流量或热量，获取冷、热流体进、出口的温度，获取冷、热流体的进口压力、及进、出口之间的压力差；步骤2，流量调至设计流量的100％、110％和90％，满足工况稳定判定原则，采集数据；步骤3，计算设计工况下或定型温度下热交换器传热能力kf，其计算公式为kf＝k
·
a，式中k为设计工况下热交换器传热系数，a为设计工况下热交换器的换热面积；步骤4计算测试工况下热力站传热能力，其计算公式为
式中kfc为测试工况下热力站的传热能力，φ为一次侧热流量，
△
tm为对数平均温差，在此步骤中热力站传热能力越高则说明热力站在传热过程中损耗的能量越小；步骤5，计算热力能源利用率，其计算公式为式中η1为热力站能用利用率，q1为热力站二次侧的输出热量，q2为热力站一次侧的输出热量，q3为标准煤低位发热值，β为电力折标系数，p为热力站耗电量；在此步骤中，能源利用率越高则说明热力站的能效等级越高，其能效等级可参照下表：能源利用率(％)能效等级10％-20％5级20％-40％4级40％-60％3级60％-80％2级80％-100％1级步骤6计算运行阻力，其计算公式为δh＝h
1-h2，式中δh为换热设备热源侧、负荷侧阻力，h2检测期间换热设备出水压力，h1为检测期间换热设备进水压力，当换热设备热源侧、负荷侧运行阻力大于0.1mpa时，应判定检测结果不合格，否则判定合格；步骤7，计算水泵运行效率，其计算公式为hb＝h
2-h1，式中ηb为水泵运行效率，gb为检测期间水泵循环流量，hb为检测期间水泵扬程，nb为检测期间水泵输入轴功率，h2水泵出口压力，h1为水泵进口压力，水泵运行效率小于额定工况效率的90％时，应判定检测结果不合格，否则判定合格。
14.作为本发明的一种优选技术方案，所述测试初始环境温度为18℃—26℃，测试点固定在以测试热力站为中心的1m直径范围内，稳定状态为5分钟内温度跳动均在要求环境温度内。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述测试环境的相对湿度为45％—85％。
16.作为本发明的一种优选技术方案，所述测试环境的大气压力：86kpa—106kpa，试验区域无明显空气对流。
17.作为本发明的一种优选技术方案，在测试过程中试验区域无明显空气对流。
18.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤5中的标准煤低位发热值可取29.3076。
19.作为本发明的一种优选技术方案，耗热量应采用热计量装置在建筑物热力入口处检测，温度传感器宜安装于受检建筑物外墙外侧且距外墙外表面2.5m以内的位置。
20.作为本发明的一种优选技术方案，所述步骤7中水泵循环流量应采用具有累计流量显示的流量计量装置进行检测。本发明涉及的电路连接为本领域技术人员采用的惯用手段，可通过有限次试验得到技术启示，属于广泛使用的现有技术。
21.本文中未详细说明的部件为现有技术。
22.上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

技术特征：
1.一种供热用板式热交换器机组的能效评价方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取冷、热流体的体积流量或热量，获取冷、热流体进、出口的温度，获取冷、热流体的进口压力、及进、出口之间的压力差；(2)流量调至设计流量的100％、110％和90％，满足工况稳定判定原则，采集数据；(3)计算设计工况下或定型温度下热交换器传热能力kf，其计算公式为kf＝k
·
a，式中k为设计工况下热交换器传热系数，a为设计工况下热交换器的换热面积。(4)计算测试工况下热力站传热能力，其计算公式为(4)计算测试工况下热力站传热能力，其计算公式为式中kf
c
为测试工况下热力站的传热能力，φ为一次侧热流量，
△
t
m
为对数平均温差；(5)计算热力能源利用率，其计算公式为式中η1为热力站能用利用率，q1为热力站二次侧的输出热量，q2为热力站一次侧的输出热量，q3为标准煤低位发热值，β为电力折标系数，p为热力站耗电量；(6)计算运行阻力，其计算公式为δh＝h
1-h2，式中δh为换热设备热源侧、负荷侧阻力，h2检测期间换热设备出水压力，h1为检测期间换热设备进水压力；(7)计算水泵运行效率，其计算公式为h
b
＝h
2-h1，式中η
b
为水泵运行效率，g
b
为检测期间水泵循环流量，h
b
为检测期间水泵扬程，n
b
为检测期间水泵输入轴功率，h2水泵出口压力，h1为水泵进口压力。2.根据权利要求1所述的一种供热用板式热交换器机组的能效评价方法，其特征在于：所述测试初始环境温度为18℃—26℃，测试点固定在以测试热力站为中心的1m直径范围内，稳定状态为5分钟内温度跳动均在要求环境温度内。3.根据权利要求1所述的一种供热用板式热交换器机组的能效评价方法，其特征在于：所述测试环境的相对湿度为45％—85％。4.根据权利要求1所述的一种供热用板式热交换器机组的能效评价方法，其特征在于：所述测试环境的大气压力：86kpa—106kpa，试验区域无明显空气对流。5.根据权利要求1所述的一种供热用板式热交换器机组的能效评价方法，其特征在于：在测试过程中试验区域无明显空气对流。6.根据权利要求1所述的一种供热用板式热交换器机组的能效评价方法，其特征在于：所述步骤(5)中的标准煤低位发热值可取29.3076。7.根据权利要求1所述的一种供热用板式热交换器机组的能效评价方法，其特征在于：耗热量应采用热计量装置在建筑物热力入口处检测，温度传感器宜安装于受检建筑物外墙外侧且距外墙外表面2.5m以内的位置。8.根据权利要求1所述的一种供热用板式热交换器机组的能效评价方法，其特征在于：所述步骤(7)中水泵循环流量应采用具有累计流量显示的流量计量装置进行检测。

技术总结
本发明公开了一种供热用板式热交换器机组的能效评价方法，包括以下步骤：(1)获取冷、热流体的体积流量或热量，获取冷、热流体进、出口的温度，获取冷、热流体的进口压力、及进、出口之间的压力差；(2)流量调至设计流量的100％、110％和90％，满足工况稳定判定原则，采集数据；(3)计算设计工况下或定型温度下热交换器传热能力KF，其计算公式为KF＝K


技术研发人员：程宝华 程宇 庞磊 于国富
受保护的技术使用者：北京市京海换热设备制造有限责任公司
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/7/20