集中供热系统中的水力失调问题探讨

随着城市的发展，越来越多的集中供热系统投入使用，这在提供方便的同时也带来了一些问题，水力失调就是其中一个严重的问题。它不仅影响了居民的取暖质量，而且也暴露出基础设施建立不完善的缺点。笔者针对集中供热系统中的水力失调问题进行了探讨。

1  集中供热系统

供热系统是由许多管网系统构成，管网是由环状并联管道组成。在环状管网系统中，流量由不同的管道运送到同一个节点，每一条到达这个节点的管道流量都可以随意分配。各个环路之间的水力工况不同，且会互相影响，系统中任何一个环路发生改变，必然会使其他环路的流量产生变化，进而造成流量在不同环路之间重新分派，导致水力失调。

一般供热系统经常采取三种管网形式：水平单管系统、垂直单管系统和分户水平系统。尽管管网形式不同，但所有系统的水力特征都是一样的，即不同住户的系统环路不同，管道长度不同，从而对流量产生的阻抗不同，易产生水力失调问题。此外，系统在使用过程中，流量的调整也会产生水力失调问题。

2  集中供热系统水力失调原因

2.1  水力失调类型

水利失调的类型主要有：①住户家中流量太大，房间温度太高，造成资源浪费；②住户家中流量太小，房间温度较低，不够供热温度标准。

2.2  原因分析

水利失调的原因主要有以下几点：①供热系统在管道设计阶段，对管道内的流速有限制——不能超过限制速度，所以在环路系统中，用户的立管环路对热量的阻抗损失不同，使实际流量分派与设计阶段的流量要求不符，导致水力失调。②施工的客观条件达不到设计的理想条件，未在管网的节点或分支处位置安装调节阀门，导致系统实际运行时无法进行调节，使水力不平衡。③系统设计时，整个系统水力的计算出现错误，在选择环路循环泵的位置时与设计的位置有偏差，循环时流量不适，都会致使水力失调。④管网施工结束后，在实际使用中，使用用户的增减会使流量重新分派，导致水力失调。⑤管网出现故障，维护不及时，使水力不平衡。⑥用户家中擅自增减散热设备，会发生水力失调。⑦随便更改、变动已在分支处安装的阀门，使流量产生变化，导致水力失调。⑧用户家中管道堵塞，使其他用户的流量减少，发生水力失调。

3  水力失调的解决办法

解决水利失调的办法主要有以下几种：①设计系统时，尽可能降低管网的压降或提高用户的系统压降。要降低管网的压降，就要增大管网中管道的直径，也就是要在计算水力时，适度增大距离热源近的管道直径，这样可以有效减少水力失调。此外，还应多使用同程式的系统（各分支产生的阻力大小相同），避免水力失调。②在用户流量出口处安装流量调整器，使每家每户有各自恒定流量，不受其他用户流量变化的影响。③在整个管网中安装自动控制系统，采用计算机调节，但造价较高，施工工期较长。④在用户的室内散热装备前多安装一个温度控制阀，可以让用户自行调节房间内温度；安装设置过滤装置，避免堵塞管路。⑤系统工作时，对管网进行初调节和运行调节，尽量打开管网中的所有阀门，使剩余的压差耗费在用户中，这样可以使用户中近热源的温度高、远热源的温度低的现象消失，避免水力失调。⑥对管网进行热调节时，有集中质调节和集中量调节两种方式。使用量调节时，管路中的水量会伴随外界温度的升高而急剧减少，这样会产生竖管的热力失调。所以一般用到量调节时都是局部调节供热系统，将其作为质调节的辅助手段。质调节是常用的调节方式，在热源处使供水温度发生变化，但整个管网的循环水量不变，所以能保证整个管网的供热效果。但其缺点是耗费电能过多，耗资增加。⑦在采暖期内，可根据天气温度的变化规律，将采暖期分为几个不同阶段。在不同阶段内，采用不同的流量，但在同一阶段的几天内，管网中的流量不发生变化。这样可以使热量充分利用，还能避免水力失调。因此，这种方法在实际中被广泛应用。⑧加大整个管网系统的循环水量，避免出现水力失调。这样大流量的运转方式，使得所有住户都能保证自家管道内流量充足，但该方法只能使原来温度偏低的用户家里的温度变高，并不能改变原来温度就偏高的住户的困扰。此外，此方法耗资大，消耗电能多，浪费严重。⑨为了不破坏其他用户的水循环，只有一家用户的2楼装了加压泵，来解决之前压差不够的问题。但是，在加泵之前，必须计算出正确的压力值，否则会导致装加压泵的用户家里温度都达到甚至高于标准，但未装加的用户家里系统出现流量不够的水力失调现象。这个方法由于只在用户家里安装即可，所以避免了大工程量，节省了投资，还降低了耗电量。

在解决水力失调的一系列措施中，可以多种措施同时实施，但应当综合对比考虑，找到最适宜的措施来实施，确保集中供热系统的运行带给用户热量，满足用户需求，减少室外寒冷给用户带来的不适。

参考文献

［1］赵燕.集中供热系统的水力平衡调节与节能措施［J］.机械研究与应用，2012（05）.

〔编辑：李珏〕