在目前比較新的供暖方式中，分布式冷熱輸配尤為惹眼，在實(shí)現(xiàn)水力平衡的同時(shí)，還能夠節(jié)電，與之相關(guān)的還有一個(gè)分布式混水系統(tǒng)的概念，這兩個(gè)概念大家往往對(duì)于他們的區(qū)別不是特別明確，甚至認(rèn)為分布式冷熱輸配就是分布式混水系統(tǒng)，在這里將重點(diǎn)講述分布式混水系統(tǒng)的特點(diǎn)，以及分布式混水系統(tǒng)能給未來(lái)供暖的節(jié)能帶來(lái)哪些可能性。

眾所周知：當(dāng)管網(wǎng)比摩阻相同時(shí)，分布式循環(huán)水泵的設(shè)計(jì)方案與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案相比，水泵揚(yáng)程基本相等。水泵電機(jī)裝機(jī)電量的節(jié)省，主要體現(xiàn)在流量的選擇上。對(duì)于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，由于循環(huán)水泵設(shè)置在熱源處，其循環(huán)流量必然是系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)流量，這就造成系統(tǒng)循環(huán)水泵的電功率，遠(yuǎn)大于實(shí)際需要的數(shù)值，其結(jié)果是在系統(tǒng)的近端熱用戶形成過(guò)量的資用壓頭，以至于不得不加裝流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行節(jié)流，造成大量電能的無(wú)謂浪費(fèi)。

中國(guó)暖通界大師石兆玉教授在《供熱系統(tǒng)分布式變頻循環(huán)水泵的設(shè)計(jì)》一文中，就分布式變頻混水泵的節(jié)電優(yōu)勢(shì)，做過(guò)詳細(xì)的分析論證：一般分布式變頻循環(huán)水泵的供熱系統(tǒng)， 其水泵裝機(jī)容量與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案相比，節(jié)電1/3；而分布式混水泵供熱系統(tǒng)，其裝機(jī)節(jié)電量為2/3。若在運(yùn)行期間， 采用變頻變流量調(diào)節(jié)， 則全系統(tǒng)節(jié)電85%左右，優(yōu)勢(shì)更為顯著。

分布式混水泵節(jié)電的原因，主要是能更多的消除管網(wǎng)在熱媒輸送過(guò)程中的無(wú)效電耗，進(jìn)而提高了管網(wǎng)的輸送效率。采用分布式混水泵系統(tǒng)，最大的特點(diǎn)是減少了一次網(wǎng)的設(shè)計(jì)循環(huán)流量（增大了供、回水溫差，對(duì)于高溫水供熱更是如此）。采用分布式混水泵系統(tǒng)，不但避免了上述電能的浪費(fèi)，而且大大降低系統(tǒng)一次網(wǎng)總的循環(huán)流量，從而實(shí)現(xiàn)在最小的耗電功率下達(dá)到最大供熱量的輸送，這是分布式混水泵節(jié)電的根本原因。分布式混水泵連接方式的另一優(yōu)勢(shì)，是能靈活適應(yīng)熱用戶的各種不同采暖方式的需求。近年來(lái)，除散熱器采暖方式外，空調(diào)熱風(fēng)。采暖，地板輻射采暖等形式大量涌現(xiàn)。散熱器采暖需要較高的二次網(wǎng)設(shè)計(jì)供水溫度（一般應(yīng)在85℃以上， 供、回水設(shè)計(jì)溫差為20~25℃）；空調(diào)熱風(fēng)采暖，二次網(wǎng)供、回水設(shè)計(jì)溫度為60/50℃；地板輻射采暖，二次網(wǎng)供、回水溫度以45~50/35~40℃為宜。對(duì)于分布式混水泵系統(tǒng)，只要改變不同的混合比（二次網(wǎng)混水量與一次網(wǎng)供水量之比），就能很方便地實(shí)現(xiàn)上述各種不同采暖形式的參數(shù)要求。

分布式混水泵系統(tǒng)的上述優(yōu)點(diǎn)， 對(duì)于分布式循環(huán)水泵的間接連接系統(tǒng)（通過(guò)板換實(shí)現(xiàn)）也同樣能夠?qū)崿F(xiàn)，但后者的初投資比前者大，這是分布式混水泵系統(tǒng)的又一重要優(yōu)勢(shì)

圖1-a 為噴射泵連接

圖1-b，混水泵置于旁通管上；圖1-c，混水泵置于二次網(wǎng)供水管上；圖1-d，混水泵置于二次網(wǎng)回水管上；圖1-e，一次網(wǎng)供水管上（或回水管上）置熱網(wǎng)循環(huán)泵，二次網(wǎng)供水管上置混水泵。在分布式混水連接中，為適應(yīng)自動(dòng)控制的需要，常在上述噴射泵、混水泵前后的相關(guān)位置設(shè)置電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，而且數(shù)量不止一個(gè)。

混水連接系統(tǒng)有如下特性存在：

（1）當(dāng)旁通混水泵運(yùn)行時(shí)，混水系統(tǒng)的混合比為變量，混水泵轉(zhuǎn)速愈高，混合比u 值愈大。這是因?yàn)楫?dāng)混水泵起混水作用時(shí)，二次網(wǎng)（含混水旁通管）回路S總增加，導(dǎo)致一次網(wǎng)循環(huán)流量G1g減少； 混水泵轉(zhuǎn)速愈高，S總增加愈多，G1g減少愈多，Gh增加愈多，亦即混合比u增加愈多。

（2）當(dāng)混水泵單獨(dú)設(shè)置在二次網(wǎng)上（含二次網(wǎng)供水管或回水管）時(shí)，混合比u 值始終保持恒定，與混水泵的轉(zhuǎn)速快慢無(wú)關(guān)。這是因?yàn)椴徽摶焖棉D(zhuǎn)速如何變化，此時(shí)一次網(wǎng)或混水旁通管的阻力系數(shù)始終不變（假定管段上的調(diào)節(jié)閥未加調(diào)節(jié)），據(jù)了解到進(jìn)而導(dǎo)致一次網(wǎng)循環(huán)流量G1g與混水旁通管流量Gh始終成一致等比失調(diào)。這一結(jié)論，對(duì)于噴射泵系統(tǒng)亦完全適用。

當(dāng)供熱系統(tǒng)采用分布式變頻循環(huán)混水泵的方案設(shè)計(jì)時(shí)，熱力站（含熱入口）最優(yōu)方案是采用雙泵系統(tǒng)：一次網(wǎng)循環(huán)泵安裝在回水管上，二次網(wǎng)循環(huán)混水泵安裝在供水管上。

該方案的優(yōu)點(diǎn)除節(jié)能（電）外，循環(huán)水泵都置于低水溫下運(yùn)行，有利于提高水泵的運(yùn)行壽命。該方案與雙泵分別置于一、二次網(wǎng)的回水管上的方案相比較，都有節(jié)電和低溫運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)，但從水力工況上分析（見(jiàn)圖2所示），后者的一、二次網(wǎng)的水壓偏差較大，工況復(fù)雜，不如前者，水力工況平穩(wěn)，易于控制。

圖2 供熱系統(tǒng)能源損耗

當(dāng)供熱系統(tǒng)的水壓圖，供水壓力線大于回水壓力線時(shí)，各熱力站（含熱入口）的變頻混水泵應(yīng)置于混水旁通管上?；焖玫脑O(shè)計(jì)流量為符合該熱用戶的設(shè)計(jì)混合比下的設(shè)計(jì)混水量；揚(yáng)程數(shù)值為該混水旁通管的設(shè)計(jì)壓降和該熱力站一次網(wǎng)供、回水壓差之和。當(dāng)該壓差小于二次網(wǎng)所需循環(huán)壓頭時(shí)， 還需在二次網(wǎng)上增設(shè)循環(huán)混水泵（供、回水管上皆可），其揚(yáng)程宜補(bǔ)足二次網(wǎng)循環(huán)壓頭的不足。這種設(shè)計(jì)方案，通常是在供熱的改造工程中應(yīng)用。

因?yàn)榇藭r(shí)的系統(tǒng)循環(huán)水泵往往是按照傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)的。對(duì)于采用分布式變頻循環(huán)水泵設(shè)計(jì)的供熱系統(tǒng)，其供、回水壓力線的交匯點(diǎn)，盡量不要設(shè)計(jì)在有熱用戶的區(qū)段內(nèi)， 因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)不是節(jié)能（電）的最優(yōu)方案。

在混水系統(tǒng)中，一次網(wǎng)循環(huán)泵，二次網(wǎng)循環(huán)混水泵，都應(yīng)隨室外氣溫的變化，進(jìn)行變頻變流量調(diào)節(jié)。在整個(gè)運(yùn)行期間， 循環(huán)流量（含一、二次網(wǎng)） 應(yīng)在設(shè)計(jì)循環(huán)流量的50~100%之間調(diào)節(jié)，與定流量運(yùn)行相比，可節(jié)電50%左右。從二次網(wǎng)混水泵的調(diào)節(jié)特性可知：混水泵進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，只能改變二次網(wǎng)的循環(huán)流量大小，但不能改變系統(tǒng)的混合比數(shù)值。

當(dāng)系統(tǒng)的供熱規(guī)模發(fā)生變化，引起一次網(wǎng)設(shè)計(jì)供水溫度的變化，或熱用戶采暖方式的改變，都可能要求混合比做適當(dāng)調(diào)整，此時(shí)二次網(wǎng)上的變頻混水泵將無(wú)能為力。實(shí)現(xiàn)混合比的變化，必須調(diào)整管網(wǎng)的阻力系數(shù)，為此，

有二種處理方法：

一是設(shè)置一定的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥；

二是依靠一次網(wǎng)上的循環(huán)泵進(jìn)行變頻調(diào)速。

因此，當(dāng)混水熱力站采用雙泵系統(tǒng)時(shí)，二次網(wǎng)的循環(huán)混水泵，通過(guò)變頻調(diào)速，可以進(jìn)行二次網(wǎng)的變流量調(diào)節(jié)。一次網(wǎng)循環(huán)泵的變頻調(diào)速，既可進(jìn)行一次網(wǎng)的變流量調(diào)節(jié)，又可實(shí)現(xiàn)混合比的調(diào)節(jié)。通過(guò)以上分析，對(duì)于雙泵系統(tǒng)，原則上可不安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，混合比調(diào)節(jié)功能由一次網(wǎng)循環(huán)泵完成。

據(jù)了解到但在實(shí)際工程中，為了安全、可靠起見(jiàn)，在一次網(wǎng)上安裝一個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥作為備用也是可以的。對(duì)于單一混水泵的混水系統(tǒng)，為了調(diào)節(jié)混合比，必須裝置一個(gè)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。該閥最好安裝在一次管網(wǎng)上，因?yàn)橐淮喂芫W(wǎng)的循環(huán)流量最小，節(jié)流損失也最小，符合節(jié)電原則。

圖3給出了二種優(yōu)選混水系統(tǒng)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的安裝位置，以及運(yùn)行中的水壓圖。從水壓圖上可以很清晰地看出電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的節(jié)流作用。

與圖3系統(tǒng)相比較，目前不少現(xiàn)行的混水系統(tǒng)，常常同時(shí)在一次網(wǎng)、二次網(wǎng)和混水旁通上都安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，把本來(lái)有用的電能， 通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的反復(fù)節(jié)流，白白浪費(fèi)掉了，這是一種思維方式很落后的工藝設(shè)計(jì)。

圖3 優(yōu)選混水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖和水壓圖

傳統(tǒng)的循環(huán)水泵設(shè)計(jì)方法（在熱源處設(shè)置大循環(huán)泵），由于過(guò)多的資用壓頭的節(jié)流，消耗了大量的無(wú)效電能，致使系統(tǒng)的電的輸送效率低下。創(chuàng)新的分布式混水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，按照“自助餐”的思維，用戶通過(guò)自行取熱，徹底消除了無(wú)效電耗的發(fā)生。理論上，節(jié)電可在60-80%左右。這種新型的設(shè)計(jì)理念，已經(jīng)愈來(lái)愈被國(guó)內(nèi)外行業(yè)人員關(guān)注。我國(guó)已有不少工程示范采用，都有較好的效果。

在清華大學(xué)教授、中國(guó)著名供熱專家石兆玉的《供熱系統(tǒng)分布式變頻循環(huán)水泵的設(shè)計(jì)》和《供熱系統(tǒng)分布式混水連接方式的優(yōu)選》二篇文章中，對(duì)分布式變頻水泵的設(shè)計(jì)原則、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備選型、運(yùn)行調(diào)節(jié)等諸多問(wèn)題，都進(jìn)行了詳細(xì)介紹，一般在工程設(shè)計(jì)、運(yùn)行中遇到的問(wèn)題都有所涉及。

通過(guò)分布式混水系統(tǒng)，可以更加有效、快捷地實(shí)現(xiàn)分時(shí)變室溫調(diào)節(jié)，同時(shí)不影響整個(gè)熱網(wǎng)的運(yùn)行工況，不但節(jié)能效益可觀，還可以提高人的舒適度，有利于人的健康。長(zhǎng)期實(shí)踐證明，人在恒溫下生活，并不舒適，還容易得“空調(diào)病”。因此分時(shí)變室溫調(diào)節(jié)，是提高人的生活質(zhì)量的一項(xiàng)重要舉措，而利用分布式混水系統(tǒng)，使得這一功能能夠輕松實(shí)現(xiàn)。

分布式混水系統(tǒng)也為供熱計(jì)量收費(fèi)運(yùn)營(yíng)模式的推廣帶來(lái)更多可能性。供熱計(jì)量收費(fèi)技術(shù)的推行目的，從節(jié)能的意義上講，最主要的是能消除冷熱不均帶來(lái)的熱損失，其次是提高行為節(jié)能，進(jìn)而充分利用自由熱，降低熱源能量的消耗。供熱計(jì)量技術(shù)，已在全國(guó)許多城市示范多年，國(guó)家建設(shè)部發(fā)布的《供熱計(jì)量技術(shù)規(guī)程》（JGJ173-2009），在技術(shù)規(guī)程中除明確規(guī)定：在熱量結(jié)算點(diǎn)（熱力站或樓棟熱入口）處安裝熱量表外，還應(yīng)在散熱器和建筑熱入口處安裝恒溫控制閥和流量調(diào)節(jié)閥。安裝熱量表，是用來(lái)計(jì)量耗熱量，進(jìn)行貿(mào)易結(jié)算。安裝各種調(diào)節(jié)閥，是用來(lái)提高系統(tǒng)的可調(diào)性，實(shí)現(xiàn)水力平衡，消除冷熱不均。

多年的實(shí)踐證明：只要按規(guī)定安裝調(diào)節(jié)閥，并進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，系統(tǒng)的水力平衡完全能夠?qū)崿F(xiàn)，冷熱不均現(xiàn)象完全能夠消除。20-30%因冷熱不均而浪費(fèi)的熱量，一定能夠遏制。衡量系統(tǒng)是否真正實(shí)現(xiàn)了水力平衡？當(dāng)然更直觀的是考察各建筑物室溫是否均勻達(dá)標(biāo)。除此之外，還有一個(gè)重要的考查指標(biāo)，就是每1t/h蒸噸能帶的供熱面積，如果能帶到1.9萬(wàn)m2(哈爾濱)和2.8萬(wàn)m2(北京),那么這個(gè)供熱系統(tǒng)一定實(shí)現(xiàn)了很好的水力平衡。

目前在熱計(jì)量技術(shù)的推廣過(guò)程中，出現(xiàn)了許多不同的看法，也遇到不少的阻力。一個(gè)重要原因是對(duì)熱計(jì)量技術(shù)缺乏全面的理解。有相當(dāng)數(shù)量的業(yè)內(nèi)人員，把熱計(jì)量技術(shù)只理解為裝熱表，因此，誤以為熱計(jì)量技術(shù)本身不節(jié)能?；蛘咴跓嵊?jì)量推廣中，沒(méi)有把提高系統(tǒng)的可調(diào)性放到重要地位，因此在新建、既有建筑的改建中，大量存在只裝鎖閉閥，不裝恒溫閥的現(xiàn)象，結(jié)果導(dǎo)致更為嚴(yán)重的垂直失調(diào)，不但浪費(fèi)了大量的人力、財(cái)力，而且嚴(yán)重影響居民的正常生活。這些年來(lái)，在推廣熱計(jì)量技術(shù)的過(guò)程中，積累了不少經(jīng)驗(yàn)，也存在許多失敗的教訓(xùn)，我們應(yīng)該很好的進(jìn)行這方面的總結(jié)，做到統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，統(tǒng)一步調(diào)，把這項(xiàng)推廣工作做得更好。

熱力工況調(diào)節(jié)主要有質(zhì)調(diào)節(jié)（即定流量調(diào)節(jié)）、質(zhì)量并調(diào)（變流量調(diào)節(jié)）等方法。質(zhì)調(diào)節(jié)只調(diào)節(jié)一、二次網(wǎng)的供、回水溫度。質(zhì)量并調(diào)則既調(diào)節(jié)一、二次網(wǎng)的供回水溫度，又調(diào)節(jié)一、二次網(wǎng)的循環(huán)流量。質(zhì)調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單易操作，但不節(jié)電。質(zhì)量并調(diào)不但節(jié)電，而且從室內(nèi)系統(tǒng)消除垂直失調(diào)而言，是最佳的調(diào)節(jié)方法。實(shí)施計(jì)量收費(fèi)的供熱系統(tǒng)，應(yīng)該優(yōu)先采用質(zhì)量并調(diào)。特別在變頻調(diào)速技術(shù)相當(dāng)成熟的現(xiàn)在，更應(yīng)如此。

熱用戶室內(nèi)系統(tǒng)的形式（單、雙管系統(tǒng)）不同，質(zhì)量并調(diào)的調(diào)節(jié)曲線也不同，但參數(shù)的計(jì)算值差別不是很大，在熱源和熱力站，可只按其中一種系統(tǒng)形式（如按雙管系統(tǒng)）的調(diào)節(jié)曲線進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)偏差可由室內(nèi)的恒溫閥的調(diào)節(jié)作用提供補(bǔ)償。

對(duì)于多熱源聯(lián)網(wǎng)，各熱源應(yīng)采用同一種調(diào)節(jié)方法，即采用相同的溫度流量調(diào)節(jié)曲線，保證在同一室外溫度下，各熱源都有相同的供水溫度。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，除鍋爐實(shí)行燃燒自動(dòng)控制外，在熱源處通過(guò)分布式混水系統(tǒng)進(jìn)行供回水的混合也不失為一種適用的供水溫度調(diào)節(jié)方法。