供暖空調(diào)系統(tǒng)的水力平衡探究

邵武廣

【摘要】供暖空調(diào)系統(tǒng)要素包括用戶、設(shè)備、熱源以及環(huán)境等多個(gè)方面，需要由水力管將熱能輸送到各個(gè)用戶家中。只要保持水力平衡的狀態(tài)，用戶就能夠獲取系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的流水量，進(jìn)而滿足自身的用水需求。本文以“供暖空調(diào)系統(tǒng)的水力平衡”為主要研究對(duì)象，首先分析了暖通空調(diào)系統(tǒng)一個(gè)用水力平衡閥的主要原因，然后闡釋了其主要特性及在供暖空調(diào)系統(tǒng)中的主要應(yīng)用形式，然后提出了相應(yīng)的解決方案，以期能夠?yàn)閺V大工作人員帶來一定的借鑒和啟示。

【關(guān)鍵詞】供暖空調(diào)系統(tǒng);水力平衡;施工

供暖空調(diào)系統(tǒng)施工過程中，常常因?yàn)榧夹g(shù)、設(shè)計(jì)、調(diào)節(jié)等方面存在問題，以至出現(xiàn)水力失調(diào)的情況，在這樣一種情況下尋找具有一定可行性的辦法，達(dá)成水力平衡，就成為一個(gè)十分重要的問題。

1、水力平衡的概念及分類

熱水供熱或者空調(diào)制冷系統(tǒng)當(dāng)中存在的用戶實(shí)際用量和設(shè)計(jì)要求用量相一致的情況，即水力平衡。

在供暖空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中，水力失衡一般分為靜態(tài)水力失調(diào)、動(dòng)態(tài)水力失調(diào)兩個(gè)部分，前者主要是指因?yàn)槭┕?、設(shè)計(jì)以及設(shè)備材料等原因所導(dǎo)致的管道特性阻力比值和設(shè)計(jì)所要求的比值不相同，進(jìn)而讓用戶的實(shí)際用量有別于設(shè)計(jì)規(guī)劃的情況。相對(duì)來說其是穩(wěn)定和根本性的，屬于系統(tǒng)本身所固有的，也是供熱系統(tǒng)當(dāng)中促使水力失衡的重要原因。后者則是指供暖空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中，在某些閥門出現(xiàn)開度變化時(shí)，相應(yīng)的出現(xiàn)流量變化，以至于系統(tǒng)壓力產(chǎn)生波動(dòng)，其它流量隨之發(fā)生變化，與最初設(shè)定的流量值發(fā)生背離，觸發(fā)水力失調(diào)。相對(duì)而言，動(dòng)態(tài)水力失衡是變化和動(dòng)態(tài)的，也不是系統(tǒng)本身所固有的。

概括地說，水力平衡調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)，也就是將系統(tǒng)當(dāng)中所有的水力平衡閥的流量全部調(diào)節(jié)至最初設(shè)計(jì)的流量。

2、水力平衡的影響因素

概括地說，能夠影響到供暖空調(diào)系統(tǒng)水力平衡的因素?zé)o外乎如下兩點(diǎn)：

2.1熱負(fù)荷的準(zhǔn)確性

其與各個(gè)支路熱量配置的合理性與科學(xué)性存在很大關(guān)聯(lián)，可以說熱負(fù)荷的準(zhǔn)確性是實(shí)現(xiàn)水力平衡的基礎(chǔ)和前提。

2.2熱網(wǎng)改造造成嚴(yán)重的水力失衡

諸如熱網(wǎng)路增容、供熱面積增加、熱負(fù)荷出現(xiàn)變化等情況，都會(huì)對(duì)熱網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生極大的影響，最終促使水力失衡。

3、水力平衡調(diào)節(jié)基本實(shí)現(xiàn)方法

水力失調(diào)必須通過水力平衡的方式來予以調(diào)整，但嚴(yán)格意義來說，水力平衡技術(shù)并非局限于供暖供熱系統(tǒng)當(dāng)中，在空調(diào)領(lǐng)域尤其有著極為廣泛的應(yīng)用。通過研究，筆者在本文中提出了如下幾種有助于實(shí)現(xiàn)供暖空調(diào)系統(tǒng)水力平衡的方法和措施。

3.1熱網(wǎng)運(yùn)行調(diào)節(jié)方式

除了系統(tǒng)正式運(yùn)行前需要進(jìn)行必要的調(diào)節(jié)外，在整個(gè)供暖季還必須考慮到室外變化等一系列因素，要隨時(shí)對(duì)供水的溫度以及流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.2管網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)的實(shí)現(xiàn)

（1）靜態(tài)水力平衡調(diào)節(jié)法

其主要是指通過在管道系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)置靜態(tài)水力平衡設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)管道特性阻力數(shù)比值的調(diào)節(jié)，促使其和設(shè)計(jì)所要求的管道阻力值保持一致。當(dāng)系統(tǒng)總流量達(dá)到設(shè)計(jì)流量時(shí)，各個(gè)末端設(shè)備的流量必須同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量的程度，如此系統(tǒng)自然實(shí)現(xiàn)靜態(tài)水力平衡。

（2）動(dòng)態(tài)水力平衡調(diào)節(jié)法

其主要是指在管道系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)置動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備，一旦用戶閥門在開度方面出現(xiàn)變化 ，則可以通過動(dòng)態(tài)水力平衡的設(shè)置進(jìn)行評(píng)比，讓其流量并會(huì)隨開度發(fā)生變化，而且末端流量設(shè)備也不會(huì)彼此干擾。

3.3基于管道實(shí)踐的水力平衡

管道系統(tǒng)理論上可以通過精密的計(jì)算和管網(wǎng)調(diào)節(jié)進(jìn)而達(dá)到水力平衡的目的，一般情況下會(huì)率先選擇同程式系統(tǒng)，而且要保證系統(tǒng)當(dāng)中每米管道的長(zhǎng)度都要承受同樣的壓力損失。

但值得一提的是，目前市場(chǎng)上所出現(xiàn)的案例，并不可能完全涵蓋所有管道所呈現(xiàn)出的規(guī)格，如此就會(huì)出現(xiàn)因?yàn)閷?shí)際管道內(nèi)經(jīng)計(jì)算不準(zhǔn)確的情況，從而導(dǎo)致管道壓力降的計(jì)算出現(xiàn)失誤。如果管徑選擇不正確，也會(huì)促使一些環(huán)路的阻力增加。而且當(dāng)管道在幾年以后出現(xiàn)生銹的情況，那么銹跡和淤結(jié)物反而會(huì)增加管道的粗糙程度，而且也會(huì)增加管道的壓力，加劇了環(huán)路之間平衡的難度。

相對(duì)而言，一般的系統(tǒng)都屬于定量系統(tǒng)，當(dāng)用戶需要對(duì)流量進(jìn)行調(diào)整時(shí)，就沒有辦法估量過程對(duì)其他用戶所能產(chǎn)生的影響。比如當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)的阻力分配不均勻時(shí)，后續(xù)就不可能按照設(shè)計(jì)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)行，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部的流量分配不夠均勻，出現(xiàn)近熱遠(yuǎn)冷的情況，充斥著不平衡的境況。

這種情況的出現(xiàn)，是不可能單純依靠改變流速、管徑、使用普通法門等方式來解決的，要想改變這一情況，歸根到底就是要尋求各個(gè)管路環(huán)線內(nèi)的水利平衡，要根據(jù)系統(tǒng)的形式，進(jìn)行具體的設(shè)置，選擇能夠保證和實(shí)現(xiàn)水力平衡的裝置。

結(jié)語：

顯而易見的是，目前在我國(guó)很多的供暖空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中都存在水力不平衡的情況，這不僅會(huì)影響和制約供暖和供熱的質(zhì)量差異，而且會(huì)增加過程中的能量損耗，應(yīng)用水力平衡技術(shù)，改善過程中存在的問題和不足，及時(shí)調(diào)整存在的水力失衡情況，會(huì)幫助供暖空調(diào)系統(tǒng)收獲良好的效果，更好地滿足大眾日常生活在供暖和供熱方面的訴求。而通過總結(jié)全文，筆者通過研究得到了這樣幾方面結(jié)論，這些結(jié)論可以作用到以后的系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計(jì)過程中，成為寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

第一，溫控閥的調(diào)節(jié)力度十分有限，所以其并不可能代替所有的溫控環(huán)節(jié);

第二，散熱器供暖管網(wǎng)必須通過調(diào)整管徑的方式，來促使各個(gè)連環(huán)水路趨向平衡;

第三，單管跨越式系統(tǒng)的分流系數(shù)對(duì)散熱器數(shù)量所產(chǎn)生的影響相對(duì)較大，所以在前期設(shè)計(jì)和計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)必須嚴(yán)謹(jǐn);

第四，雙關(guān)系統(tǒng)必須選擇高阻力溫控閥;

第五，在進(jìn)行管路水力平衡的設(shè)計(jì)時(shí)沒有必要強(qiáng)求末端設(shè)備的同城，盡可能減少半徑為選擇較小的水泵揚(yáng)程提供條件即可，這樣就能夠達(dá)到節(jié)能和降低損耗的目的;

第六，當(dāng)管路服務(wù)的半徑比較大時(shí)，可以將服務(wù)對(duì)象劃分為若干個(gè)區(qū)域，同時(shí)處在不利位置的區(qū)塊設(shè)定為阻力控制的較小值，目的是促進(jìn)各個(gè)區(qū)域之間的水力平衡。

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