高层建筑直连供暖技术

　　本技术专门解决高层建筑与低层建筑直连供暖问题。高层建筑采暖系统采用本方法后，即可与任一低层建筑直连并网供暖，不再受高、低楼限制，从而大大节省工程投资和运行费。
　　一、技术现状低建筑群中，突然出现了一座高层建筑，通常的供暖方法是为高层建筑设一台专用锅炉（初投资大、运行费高），或设热交换器与低区系统隔绝（有高温水热源才合理）。最为经济的方法是，利用原有低区的低温水系统直连供暖。但问题是，高、低层建筑直连后，运行时，压力低了高楼上不去水，压力高了低楼散热器超压；当建筑更高时，即使不运行，高楼的水静压就足以压破低楼系统的散热器。
　　为了解决这一问题，近几年也曾有人试图用减压阀方法的，但都因减压阀减得了动压减不了静压而失败。这是因为，只有水在流动时减压阀才能通过改变流通截面减压，当静止不动时，水静压就将低区散热器压破了。最近，有的厂商号称他们的减压阀既减得了动压也能减静压了。其实，也是是“减”静压，而是“关断”静压，还是采用机械弹簧类判断方式，并未跳出依靠判断阀门进行隔断的老路。
　　实践证明，机械类关断也好，电磁阀类关断也好，都有关闭延迟和重复动作的高可靠性问题。例如：朝阳某邮政大厦，1998年采用上海某阀门公司的新式减压阀直连供暖，结果，原低区住宅散热器爆裂不断，损失惨重。最后被迫拆除，改用了本技术。
　　二、核心内容结实上可见，技术的焦点就在于“减压”。村技术的总体思路就是避开上述“减压”习惯思维方式，独壁蹊径，借鉴膜流运动理论，采用类似于流体非满管的减压方式。具体地说（如图1），就是设计一个“断流器”，利用散热后的热媒高压流体余压，造成水流高速旋转，人为促进膜流生成，从而达到减压目的。为了消除气体进入系统，根据能量方程式，利用下落的高位流体势能，再设计一个“阻旋器”，用于阻止水流旋转并分离空器，使无压流的膜流状液体再有组织的“复原”到有压流状态。这样，通过有压流→无压流→有压流，这样一个逆变过程，就使得高压流体平衡地“过渡”到了低压流体。据此原理，便可实现高楼与低楼直连供暖了。

                               
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　　图1 1 断流器；2阻旋器；
　　3连通管；4低区回水管
　　图2 1 断流器；　2　阻旋器；　3　连通管；　4　高区回水管；　5　高区回水管；
　　6　低区回水管；　 7　低区散热器；　 8　高区散热器；　9　低区供水管；
　　10　加压泵及控制机组；　11　排气阀；　12　热网回水管；　13　热网供水管
　　具体的技术方案时（如图2）：原有低区供暖热网定压大小不变。运行参数不变、运行方式等全维持不变的情况下，仅在高楼引入口增设一个微型增压泵（并在泵出口设止回阀），将低区网的供水加压，送至高层以建筑的散热器放热后，高压加水则进入断流器，促进其膜流形成，进行断流减压。然后，再进入阻旋器进行阻旋“复原”并分离空气。此时，就可以安全返回低区回水管网中去了。
　　系统运行时，高层建筑与低区网直接的回水管上有断流器和阻旋器“减压”，以保证运行时高层建筑与低区网隔绝；运行停止时，由于原低区网定压大小不变，系统水位一直维持在低区网水静压线上。所以，在系统停止运行的同时，回水管上的断流器至阻旋器（低区静压线以上）这段管道内的水流必然随之断开。而高、低区直连的供水管，在静止状态时，供水管上有加压泵前的止回阀，以保证供水管的水不能经泵倒流回低区（隔绝）。这样，无论系统运行时，还是静止时，均保证了高、低楼（区）系统的彻底隔绝。
　　多次试验和大量实际工程运行证明，上述减压方式安全、有效，运行平衡、可靠。加之配备微机变频调控加压泵，视网上压力变化情形自动调节流量、压力，并辅之于压力监视、超压告警、水泵自启动、自关断、缓关闭等功能，这样，一个完备的高、低楼（区）直接连供暖系统就形成了。
　　前已述及，试图用电磁阀或带有自关断功能的减压阀类进行减压的方法，据目前整体技术发展水平看，仅依靠改变材料及材质的办法来寻求突破已相当艰难。而本技术为“减压”设计的断流器和阻旋器，均未采用弹簧或电动灰的部件去实现“变截面”或“关断”，而是独辟蹊径，打破习惯思维方式，改变传统研究方向，顺应水流流态规律设些固定导板类就可以了。从而大大简化了传统、不稳定且可靠性差的复杂减压方式。根据部件的原理结构，可以想象：本技术可靠的关压方法及部件的使用寿命，是勿庸置疑的。
　　三、技术创新点
　　1．首次将“膜流运动”理论应用于供暖领域，从理论上论证了回水总立管与室内采暖系统管道可取同一型号管径，不必加大；
　　2．揭示了有压流进（射）入无压流界面时产生气泡的机理，发现了大量气体进入系统的成因，并提出了解决办法；
　　3．以上技术的进步，使得传统采暖系统设计简化、安装方便，工程造价大大降低。也正因为如此，才使得旧有高、低层建筑直连并网改造成为可能。
　　本成果经国家一级查新机构联机检索证明：“未见有同类文献报道”，填补了供暖领域一项空白。获国家发明专利1项，国家实用新型专利2项。
　　四、应用推广及效益本成果的4篇论文先后在《暖通空调》等杂志公开发表以来，相继收到读者大量来函、来电，专程参观、考察者络绎不绝。并很快就在沈阳、抚顺、朝阳、锦洲、本溪、辽阳、哈尔滨、呼和浩特、天津、长春、大连、青岛、北京、兰州、西安、齐齐哈尔、鸡西、加格达奇等地百余座高层建筑中采用。建筑最高层娄为28层，运行时间最长的已达5个采暖期。
　　本成果的论文被美国（Ei page One）数据库和国际建筑文献数据库（ICONDA）收录，并被编者按入辽宁省《建筑标准设计图集》。新版《供热工程》教材也将其收入。现已成为许多建筑设计院进行高层建筑供暖设计的首选方案。
　　目前，这项发明已造就了一个拥有自主知识产权的高新技术企业——沈阳直连高层以供暖技术有限公司。
　　据测试（翔去宾馆）：高层建筑采用本技术并网后，年节资（煤矿、电费）折合人民币10万余。照此推算，每座高层建筑年节资10万元计，100座，年节资就是千万；1000座，年节资历就上亿万！
　　节能的意义远不此于省钱。少用电、少烧煤，不仅节约了人类保贵的、不可再生能源。而且，能从根本上减轻大气污染。可见，其经济效益与社会效益相当可观、难以估量。
　　本技术问世以来，曾得到暖通办朋友热心支持与帮助，在此，表示衷心感谢。