热水采暖系统的水力平衡问题

热水采暖系统的水力平衡问题

周贵斌

周贵斌

（新疆科汇工程设计有限责任公司，新疆，泽普县，844804）

【摘要】解决热水采暖系统内部的水力失调弊端尤为关键，不断增强集中供热系统管网的供水稳定性能，本文为解决集中供热系统的水力平衡问题提供方法措施和建议。

【关键词】热水采暖；水力平衡；水力失调；平衡阀

一、热水采暖系统水力失调的原因及其与水力平衡的关系

（一）水力失调原因

对于整个供热管网系统来说，管网的水利失调状况可能有很多种，主要有以下几点：

1、由于设计、施工、设备材料规格限制等原因导致的系统管道特性阻力数值不能与设计管道特性阻力数值一致，压损未能做到在设计流量下达到平衡，从而使系统用户的实际流量与设计要求的流量不一致。

2、管网系统投入运行时，没有进行很好的初调节。

3、运行中，热源供水压力不足；供热管道堵塞，压损增大；热网失水严重，超出补水装置的能力，系统不能维持需要的压力等原因。

4、当某一用户的阀门开度改变调整自身流量或用户私自改建、扩建系统时，其他用户的流量随之发生变化而偏离设计值。

（二）管网系统水力平衡与水力失调的关系

从水力平衡系数y的公式中可以看出，y的取值总是介于0和1之间，当y=1（极限值）时，即管网干管管径无限大，阻力无限小时，表示网路系统具有绝对的稳定性，无论工况如何变化都不会使它产生水力失调；当y=0（极限值）时，即管网干管管径无限小，用户管径无限大时，表示网路具有表示管网水力稳定性最差，任何其他用户流量的改造，其改变的流量将全部转移到整个用户区。对于整个管网系统而言，流量和压力不是一成不变的，而人为的调整管网系统是使管网系统在某一流量、某一压力下达到平衡，如果管网系统没有良好的水力稳定性，当流量、压力发生变化时，管网系统又会产生水力失调现象。

从上可以看出只有具有良好的水力稳定性的管网系统才能减小水力失调给系统带来的影响，便于对管网系统的调节，更利于管网系统的水力平衡。

二、造成水力失去平衡的类别

（一）静态水力失衡问题

按照供热系统进行设置，对施工材料数据设备进行分析，设定合理的特定用户管道阻力特性，保证管道阻力和设计的合理性，从而实现静态流量设计调节下，

保证供热管理中相关的设计合理性。根据供热管理中合理的特定水力平衡量进行特定管道组织比例分析，调整供水设计数值，实现综合性的设备设计要求，从而保证正常的设计水力平衡要求，实现整体的暖通空调的水力平衡系统控制。

（二）动态水力的平衡系统

根据动态水量的平衡程度进行用户开闸比例分析，设定随时的用户流量监控，防止出现设计偏离问题，造成系统水力失调。这样的动态水力调节控制过程是具有一定的变化性的，不是固定不变的，是在系统的快速运行中逐步产生的。一旦出现系统的动态水力失调问题，就需要进行管道设备的相关动态调整，从而对相关水力平衡设备进行控制，实现对其他用户开闸比例的变化调整，防止各个用户在实际的流量变化设计过程出现不平衡性，造成系统的动态水力失衡。

（三）定流量的暖通空调水力失衡调节系统

按照水力平衡程度对水力调节系统进行设定，保证在整体的设计运行中实现基础流量的有效控制，从而实现对流量的全部定量、部分定量和单独定量控制。

全部定量是针对阀门的开度比例进行系统恒定流量分析，对设备进行设定，从而完成全部管道定量的系统调节。部分定量是根据管道的串联或并联情况进行分析，对系统流量中的主要基本信息进行设定，从而保证定流量的同时完成水力调整，是有针对想的水力平衡调节设置。末端式的设备通断暖通系统是通过相关的支路连接，保证相关的定流量系统控制，一旦发生静态失调问题的时候，可以采用动态末端的调整完成水动力的设备水利平衡过程。

三、热水采暖系统水力不平衡控制措施

（一）降低内因对系统水力平衡的干预

1、热力入口设置自力式压差平衡阀

热力二次网系统各楼栋的分支环路水力是否平衡直接影响楼栋内的分支系统热效果，为了按设计要求的流量合理分配离热源最远和最近环路的流量，在各楼栋分支的热力入口设置自力式压差平衡阀，从起点就保证分支内的水力平衡。

2、优化楼内系统各分支环路

楼内各分支立管环路对于热水采暖系统同样重要，要确保楼内采暖系统水力均衡，就得从优化各分支环路水力平衡开始。一般而言，管网近热力入口端分支环路系统作用压差较大，且受管道内热媒流速和管径规格的限制，分支环路所承受的剩余作用压力难以消除，而管网远热力入端分支环路的作用压差较小，又需要补偿作用压差，而针对此类情况在设计时就要进行系统优化，精确计算各分支的压差，根据远近进行管径的调整，合理设计接入位置，并在立管处或水平分支处加设动态平衡阀，根据用户热需求动态调节，平衡各个环路之间的作用压差，由此规避各环路水力不平衡问题。

3、降低水力平衡值计算误差的影响

（1）在计算压力损失值时应准确计算最远、最近及其他立管的环路流量，确定各节点的压力，根据各环路水头差值进行系统的布设，然后再进行计算和调节，直到整个系统水力平衡。可优先计算离热力入口最远立管和最近立管的环路，依据两者管径和压力损失计算压力损失值，一般情况下，上述两者之间的压力差值均符合布设要求，则其它管道之间的压力值均会合乎要求。

（2）系统设计后梳理管网各并联环路之间的平衡差值应当符合相关规范规程。

（3）因其误差不可避免，要在系统运行时进行调试，在适当位置安装静态平衡阀调节管网流量，尽量缩小管道实际阻力与设计规定值之间的差距，使水力达到平衡。

（二）降低外因对系统水力平衡的干预

1、遵从暖通设计原则

工程设计者应当遵从采暖系统设计原则和规范完善设计方案，其中包含设计前现场考察、资料收集及水力平衡值的计算等。

2、实施期完善系统布设

（1）通过各类调节阀进行系统修正调节

工程安装和运行调试时，通过设计时加设的各类调节阀来克服系统固有的水力失调及实施阶段导致的系统水力失调问题。比如安装时根据设计值对静态平衡阀调整到位，在调试阶段根据实际流量的测定值与设计要求流量的比值大小，对该工程重新确定各节点的压力，重新核算，再通过装设的静态平衡阀调整到位，使其与设计要求管道特性阻力数比值一致，对个别立管选择不合理可通过调整其与系统接入点的位置，从而达到需求的流量。

（2）针对采暖系统垂直水力失调的调整

针对热水采暖系统垂直水力失调，导致立管流量出现不均的现象，即出现立管系统“上热下冷”的现象。此时应先审核设计图纸，明确立管的散热器情况。若个别立管存在散热器不热的问题，则应对其它底层过热的立管进行调节，再通过立管散热器前的温控阀进行调整。若是多数立管都出现该类问题，则需对室外管网系统进行调节。

结语

综上，对造成热水采暖系统的水力不平衡的问题加以重视，从设计和施工等不同角度进行细化和分析，制定相应的解决策略。

参考文献：

[1]吴怡青.同程式垂直单管顺流热水采暖系统浅析[J].区域供热.2011(06)