供暖系统水力失调原因及解决方法

供热系统水力失调原因及解决方法
第一章水力失调和水力平衡的概念
在热水供热系统中各热用户的实际流量与设计要求流量之间的不一致性称为该用户的水力失调。

水力失调的程度可以用实际流量与设计要求流量的比值来衡量，即称水力失调度。

水力平衡是指网路中各个热用户在其它热用户流量改变时保持本身流量不变的能力。

第二章水力失调和水力平衡的分类
2.1静态水力失调和静态水力平衡
由于设计、施工、设备材料等原因导致的系统管道特性阻力数比与设计要求管道特性阻力数比值不一致，从而使系统各用户的实际流量与设计要求流量不一致，引起系统的水力失调，叫做静态水力失调。

静态水力失调是稳态的、根本性的，是系统本身所固有的，是供热系统中水力失调的重要因素。

通过在管道系统中增设静态水力平衡设备（水力平衡阀）对系统管道特性阻力数比值进行调节，使其与设计要求管道特性阻力数比值一致，此时当系统总流量达到设计流量时，各末端设备流量均同时达到设计流量，系统实现静态水力平衡。

2.2动态水力失调和动态水力平衡
当用户阀门开度变化引起水流量改变时，其它用户的流量也随之发生改变，偏离设计要求流量，从而导致的水力失调，叫做动态水力失调。

动态水力失调是动态的、变化的，它不是系统本身所固有的，是在系统运行过程中产生的。

通过在管道系统中增设动态水力平衡设备（流量调节器或压差调节器），当其它用户阀门开度发生变化时，通过动态水力平衡设备的屏蔽作用，使自身的流量并不随之发生变化，末端设备流量不互相干扰，此时系统实现动态水力平衡。

第三章定流量系统水力平衡分析
定流量水力平衡系统是供热设计中常见的水力系统，在运行过程中系统各处的流量基本保持不变。

常用的主要有以下三种形式：
3.1完全定流量系统
完全定流量系统是指系统中不含任何动态阀门，系统在初调试完成后阀门开度无须作任何变动，系统各处流量始终保持恒定。

完全定流量系统主要适用于末端设备无须通过流量来进行调节的系统，如末端风机盘管采用三速开关调节风速和采用变风量空气处理机组的空调系统以及系统要求较低、只需气候补偿器调节供暖水温即可满足基本需要的供暖系统等。

完全定流量系统只存在静态水力失调，不存在动态水力失调，因此只需在相关部位安装静态水力平衡设备即可。

通常在系统机房集水器上安装水力平衡阀；对于空调水系统，可以在建筑物各层水平回水管上安装水力平衡阀。

对于某些系统，虽然也不包含任何动态阀门，但由于无法通过其它非流量手段进行调节，因此在实际运行中用户会因为房间过冷或过热而改变阀门开度从而改变流量，因此可以认为这种系统介于定流量和变流量之间。

3.2单管串联（带旁通管）供暖系统
单管串联供暖系统包括垂直双管水平单管串联系统以及垂直单管系统等。

这种系统主管的流量基本不变，因此是定流量系统。

以前者为例，来说明实现系统水力平衡的方式。

这种系统主要存在静态水力失调，在水平分支管上由于三通或二通温控阀的调节作用而存在一定的动态水力失调。

因此只需在相关部位增设相关的水力平衡设备即可使系统保持水力平衡。

具体如下：
（1）在系统机房集水器上安装水力平衡阀；
（2）在立管回水管上设水力平衡阀；
（3）在水平分支管上安装流量调节器保证各分支环路流量恒定（既可在本分支环路内部管道特性变化时保持流量恒定，也可在其它环路流量变化时避免受其干扰）。

3.3末端设备带三通调节阀的空调系统
系统各分支环路的流量基本不变，是定流量系统。

这种系统主要存在静态水力失调，在末端管路上也存在一定的动态水力失调。

因此只需在相应部位增加相应的水力平衡设备即可使系统保持水力平衡。

第四章变流量水力平衡分析
变流量系统在运行过程中各分支环路的流量是随着外界环境负荷的变化而变化的。

由于暖通空调工程在一年运行的大部分时间均处于部分负荷运行工况，因此变流量系统大部分时间系统流量都是低于设计流量的。

因此这种系统是实时、灵敏、高效、节能的。

变流量系统一般既存在静态水力失调，也存在动态水力失调，因此必须采取相应的水力平衡措施来实现系统的水力平衡。

4.1静态水力平衡的实现
通过在相应的部位安装静态水力平衡设备，使系统达到静态水力平衡。

实现静态水力平衡的判断依据是：当系统所有动态水力平衡设备均设定到设计参数位置（设计流量或压差），所有末端设备的温度控制阀门（温控阀、电动二通阀和电动调节阀等）均处于全开位置时（这时系统是完全定流量系统，各处流量均不变），系统所有末端设备的流量均达到设计流量。

从上可以看出，实现静态水力平衡的目的是保证末端设备同时达到设计流量，即设备所需的最大流量。

避免了一般水力失调系统一部分设备还没有达到设计流量，而另一部分已远高于设计流量的问题。

因此它解决的是静态平衡和系统能力问题，即保证系统能均衡地输送足够的水量到各个末端设备。

但是，末端设备在大部分时间是不需要这么大的流量的。

因此，系统不但要实现静态水力平衡，还要实现动态水力平衡。

4.2动态水力平衡的实现
通过在相应部位安装动态水力平衡设备，使系统达到动态水力平衡。

它包含两方面内容：
（1）当系统其它环路发生变化时，自身环路关键点压差并不随之发生变化，当自身的动态阀门（如温控阀、电动调节阀）开度不变时，流量保持不变。

（2）变流量系统动态水力平衡一般是通过动态水力平衡设备将双管并联系统关键点压差恒定在设计压差来实现的。

因此变流量动态水力平衡系统也可叫做变流量定压差系统。

压差调节是变流量系统的主要调节方式。

实际上，动态水力平衡的另一关键设备流量调节器也是通过阀体内部关键点恒定压差（关键点间的节流装置开度不变）来保持流量不变的。

第五章管网水力平衡调节
5.1间接式供热系统的初调节
间接供热系统的调节分为一次系统调节和二次系统调节,调节时先调节一次系统,后进行二次系统的调节,为减少调节时的盲目性和提高调节效果,在调节前分别对一次和二次系统进行准确的水力计算,然后按计算结果进行调节。

5.1.1一次系统的调节主要是利用换热站内或管道上设置的检测仪表(流量计、压力表等)对网路上或换热站内的平衡调节阀按水力计算结果进行调整。

5.1.2二次系统的调节同直接式供热系统的调节一样,即借助检测仪表,按水力计算结果,对管网上和热用户入口处各平衡阀门进行调节。

二次系统采用的是自力式流量平衡阀,自力式流量平衡阀的工作原理:依靠被调介质因流量变化而产生的压差变化,来自动调节阻力大小,控制流量不变,从而消除压差变化产生的影响,稳定流量。

其作用对象是系统的流量,当外网压力波动时被控系统不受影响,可准确地控制各支路的流量,降低了能量的消耗。

5.2 间接式供热系统的运行调节
根据调节地点不同,供热系统的运行调节分集中调节、局部调节。

集中调节在热源处集中运行;局部调节在热力站或用户引入口进行。

集中或局部调节方式又有如下几种:
5.2.1质调节:保持流量不变,用改变网路供水温度来调节的方法。

此方式用于二次系统的运行。

5.2.2分阶段改变流量的质调节:按室外温度高低把供热期分成几阶段,在不同阶段保持一定流量情况下进行质调节的方法。

5.2.3间歇调节:通过改变每天供热时数来调节的方法。

一次(高温水)系统的运行调节。

由于一次系统的水利工况较易调节,系统压力可调范围大,因此其运行调节采用质调与量调并用,在保证最不利点压差足够的情况下,尽量采用量调的方法,特别是供热初期和后期以量调为主,供热中期以质调为主,量调为辅。

二次(低温水)系统的运行调节。

间接式供热系统中的每一个独立的二次系统实际上是一个小型直接式供热系统,也是以质调为主。

一个间接式供热系统有几十个或数百个二次系统,这些系统运行调节要求同步进行才能达到预期效果,因采用人工调节方法无法实现,需采用自动控制方法。

自控系统根据室外温度自动调节二次供水温度,按室外温度变化对一次系统供水量进行自动调节,来控制二次系统的供水温度,达到对二次系统质调的目的。

5.3加强系统运行管理,改进调节过程中的失衡
运行调节过程中的水力失调现象,人为因素影响较大,系统在日常运行中必须加强管理,以保证供热质量,并使系统安全、经济地运行。

系统运行过程中要严格按制度办事,避免管网系统因污物堵塞、“空气塞”、排污不及时等原因造成的水力失调。

管网系统设立巡回检查制度,以便及时发现系统不热、漏水和其他不正常现象。