淺析配水管徑計(jì)算存在的問(wèn)題

羅衛(wèi)東

摘 要：熱水供應(yīng)是當(dāng)今社會(huì)中非常重要的一部分，居民住宅、公建、酒店等等越來(lái)越多的建筑需要直接的熱水供應(yīng)。但是當(dāng)下的熱水供應(yīng)系統(tǒng)中，熱水循環(huán)設(shè)計(jì)存在諸多問(wèn)題，例如一旦熱水循環(huán)系統(tǒng)在工作中出現(xiàn)短路現(xiàn)象，就會(huì)直接影響整個(gè)熱水循環(huán)系統(tǒng)的工作效果，最終影響用戶的使用。本文筆者通過(guò)管路流量特性方程h=SQ2中涉及到的幾個(gè)變量進(jìn)行分析，找出熱水循環(huán)系統(tǒng)的影響因素，并且提出規(guī)避建議。

關(guān)鍵詞：集中生活熱水；熱水循環(huán)；短路循環(huán)；循環(huán)流量；水力平衡

進(jìn)入二十一世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度與日俱增，勢(shì)頭非常迅猛。因此人們的物質(zhì)生活要求也越來(lái)越高，其中一個(gè)很小的方面就是對(duì)熱水供應(yīng)的要求越來(lái)越高。公寓大廈以及酒店建筑越來(lái)越多，每個(gè)房間配備熱水器已經(jīng)不能從根本上解決人們對(duì)于熱水的需求，因此集中供應(yīng)生活熱水成為一個(gè)非常便捷有效的熱水供應(yīng)體系，并且造福廣大人民。但是從現(xiàn)有的熱水供應(yīng)系統(tǒng)的使用情況來(lái)看，主要存在的問(wèn)題是熱水循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生短路現(xiàn)象，整個(gè)系統(tǒng)的循環(huán)效果無(wú)法得到保障，進(jìn)而各個(gè)用水點(diǎn)無(wú)法獲得所需溫度的熱水。另一方面，如果集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)的供水管道與供暖管道同溝敷設(shè)，此時(shí)則無(wú)法采取同程布置方式，這樣一來(lái)遠(yuǎn)離鍋爐房的用戶就要浪費(fèi)需要無(wú)效冷水才能等到熱水，一旦停用一段時(shí)間又要重復(fù)浪費(fèi)無(wú)效冷水。一方面這是對(duì)水資源的巨大浪費(fèi)，另一方面也影響了用戶的使用感受。因此，本文旨在從設(shè)計(jì)角度改善現(xiàn)有熱水循環(huán)系統(tǒng)的缺陷，在最大限度節(jié)省水資源的情況下提高用戶的使用效率和使用感受。

1 影響集中生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)循環(huán)流量的因素

在我國(guó)現(xiàn)行的《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中，有規(guī)定明確表示，全日供應(yīng)熱水系統(tǒng)的熱水循環(huán)流量，需要按照配水管道的熱損失進(jìn)行確定?，F(xiàn)有的設(shè)計(jì)習(xí)慣中，一般將小時(shí)耗熱量的百分之三到百分之五作為熱損失。規(guī)范中還規(guī)定，管網(wǎng)中每小時(shí)熱水的循環(huán)次數(shù)為2-4次，但是該系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)并聯(lián)環(huán)路不平衡而導(dǎo)致的附加流量，而這一附加流量并沒(méi)有按照規(guī)定所說(shuō)計(jì)入到循環(huán)當(dāng)中去。

在熱水供應(yīng)系統(tǒng)中，如果是環(huán)路管徑和管長(zhǎng)都相同的同程布置，則各配水管道的計(jì)算熱損失、管道容易以及循環(huán)流量三方面均相同。但是將能量平衡觀點(diǎn)結(jié)合公式h=SQ2來(lái)看，我們不難得出S1Q12=S2Q22。從該式種我們可以很清楚的看出，在并聯(lián)管段中，流量和直管段的長(zhǎng)度成反比。而這一現(xiàn)狀恰恰與規(guī)定中說(shuō)明的相反，規(guī)定中明確指出，隨著管道長(zhǎng)度的增加，熱損失會(huì)隨之增加，同時(shí)水溶劑也會(huì)越大，最終導(dǎo)致熱水循環(huán)流量也越大。這一規(guī)定對(duì)于同程布置的熱水供應(yīng)系統(tǒng)完全適用，但是對(duì)于管徑相同管長(zhǎng)不同的供應(yīng)系統(tǒng)，這樣的流量計(jì)算就顯得牽強(qiáng)了。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，如果在并聯(lián)環(huán)路中某一個(gè)管段比其他管路的管段長(zhǎng)出百分之十，根據(jù)規(guī)范的說(shuō)明那么其循環(huán)流量也應(yīng)該只比其他管段大百分之十，但是根據(jù)h=SQ2這個(gè)方程中計(jì)算的數(shù)據(jù)來(lái)看，其循環(huán)流量不但沒(méi)有比其他管段大，反而比其他管段小了百分之五，兩者的差值達(dá)到了百分之十五。

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們很難保證并聯(lián)環(huán)路的實(shí)際循環(huán)流量嚴(yán)格按照規(guī)范中的來(lái)，即使能夠確保實(shí)施同程布置，但是由于各個(gè)環(huán)路的用水量有較大差異，勢(shì)必導(dǎo)致其管徑的循環(huán)流量也不相同。還有一種情況是由于管長(zhǎng)不同而導(dǎo)致的阻力不同，進(jìn)而使得環(huán)路的實(shí)際流量與規(guī)范中指出的不同。如果建筑物布局規(guī)則，并且建筑物的用水點(diǎn)布置均衡，各個(gè)用水點(diǎn)的用水量也較為穩(wěn)定，那么使用采取同程布置就相對(duì)比較同意。但是如果是用水點(diǎn)的用水量差距較大的建筑，管路進(jìn)行同程布置就顯得非常困難，即使在設(shè)計(jì)時(shí)采用了同程布置，但是在實(shí)際供應(yīng)熱水的過(guò)程中也難以達(dá)到同程布置應(yīng)有的效果。

關(guān)于循環(huán)泵的使用，在定時(shí)集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)全日制熱水供應(yīng)系統(tǒng)中的使用時(shí)間是不一樣的。在定時(shí)集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)之，通常是在供應(yīng)熱水錢半小時(shí)將循環(huán)泵開(kāi)啟，待水加熱至規(guī)定溫度后，關(guān)閉循環(huán)泵。但是在異程布置的情況下，循環(huán)泵僅僅工作半個(gè)小時(shí)無(wú)法確保所官網(wǎng)所有的熱水全部循環(huán)一遍，還有部分管網(wǎng)中的水沒(méi)有得以循環(huán)。特別是那些較大的管網(wǎng)，這種情況的出現(xiàn)更為嚴(yán)重。因此用戶在使用時(shí)，就必須要放掉很多冷水，才能得到所需的熱水。

2 解決方法

第一，生活熱水用量、熱損失、配水管容積以及循環(huán)流量這四個(gè)因素是相互影響的，生活熱水用量的增加會(huì)間接導(dǎo)致循環(huán)流量的增大，因此對(duì)生活熱水管道進(jìn)行同程布置的時(shí)候，設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)盡可能的吧生活熱水用水量比較接近的用水點(diǎn)放在一個(gè)熱水供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)，這樣能夠最大限度的提高熱水供應(yīng)效率并且減少無(wú)效冷水的浪費(fèi)現(xiàn)象。

第二，為了防止環(huán)路阻力不同而對(duì)熱水供應(yīng)系統(tǒng)的供應(yīng)效果造成影響，在流量基本相同的同程管道布置系統(tǒng)當(dāng)中，如果出現(xiàn)個(gè)別較長(zhǎng)的環(huán)路，我們可以增加環(huán)路的循環(huán)管徑，保證各個(gè)環(huán)路在循環(huán)過(guò)程中阻力基本相同。

第三，如果在同程管道布置系統(tǒng)中，各個(gè)環(huán)路難以平衡，那么可以通過(guò)在環(huán)路上設(shè)置溫度控制閥或者是靜態(tài)平衡閥來(lái)改善這一現(xiàn)象。這樣能夠最大限度的保證各個(gè)環(huán)路的循環(huán)流量以及阻力相同，并且操作起來(lái)也比較方便。

第四，很多循環(huán)系統(tǒng)雖然實(shí)行了同程布置，但是各環(huán)路的循環(huán)流量還是有較大差別，此時(shí)我們可以取設(shè)計(jì)小時(shí)耗熱量以及每小時(shí)循環(huán)流量的上限來(lái)進(jìn)行計(jì)算，即設(shè)計(jì)每小時(shí)耗熱量為5%，每小時(shí)循環(huán)次數(shù)為4次。

第五，如果集中生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)的區(qū)域較大，同程布置無(wú)法達(dá)到最佳的循環(huán)效果，那么可以不采取同程布置方法，但需要在總干管上設(shè)立循環(huán)泵，最大限度確保各個(gè)單位管道的循環(huán)效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

生活熱水供應(yīng)系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，給人們的生活帶來(lái)了便利，但是現(xiàn)有的熱水循環(huán)供應(yīng)系統(tǒng)確實(shí)存在弊端，使得熱水供應(yīng)效率不高，無(wú)效冷水浪費(fèi)情況嚴(yán)重。筆者從生活熱水用量、熱損失、配水管容積以及循環(huán)流量這幾個(gè)方面著手，分析同程布置下的熱水循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)如何改變配水管徑，最大限度提高熱水供應(yīng)系統(tǒng)的循環(huán)效率，從而提高用戶的使用感受。

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