管网水力平衡

并联管路的阻力平衡

并联管路的阻力平衡

无论对于供热热水管路、空调水系统管路、空调风管管路还是除尘、蒸汽管路等，都存在并联管路。而并联管路的阻力平衡问题就是水力平衡问题的核心。

流体输配管网为什么要达到水力平衡？

这时因为如果并联管路水力失调，即阻力不平衡（工程上一般两支管的阻力差小于15%，含尘风管不超过10%即认为平衡，（不含公共管路））如图：即

图1（其中P A1=P A2=P A, P B1=P B2=P B）

应用等温降的水力计算方法时预先假定末端设备的温降相等，即供回水温差相等，由此确定了各个支管的管段流量。此时根据并联管路平衡原理，该流量必然存在一个唯一的管径，使之达到平衡。但由于管径规格的限制不能选择到该管径。这时并联管路的资用压力相等，阻力相等。就会导致在实际运行当中，实际流量偏离根据负荷确定好的管段流量。而流量一旦偏离设计流量，通过末端设备的换热以后，放出（吸收）的热量就会偏离设计值，出口温度也相应会发生改变。

对于该系统，假设，那么水泵的扬程必然为最不利环路

GA1B1H

所以A2B2环路的可资利用的压力（资用压力）就为，如果

A2B2的阻力损失与其资用压力满足式1），那么并联管路就是平衡的。否则如果根据等温降法预先确定的末端2的流量

L2和假设的管径D2计算出来的阻力损失不满足资用压力时，则说明管径选择不合适，（这是一种倒推法，根据预定好的流量来选管径）调节管径使阻力损失与资用压力相符合。但通过这种调管径的方法经常存在难以满足要求的情况（受管径规格所限），所以需要采用阀门进行调节。

如果反过来，如果预先确定好管径D1，D2，那么根据并联管路压力平衡的流体力学原理得到各支管的流量和对应的温降。这种设计方法能使设计工况与实际工况基本一致。但问题难点

在于对末端设备不在额定设计温差和额定流量时设备出力的计算上。

然而遗憾的是在实际的设计当中，经常采用的方法是，很多时候对于并联管路的管径也是根据预先确定的流量，采用控制流速或者比摩阻的方法确定的。这种做法导致的结果就是并联环路水利不平衡，流量偏离设计流量，从而导致冷热不均。

从文献暖通空调,张锡虎高工的工程设计问答一中可知：

使并联环路平衡的基本途径和步骤是;

1/合理划分和均匀布置环路.例如管路不能过长，较大负荷不宜布置在环路末端。

系统总压力损失和比摩阻的取值及其分配，比较合理的方法应该是：

首先第一步是先确定水泵的扬程，这里不是根据计算的最不利环路的阻力损失加上设备阻力和阀门阻力的和再留一定的富余量。而是根据GB 50189--2005《公共建筑节能设计标准》对集中热水供暖系统循环水泵耗电输热比(EHR)和空气调节冷热水系统输送能效比(ER)的要求，确定循环水泵的扬程。

对于空调水系统和风系统，可按照原始办法计算出循环水泵或风机的杨程再根据GB 50189--2005《公共建筑节能设计标准》中对

以此来校核所选风机和水泵的合理与否。

2)循环水泵扬程减去冷(热)源设备系统和末端设备(包括末端设备的调节阀)的阻力，即为最不利环路的许用压力损失

3)将最不利环路的许用压力除以最不利环路供回水干管总长度L，如考虑局部阻力约为总阻力的0．2．~ 0．3倍，可得最不利环路的平均比摩阻R≈(o．7～0．8) /L

4)为有利于并联环路之间的水力平衡，许用压力损失的分配应尽量减小公共段阻力损失所占的比例。在图1中即减小管段

GA和BH段的阻力所占总阻力损失的比例，增加AB两点间的阻力损失。这样AB间资用压力更大时，分母变得较大，更容易平衡。

例如北京市《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》中作出了以下规定，“用户二次水侧室外管网最不利环路管道的比摩阻，宜不大于60 Pa／m，且其压力损失宜不大于热源出口处总压差的l／4。”

5)根据水力平衡原则，与最不利环路并联的其他环路，应根据与最不利环路并联点的供回水压差(许用压力损失)，确定其平均比摩阻。但最大流速不应超过《采暖通风与空气调节设计规范》第4．8．8条的规定。

6)在使用平均比摩阻时，在同一环路内，末端管段应取较小比摩阻，起始管段应取较大比摩阻。

7)当与最不利环路并联的环路，因受最大流速制约而不能达到较大计算压力损失时，计算压力损失较小环路可配置适当的调节装置，且标记出所需要的调节量。这样的环路应该是局部的，而不是全部或大多数。例如北京市《新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程》中作出了以下规定，“应计算室外管网在每一建筑供暖入I=／的资用压差，以对照室内系统的总压力损失，正确选择入口调节装置。”