浅议热水供暖系统水力失调的成因与解决方法

浅议热水供暖系统水力失调的成因与解决方法
作者：杨艳红
摘要：随着生活品质提高，冬季采暖不仅是刚性需求还有品质要求，供暖达不要求对于老弱病幼就成为一个大麻烦；要保障供暖，就必须合理设计、供水稳定性。

本文对生活中产生的供热问题进行技术分析，希望能够在实践过程中能提供有效的解决途径。

关键词：热水供暖系统；水力失调成因；解决途径
引言：
我国地域主要在温带地区，取暖是北方必备生活条件；近几年华南、华东地区冬季最低温度也在零度左右，供暖工程也逐步提上了日程，供暖工程承受了前所未有压力。

由于北方城镇地区有至少超过一半用户采用集中供热系统，集中热力管网的用户越来越多，对热水管网系统的稳定性、合理性要求日益提高。

而实际状况并不尽如人意，有很多片区居民存在室温偏低或者根本不热的情况，因供暖不理想拒绝交费之类的事情频频发生。

本文主要通过分析热水供暖系统水力失调的成因，对于解决系统失调的问题提出思路，以期达到抛砖引玉的效果，能为解决供暖问题贡献绵薄之力。

1、热水供暖系统
热水供热系统包括热源、管网、末端三部分组成；管网连接热源、输送热源达到热源用户，管网呈树状分布；末端用户要求、热源供热情况决定了管网设计路由及参数，热源供水压力、末端阻力及系统整体安装运行的经济性决定了管网设计要求。

目前国内常采用单管系统、双管系统及单双管混合系统，从形式上又分为上供下回系统、上供上回、下供下回、下供上回系统及辐射状系统，由于主管线布位置不同因此产生水力失调情况也不同。

但对于形式简单、规模较小的建筑，由于水力失调而引起的供热不均或不理想的情况都表现不明显。

如果建筑规模庞大、热用户情况复杂，系统选用不合理引起的水力失调问题就不能忽视了。

因此合理选择设计系统对于解决水力失调问题是根本途径。

2、热水供暖系统中水力失调的成因
供热系统水力失调主要是指在供暖系统中理论供热流量和实际系统流量之间存在较大的差值，而引起末端用户用热无法达到设计要求。

可能引起系统水力失调，供热效果差的因素有：
1)外网热用户分组不合理。

部分环路所带支路过多，最不利环路管线过长，沿程阻力过大，与其他管路不协调，造成水平失调。

2)系统分环路由选取不合理。

各环路所分担热负荷差值较大，引起各分支管线存在水平水力失调的情况。

3)纵向管线用户多，系统选择形式不合理，产生垂直水力失调，导致立管段上部分用户无法满足用热要求。

4)管路管径选取不合理。

凭借经验选取管道尺寸借助管道阀门调整系统阻力，当阀门无法正常工作或者安装不到位时就导致管道的水力失调情况无法通过调节来缓解。

5)阀门安装不到位，管路阻力无法根据需要调节，造成流量不能按需分配，也会导致用户用热问题。

6)阀门选取不合理。

用户端采暖设备具备自动调温功能，而干管上没有安装相互对应的自动调节阀，干管不能根据末端的用热情况调整流量，导致实际运行参数与设计参数偏差较大，产生供热问题。

7)局部热用户私自改造供热系统，随意调节关闭系统阀门，引起系统阻力数改变，影响到周边热用户的供热效果。

以上各种情况都会影响管道阻力，造成运行不稳定，带来各种供热问题。

在实际工程问题中，大部分供热问题的根源出在室内系统设计及后期用户的改造。

而对于室外管网，若热用户不增加新建筑或对建筑不进行大型改造，外网初始设计都能够满足用户要求。

3、热水供暖系统中对水力失调的解决方法
3.1 提高热水输送网路的稳定性
为了使系统的平衡便于调节，必须提高热水输送网路的稳定性。

目前为提高热水网路的稳定性主要是通过相对增大采暖用户系统的压降或相对减小网路干管的压降。

首先，管路设计计算选经济比摩阻值，在增加成本投资与获取较小的压降二者之间找一个折中点，既满足稳定性要求也可以降低投资。

其次，在计算靠近热源的干管管径时，适当放大管径，对于提高供热管网的稳定性有着显著的作用。

再次，适当增加靠近热源支干管的比摩阻，有利于平衡系统末端其他支干管的压降；外管网最不利环路应适当减小比摩阻降低压降。

另外，设计计算过程中，网路正常运行状态所有的阀门应按照最大开度考虑，通过合理设计来达到用户所需要压头与系统资用压差之间的平衡，在初运行过程中弱化阀门的调节作用，依靠管路自身的缩放调节系统阻力。

最后，通过采用调压板、安装高阻力小管径阀门、水喷射器等措施就可以增大采暖用户系统的压降，配合网路运行工况。

3.2合理选用末端系统及设备
首先，选择合理的系统。

低于六层的建筑用户均可以考虑采用下供下回双管系统，供回水立管的沿程阻力损失与管程内自然循环作用压力基本可以低效，不会产生垂直水力失调的情况，各层用户都可以满足
供热要求。

高于建筑可以采用中供式系统，能够有效的避免上供下回式、下供下回产生的垂直水力失调的情况。

其次，若资用压头与末端用户所需压头不符，可通过减压阀、调压板、设高位水箱来降低压力，或者采用增压泵增加水压等，通过调整供热参数保障供热效果。

再次，室内宜选择南北分环，或者按功能分区分环；每条环路所带立管数不宜超过15组，每组立管与干管连接处设阀门，便于调节各组管路流量；各立管所带用户负荷尽量相当，便于缓解水平水力失调的状况。

另外，采用变流量系统，热力入口以及主要环流均宜在回水管路上设平衡阀，当热用户根据室内情况调节流量时，系统能够较好的调整阻力数以满足流量变化要求，并对水泵采用变频控制应对系统流量、压力变化，起到节能运行的效果。

3.3附加压头平衡技术
在用户供暖系统入口安装不同规格的小水泵来补足资用压头欠缺部分的方法称为附加压头技术。

附加压头平衡技术能够很好地改善供暖系统水力失调问题并能降低能源消耗，在系统末端安装加压水泵，可以在不改动原来的集中供热系统的前提下平衡各用户环路阻力，工程小、投资小的解决水力失调问题。

采用附加压头技术可以补足系统循环水泵所缺少的扬程，由于水泵电耗与水泵效率成反比，与水泵流量和扬程之积成正比，因此附加压头平衡技术还具有节能降耗的特点。

3.4 加强热水供暖系统的运行管理
由于在系统运行过程中的水力失调现象主要受人为因数的影响，因此为使系统经济安全地运行并保证其供热质量，就要求在日常运行中加强对系统的管理。

为方便及时发现系统漏水、不热、和其他不正常现象，水路管网系统应设立巡回检查制度，同时为避免管网系统因“空气塞”、污物堵塞及排污不及时等原因造成的水力失调，就要求热水供暖系统严格按制度办事。

结语：
热水供暖系统中水力失调是由多种原因造成的，本文通过分析水力失调的原因及影响因素，希望对后期设计及改善现有供热状况能有有一定的参考价值和借鉴。