1、1论采暖设计的水力平衡分析摘要：建筑采暖设计是很多严寒地区的建筑设计的一个要求，当前，我国建筑的采暖设计中，尤其是空调系统中的水力失衡的现象还比较严重，这会降低采暖效率，同时还增加了采暖系统的成本。因此，保持水力平衡在采暖系统的设计和应用中具有十分重要的意义。水力平衡对于当前采暖系统的改进以及系统的节能而言，都是十分重要的方式。水力平衡的投资一般不高，而且见效比较快，在采暖设计中是比较常用的一种节能方式。本文就采暖设计中的水力平衡的相关问题进行分析和探讨。关键词：采暖系统，水力平衡，探讨 中图分类号： TU832 文献标识码： A 引言 对于建筑采暖设计中，为了保证采暖系统中的水流量能符合具体
2、的设计要求，进行水力平衡的分析是一个必要的过程。计算水力平衡对于采暖系统的设计有着十分重要的意义。在一些建筑供暖系统中，常常会遇到一些问题，如供热管网中的立管热度不均匀、供暖系统的前后端的热度也不相同，出现这类问题的主要原因就是水力失衡造成的。为了保证采暖系统中的水力平衡，有的供暖设计采用“大流量、小温差”的供热方式，这种方式会增加采暖设备运营的成本，也会产生一定的能耗，所以并不经济。在采暖系统的水力平衡设计中，需要注意的问题还比较2多。本文对采暖设计中的水力平衡进行相关分析，并提出促进水力平衡的措施。 水力失衡的相关概念 水力失衡指的是在采暖供热系统中，用户的实际流量与预计的流量之间出现差值
3、的现象。采暖系统中的水力失衡的程度可以用实际使用过程中的流量和设计的流量之间的比值来表示。X = QS/QJ，QS 表示的是用户在使用供暖系统时产生的实际流量，而 QJ 表示的是设计的流量。在采暖设计中，保持水力平衡是利用采暖效率的一个重要措施，水力平衡指的是在采暖系统中，其他用户的流量改变时，各个用户保持自己的流量不变的一种能力。 水力失衡有不同的分类，第一种是静态的水力失衡在采暖系统设计施工时，由于各种原因导致热水管道的实际阻力系数比和设计的阻力系数比值不相同所引起的实际流量和设计的流量不相同的现象就叫做静态水力失衡，静态水力失衡是系统本身存在的问题。通过在采暖系统中增加一些相应的静态水力
4、平衡设备来解决这类水力失衡的问题。第二种是动态水力失衡。用户的使用供暖设施的过程中，由于打开阀门时的开度不同引起的水流量的变化，从而影响了其他用户的水流量，导致用户的水流量与设计的水流量之间形成差距的现象就叫做动态的水利失衡。这是一种动态的水利失衡现象，是随时发生改变的，不是采暖系统的问题，解决这类问题需要在管道中增加一些动态水力平衡的设备，比如流量调节器，来对动态水力失衡进行调节，解决这类问题。 对水利平衡进行计算时存在的问题 3（一）采暖管道的并联环路之间的压力损失差值 这个图中的数据表示的是室内采暖系统中并联环路压力损失差值的范围，在对供暖系统的并联环路的压力损失差值进行计算时，不能超过
5、表中所给出的范围。这个压力损失差值越小越好。对于室内外的采暖管道，施工完成之后要进行一定的调试，保证水力能实现平衡状态。 管道的安排布置一般是采用同程方式，有助于水力保持平衡，相比而言，异程式可以节省材料，但是对于热水管道中的内部阻力不容易平衡，同程式的管道布置有助于保持热水管道的稳定运行。 在进行计算时，应该对通过最远的立管和最近的立管环路进行计算，确定这两个环路的管道半径以及在管道上出现的压力损失值，把不平衡的比例计算出来，一般说来，最远的立管和最近的立管环路之间的压力损失是最大的，这两个之间的压力差值要保证在允许的范围之内。 在对水力进行计算时，如果计算的差值与表格中的差值进行比较，出现
6、过大或者过小的现象，都会对后续的操作带来影响，差值过大会使得在立管选择上选择过粗管径的立管，反之，会选择较细管径的立管。因此，如果出现这样的情况，要对水力进行调节，利于后面的立管的选择。 采暖设计中由于水力失衡带来的问题 当前的供暖系统，普遍存在一些问题，比如室温不均匀、采暖过程中的能源消耗的指标过高、供暖一般采用大流量、小温差的方式进行。在具体的采暖系统中，由于水力失衡，在采暖设计中会带来一些影响，4比如建筑物的上层和下层之间的热度不均匀、供暖管道的前端和后端热度不均匀等。 上下层之间的热度不均匀的现象 如果建筑采取的上层供水，下层回水的方式进行供暖，立管之间的水利失衡会导致热水流量分布不均
7、匀，因此导致建筑的下层水温比较低，从小上下热度不均匀的现象。这种现象在上供下回的单管供暖系统中比较常见，同时也会出现在上行下给的双管系统中。一般说来，上下层之间的温度差距有 2 到 3 摄氏度，也有 6 到 8 摄氏度的情况出现。要避免这种问题，在计算水力平衡的时候，就要考虑到热负荷，尤其是要考虑到重力水头的影响。对于这种上热下冷的现象，如果只是极少数的立管不热，那么可以调节底层过热的立管，利用等温的方法来对底层不热的立管进行均衡调节，如果是有很多立管都存在这样的现象，那么应该要对室外的采暖管道网络进行调整，以满足用户所需的流量需求。 对于供暖管道的末端不热的现象。水力失衡现象的存在，因此在热
8、水流动的过程中，离锅炉比较近的建筑热度相对于供暖管网的末端，即离锅炉较远的建筑而言，其热度要高一些，也就是说管道的末端，一般热度不够。对于这种问题进行处理时，首先也要在水力平衡的计算步骤上进行控制，然后在施工中应该按照计算的数值进行施工，施工之后还要进行相应的调试，也可以在余压比较大的建筑物的入口处安装水力平衡阀,保证供暖管道的水力平衡。 对于个别立管不够热的问题，出现个别散热器或者立管不热现象的原因一般是由于采暖系统管道采用异程式进行排置，异程式的方式不利5于水力平衡，解决这类问题，一般可以采用同程式的管道安置方式进行采暖系统设计。 结语 对于当前我国建筑的采暖设计中出现的一些问题，如热度不均匀，大多是由于水利失衡造成的。水力失衡不仅会造成供热的效率不高，还会增加供暖的成本。因此在采暖设计中应该加强水力平衡建设。在采暖系统的设计中，应该做好相应的水力平衡的计算，对于实际供暖中出现的一些水利失衡现象产生的一些问题，要采取相应的措施进行解决，比如管道安装采用同程式、对管网的流量进行调节等，以保证水力平衡。 参考文献 1 钟伟热水采暖系统的水力平衡改造J价值工程，2010（09） 2 吴兴应，周卫平热水采暖系统的水力平衡问题J湖南城市学院学报（自然科学版） ，2004（12） 作者简介：董良（1981）男，辽宁沈阳人，研究方向：暖通设计及施工
