集中供热系统水力平衡的若干观点与分析

集中供热系统水力平衡的若干观点与分析

集中供热系统由多部分组成，有市政主管道、小区接入管道、交换站、压力装置和冷水系统、锅炉集中供热系统、分户计量表等，虽听起来复杂，但其运转原理基本上离不开三大过程。即：能热转换过程由热源系统完成；热量输配过程由室外系统完成；热量散发过程由室内系统完成。

而在集中供热系统中，水力平衡是热量输配过程的基本保障，而如果水力失衡不仅会造成室温供热不均，更存在较多弊病，今天我们就着重来分析这个问题。

1、水力失调的表现：

在集中供热系统的室外管网中，水力失调主要表现为：各个环路的流量输配不均衡，致使各个用户的室温冷热不均，距循环泵较近的室温偏高，用户被迫开窗散热，大量热能流失；距循环泵较远的用户却因室温偏低经常投诉，甚至拒交采暖费。

另外一些问题也和水力失调密切相关，例如系统在大流量小温差的工况下运行，锅炉或换热器等热源设备难以达到其额定出力，投入运行的设备超过实际负荷的需求，水泵的工作点偏离高效区，燃料和输热电能的消耗过高等等，水力失调已成为集中供热系统中普遍存在又难以治愈的顽疾。

2、集中供热室外系统是节能运行的前提条件。

室外系统的水力平衡决定着整个系统运行效果。但由于种种原因，水力平衡很难真正实现，尽管各种技术措施和调控设备已推广应用了很多年，水力失调仍然普遍存在。其根源首先是人们对这个问题的认识不足，其次是缺乏可靠有效的技术设备，而现有技术设备的实用性和可靠性有待提高。

3、水力失调是先天性的弊病。

室外管网一般都是异程系统，在异程管网中的循环水，从循环泵流经各个环路的路程不同，阻力就不同，所需的动力也不同。而循环泵提供的动力呈现两极分化的趋势，最不利环路的路程最长，阻力最大，所需的动力最大，却处在管网中动力最小的位置，流量甚至不足额定值的30%。水力失调不可避免。

4、仅靠设计计算难以保证水力平衡。

通过对室外管网系统进行整体设计计算，仍难以克服水力失调，这是因为设计者要加上保险系数，还要为系统扩容预留余量，无法准确地以最不利环路的阻力去匹配其它环路的阻力，此外，计算数据与实际状况的误差、施工的误差和变更也是造成水力失调的重要原因。

5、常年不变的稳态系统是造成水利失调的因素之一。

各环路的阻力固定不变的管网系统是稳态系统或静态系统，而稳态系统的逐年扩容改造，也是产生水力失调的重要原因，不仅失去原有的设计依据，也失去了原来调试过的稳态水力平衡，因此，逐年扩容的管网系统需具有动态因素，故必须采用动态调控设备才能有效根除水力失调弊病。

6、稳态调控设备难以满足使用要求。

稳态调控设备也可称为定阻力设备，包括节流孔板、调节阀、平衡阀等。它们共同的特点是：通过人工调节设定其开度，匹配各个环路的阻力，消除剩余压头，以实现水力平衡。其中，节流孔板的阻力设定后无法调节，而调节阀的阻力虽然可以调节，却没有定量的手段，所以它们基本无法使用。

而平衡阀可以借助其专用仪表，通过手动定量调试来匹配管网系统中各个环路的阻力，使系统实现水力平衡，但它的调试较繁琐，管网系统越大，调试也越困难；当管网系统扩容后，其阻力特性改变，又需重新进行调试，因此平衡阀难以满足使用要求。

7、动态失调的成因：

各环路的阻力经常调节变化的系统是动态系统，如果没有动态调控设备，当某些用户主动调节用热量或散热器恒温阀自动动作时，就会干扰其它环路的用热量，严重的还会产生振动和噪音。

这种失调弊病不是先天性的，是在各环路的调节过程中产生的，必须采用动态调控设备加以控制和消除，否则系统将难以正常运行。

8、动态系统中也存在稳态失调的因素。

假设在短时间内系统中全部用户都需要较大的流量时例如室外气温骤降时，或者供水温度不足时所有恒温阀将开到最大，此时，若不对有利环路的最大流量加以限制，不利环路将得不到足够的流量，因此，动态系统也要注意防止稳态失调。

9、动态调控设备必不可少。

动态调控设备也可称为自力式变阻力设备，主要包括自力式流量控制阀、自力式压差控制阀等。它们无须外力驱动，能够根据阀门前后（或系统）压差的变化自动调节阀门的阻力，保持流量或压差的恒定，流量或压差还可以随时设定调整。变阻力设备适用于动态系统中克服动态失调，也可用于稳态系统克服稳态失调。

小编小结：随着我国经济的飞速发展，高楼鳞比。而高层建筑中供热系统的水力平衡问题仍存在的诸多弊病需要完善与解决。近几年国内开发的动态调控设备用在稳态系统中克服稳态失调的成功范例很多，但其实用性、耐久性和可靠性有待提高。只有不断的深入研究及探索，优化供热系统，才能使居民生活更加便利与舒适。