浅谈热水采暖系统的水力平衡问题
[摘 要] 水力平衡在热水采暖系统中起着重要的作用，笔者对设计热水采暖系统时水力平衡计算应注意的几个问题以及对热水采暖系统由于水力失衡而造成的不良后果与解决办法进行了分析与探讨
[关键词] 热水采暖系统 水力平衡
0前言
在设计热水采暖系统时，为使系统中各管段的水流量符合设计要求，就要进行管路的水力平衡计算，水力平衡计算是整个系统设计成败的一个重要因素。热水采暖的运行管理工程师经常会遇到一些类似的问题：供热管网中的立管有些热有些不热、建筑物中上层热下层不热、系统前端热后端不热等头疼的问题。而导致这种现象的主要原因就是水力失衡，有些是系统存在先天性的不平衡，要对这种不平衡的管网进行改造是很费力，也很不经济的，有的用户为了达到水力平衡采用了“大流量、小温差”的供热方式，这样不仅增加了采暖设备的投资费用和运行费用，而且也浪费了大量能源。下面就对设计热水采暖系统时水力平衡计算应注意的几个问题以及对热水采暖系统由于水力失衡而造成的不良后果与解决办法进行了分析与讨论。
1热水采暖系统设计中的水力平衡计算应注意的几个问题
1.1 设计时做水力平衡计算是必要的、严谨的，但有些工程师用“拍脑袋”估算的方式进行设计，结果造成了很多设计上的失败。近年我国对热水采暖系统设计做了一个抽查，发现的结果惊人，比较完整地做了水力平衡计算的只有30%，竟有70%的基本就用“拍脑袋”估算的方式进行设计，而最后造成了很多麻烦。当热水采暖系统从图纸上变为实际存在的时候，问题往往就出来了，这时再对管网作改动就很麻烦，也很不经济。但如果我们在设计的时候就把水力平衡做好了就可以节省很多时间和费用。所以尽管水力平衡计算比较烦琐，但我们在设计的时候还是应该老老实实地做好计算。
1.2管道布置一般要采用同程式，特别是系统比较大时应采用同程式。同程式有利于水力平衡。异程式虽然节省管材，但各循环管路内阻力难于平衡。同程式虽然投资教多，但其效果要好得多，便于调整运行且工作稳定。
1.3管网的各并联环路之间的压力损失差值应符合规定。我国《供热通风设计手册》规定计算热水采暖系统各并联环路之间的压力损失差值（有的资料上称不平衡率）时，不应超过下表的规定。
室内热水采暖系统各并联环路压力损失差值
系统形式 双管同程式 单管同程式 双管异程式 单管异程式
允许压差% 15 10 25 15
总之压力损失差值越小越好。室内外管网虽然经水力平衡计算符合规定的要求，但施工安装后仍然可能会存在水力失调的情况，因其实际流量与设计流量并不完全相符。所以施工完后还应该进行调试，可以运用水力平衡阀调节流量，使水力尽可能的达到平衡，然后再使设备投入正常运行。
1.4应首先计算通过最远立管和最近立管的环路，确定其管径及压力损失，计算其不平衡率。
通常最远立管和最近立管的环路压力损失差值最大。这两者之间的压力差值如果符合要求，其他之间的一般也符合要求。
1.5如水力计算结果和图示表明个别立管供、回水节点间的资用压力过小或过大，则会使下一步选用该立管的管径过粗或过细，设计很不合理。此时，应调整前面的水力计算，适当改变个别供、回水干管的管段直径，使易于选择各立管的管径并满足并联环路不平衡率的要求。
2.热水采暖系统由于水力失衡而产生的常见问题及其解决办法
2.1建筑物上层热下层不热（上热下冷）
如果系统是上供下回式，其立管间水平水力失调，会导致立管流量分配不均，各立管的温降不相同，流量小的立管温降必然过大，使下层散热器进出水温过低，而上层由于流量大其温度变化不大，导致上层过热下层过冷现象的出现。上热下冷现象不仅出现在上行下给式单管系统中，在上行下给式双管系统中也经常出现，是上供下回热水采暖系统一个比较突出的问题，一般温差为2—3ºC,严重的可达6—8ºC。当然造成这种现象的原因也可能是多方面的。要避免此类问题，我们首先应该在设计计算时要充分考虑各种热负荷，考虑水力平衡，特别要考虑重力水头的影响。由水力失调引起的上热下冷现象，如果仅有个别立管的散热器不热，则应该调节其他底层过热的立管，即利用等温降法调节流量大温差小的立管的流量。如果大部分立管存在这种现象，则主要是由外网水力失调所致，必须调节室外管网，达到用户所需要的流量为止。
2.2供热管网末端整栋楼的散热器不热
由于供热管网的水平水力失调，在管网布置时水力平衡考虑不周，造成流入离锅炉房较近建筑物的水量过多，流入离锅炉房较远建筑物的水量过少，从而使离锅炉房较远建筑物暖气不热，一般出现这种情况是整栋楼的散热器不热。要避免此种情况，我们首先在设计计算时就应该认真进行水力平衡计算，因其实际流量与设计流量并不完全相符，施工完后还应进行调试。遇到这种问题，可在余压过大的建筑物入口处安装合适的孔板或水力平衡阀，或同时将热网末端的管径适当放大，直至使其达到水力平衡。
2.3建筑物内个别立管或散热器不热
造成建筑物内个别立管或散热器不热的主要原因一般是系统采用了异程式，而异程式不利于水力平衡，或者是一支立管上散热器组数过多。应当采取的措施是将异程式系统改为同程式系统，如果仍然出现此类问题，则可能是同一支立管上散热器组数过多，需减少散热器组数，还可以用增大管径使之增大流量的办法。
3.总结
在做热水采暖系统设计时应认真做好水力平衡计算，对于实际中由于水力失调而导致的一些问题在文章中提出了一些相应的解决办法，通过采取如采用同程式系统、调节管道的流量等方法可以解决实际中存在的一些问题。
参考文献
1． 贺 平 供热工程 北京：中国建筑工业出版社 1996
2． 陆耀庆 供暖通风设计手册 北京：中国建筑工业出版社 1987
