供熱采暖系統(tǒng)中解決戶內系統(tǒng)水力失調方法的探討

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在供熱采暖系統(tǒng)中（特別是熱水采暖），熱媒都是通過管道輸送到各用戶的散熱設備中，由于管道輸送的距離遠近不等，用戶的樓房的高度不一，采暖面積不規(guī)則。雖然設計時設計人員通過計算采取一些必要的措施，但在實際運行中，好多用戶沒能達到設計時的循環(huán)水量（熱負荷）造成了冷熱不均的現(xiàn)象。也就是業(yè)內人常說的水力失調現(xiàn)象。供熱水力失調有兩方面含義：一是指在系統(tǒng)中，當一些用戶的水流量改變時（關閉或調節(jié)時）會使其他用戶的流量隨之改變，這種水力失調是動態(tài)的、變化的。這涉及到水力穩(wěn)定性的概念。二是在系統(tǒng)中，各用戶在設計工況狀態(tài)下的實際流量與設計要求不符，這種水力失調是穩(wěn)態(tài)的，根本性的，如不加以解決，影響將始終存在。特別是目前我國集中供熱的大部分系統(tǒng)為直連方式，定流量運行。
造成水力失調的原因很多，但主要有以下幾方面原因：
（1）、設計計算因基礎數(shù)據(jù)不準，造成設計的不準確；
（2）、設計選型安全系數(shù)較高，水力計算數(shù)值偏大；
（3）、沒有一種行之有效的消除環(huán)路剩余壓頭的定量調節(jié)裝置。
目前解決戶內系統(tǒng)水力失調的方法有如下幾種：
（1）垂直式單管系統(tǒng)在原系統(tǒng)中加裝跨越管?？缭焦芄軓奖攘⒐苄∫灰?guī)格。六層住宅樓只在六層與五層上加裝就有一定效果。
（2）垂直式雙管系統(tǒng)也可按上述辦法實施。
（3）水平式單管系統(tǒng)在前幾組散熱器接管上增加跨越管，一般六組以內可在前兩組間增加與支管同徑的跨越管。
（4）在各組散熱器上加裝恒溫閥，也是目前解決水力失調的辦法。
總結以上幾種方法，主要是解決各層及各散熱器之間流量分配不平衡的問題。隨著分戶熱計量工作在全國供熱行業(yè)的展開，對原系統(tǒng)如何改造成為熱計量的方式已成為業(yè)內探討的方向。實現(xiàn)戶型熱計量以及戶型獨立調節(jié)，是今后供熱計量技術的主要發(fā)展方向。對于垂直式單管或雙管系統(tǒng)實現(xiàn)該功能比較困難，而水平式系統(tǒng)實現(xiàn)則比較簡單。因此國內熱力公司大部分都以水平串聯(lián)系統(tǒng)為主要方向。同時在各單元入口安裝差壓控制閥，而室內系統(tǒng)各戶只安裝了鎖閉閥。鎖閉閥只是為了解決供熱繳費問題的一個手段而起不到溫度調節(jié)與流量控制的目的。
對于水平單管串聯(lián)系統(tǒng)，一戶只設計一個溫控閥，這樣通過調節(jié)溫控閥來控制室內循環(huán)水流量，達到控制室溫的目的。但由于溫控閥阻力較大，流量調節(jié)范圍較小，因此如管網壓差較小，供熱系統(tǒng)的末端還是達不到調節(jié)的最佳效果。

    針對上述解決水力失調的方法，我公司于2007年5月份最新研制生產了一種既可消除環(huán)路剩余壓頭又可定量調節(jié)流量，并具有關閉功能，而且能夠鎖閉防止人為任意調節(jié)的小型自力式流量控制閥。該閥也采用了膜片與彈簧聯(lián)動作用方式依靠系統(tǒng)壓差自動進行流量調節(jié)之作用，可恒定流量；采用平板摩擦片即可調節(jié)流量又可達到關閉之功能；采用專用的磁性鎖，非專業(yè)人員無法打開。該閥上有顯示流量的刻度盤，流量調整范圍200～800kg/h，打開磁性鎖左右旋轉即可調節(jié)。既方便操作，調節(jié)流量的范圍也較大。節(jié)能效果分析：（1）、解決室內系統(tǒng)水平和垂直失調問題，前面已提及分戶熱計量在每個單元入戶安裝差壓控制閥，但用它不能調節(jié)流量分配問題。有的在每個入戶安裝了流量控制閥，但流量的設定也是按單耗（如3L/m2）乘以單元總面積設定，這樣就存在誤差，一般在15%左右，水平、垂直失調問題還是存在。而每戶加裝一個DN20～DN25的小型自力式流量控制閥，可按每戶流量進行調節(jié)，將流量分配縮小到各戶之間。這樣就可徹底解決戶與戶之間的水平垂直失調問題；（2）、節(jié)約流量：若按單元設定流量一般取單耗3L/m2，而各戶設定可按2.5L/m2計算，每平方米節(jié)約0.5L/h，一個單元1200m2（六層樓）共節(jié)約600L/h；（3）、經濟效益對比，按每戶110m2計算，每平方米節(jié)約0.5L/h,，共節(jié)約55L/h，該部分流量還可供采暖面積22m2節(jié)約熱費22×18.5=407.00元（熱費18.5元/m2）。而該閥的價格在百元左右，即安裝后半個采暖期即可收回投資。

    此種流量控制閥在山東濰坊解決商業(yè)營業(yè)性平房流量分配不均時起到了很好的作用。原來前端用戶和末端用戶流量相差35%（每戶65m2，共計26戶），今年安裝后經實測第三戶流量182kg/h，第二十五戶169kg/h相差14%；新疆獨山子熱力公司對某個小區(qū)安裝了6000多個，徹底解決了水平失調問題，天津南方物流公司由于倉庫與辦公都在一個大廠房中又是鋼結構廠房，水力失調現(xiàn)象很嚴重，今年安裝了100個該閥，徹底解決了失調問題。

    每戶安裝小型鎖閉式流量控制閥與熱計量并不矛盾，以后一旦熱計量條件成熟每組散熱器全部采用溫控閥，因每組散熱器上恒溫閥自動設定的流量總和肯定小于鎖閉流量控制閥設定的流量。這時流量控制閥不起作用，從而不影響計量工作。
    解決戶內系統(tǒng)水力失調的辦法很多，但我們認為在目前還沒能真正達到變流量運行，還在實行“定流量、質調節(jié)”的運行方式下，這種解決戶內水力失調的辦法還是行之有效的