关于热水采暖系统水力平衡的研究.pdfVIP

关于热水采暖系统水力平衡的研究

摘要：目前，我国采暖系统中普遍存在水力失现象，不仅造成

供暖质量差，而且还增加了能耗。供暖系统的水力平衡技术投资少、

见效快，，它是改善供暖系统现状和促进节能减排改造的有效途径，

具有显著的经济、社会效益。本文对设计热水采暖系统时水力平衡

计算应该注意的几个方面以及对热水采暖系统因为水力失衡而造

成的不良后果与改善措施进行了详细分析与探讨。

关键词：采暖系统；水力平衡；调节阀

正文：

1采暖系统的水力失衡现象

建立热水采暖系统的目的是为了给居住者提供舒适的居住环

境，然而，在现实中，许多采暖系统中采暖空间都普遍存在着冷热

不均现象，由于冷热不均，最终也会带来供暖成本、设备和能源的

巨大浪费。

冷热不均，归根结底是由于供暖系统中水力系统的不平衡所造

成的。当用户阀门开度变化引起管道水流量改变时，其他用户的水

流量也随之发生一些改变，偏离原先设计所要求的流量，从而导致

的水力失调，这种现象叫做动态水力失调。动态水力失调是变化的、

动态的，它是在系统运行过程中产生的，不是系统本身所固有的。

可以通过在管道系统中增设动态水力平衡设备，例如，流量调节器

或压差调节器等来解决这个问题，当其他用户的阀门开度发生变化

时，由于动态水力平衡设备的屏蔽作用，使用户自身的水流量并不

随之发生改变，此时，末端设备流量不会互相干扰，可以使供暖系

统实现动态水力平衡。

定流量水力平衡系统也是采暖系统设计中比较常见的水力系

统，在运行的过程中供暖系统各处的水流量基本保持恒定值。对于

那些完全定流量系统，仅仅存在静态水力失调，不会产生动态水力

失调的现象，因此，只需在特定的部位安装静态水力平衡设备就可

实现水力平衡。

2水力失调的原因分析

导致热水供暖系统水力失衡的原因是多方面的，首先，在系统

设计上，用户系统各立支管环路或网路分支环路之间的阻力损失未

能在设计流量分配下达到平衡状态，在供暖系统开始运行时并没有

进行很好的初调节，而且在系统运行过程中，分支环路和热用户的

流量也可能会发生变化，如果系统中任何一个散热设备或者热用户

的流量发生变化，都会引起其他散热设备或者热用户的流量发生一

些变化，另外，还有供暖系统的扩容改造等，这些情况都是难免的，

它们都会导致供暖系统的流量重新分配，导致水力失衡的现象。

另外，由于受到系统管径规格的限制，完全地依靠系统设计来

消除水力失衡是很不现实的，而且在实际运行中由于局部区域或者

热用户的热负荷的发生变化，也会引起新的水力失衡现象，因此，

在供暖系统运行过程中应该根据实际情况进行一些必要的调节。一

般来说，在进行热水供暖系统水力平衡时，一般的做法是调整散热

设备进出口阀门和管网阀门，但如果采用这种方法进行调节，不仅

调节大，而且还很难达到比较好的水力平衡调节效果。

3保持水力平衡的措施

首先，在进行供暖系统设计时，应该保证供暖系统处于静态平

衡状态，实现系统静态水力平衡的基本判据是：当供暖系统所有动

态水力平衡设备均设定到设计流量或压差，所有的末端设备的温度

控制阀门都处于全开位置时，这时供暖系统是完全定流量的系统，

各处流量均是恒定的，系统所有末端设备的流量均达到设计流量，

可以通过在相应的部位安装静态水力平衡设备，使供暖系统达到静

态水力平衡状态。

从上分析可以看出，实现系统静态水力平衡的目的是保证末端

设备可以达到设计流量，就是末端设备所需的最大流量。从而避免

了一般供暖系统中，一些设备还没有达到设计流量，而另一些设备

已远高于设计流量的现象。因此它解决的是系统能力和系统静态平

衡的问题，也就是保证系统可以均衡地输送足够的水量到各个末端

设备。对于变流量系统，可以参照定流量系统的描述来选择静态水

力平衡设备。

一般来说，换热站房有三种变流量动态水力平衡方式。

1）电动调节阀方式

电动调节阀方式可以分为电动三通合（分）流调节阀和电动二

通阀方式三种，这里以电动二通阀方式为例：首先从分集水器上采

集压力信号p1和p2输入压差变送器，压差变送器输出4-20ma的

标准电流信号到ddc，通过和调节计上预先设定压差相比较，然后

输出4-20ma的控制信号到电动调节阀以控制其动作，最后通过调

节电动调节阀来改变旁通水量，从而保证分集水器压差△p为设计

压差这一恒定值，此时，分集水器上任一分支回路流量的改变不会

对其他回路产生影响，供暖系统可以实现动态水力平衡。