热水采暖系统的平衡调节技术
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【摘要】通过多年的运行与实践，参考了国际及国内相关方面的经验和资料，结合我单位室外管网和室内采暖设施的实际情况。应用平衡调节技术，解决了近端热，远端冷，上面暖，下面凉的问题，并且降低了锅炉的负荷，达到了采暖系统平衡的目地。
【关键词】水力失调；动态平衡
【中图分类号】TU544【文献标识码】【文章编号】1674-3954（2011）03-0325-01
一、前言
近几年，随着新建住宅的逐年增加，集中供热事业得到了迅速发展。由于供暖规模不断的扩大，供暖系统中水力失调的现象越来越明显,运行中出现的不平衡问题越来越严重。在每个运行期里，我们为解决水力失调的问题,都要付出很多时间和精力。特别是近几年来，发现由于水力失调的影响，约有20％建筑面积的热用户达不到供暖标准，主要表现在近端热、远端冷、高层热、底层冷。而且随着建筑物的不断增加，水力失调还在加剧。解决水力失调的问题迫在眉睫，不解决水力失调问题也就无法保证供暖区域的室温需求。
所谓“水力失调”是指热水采暖系统中各热用户或各散热设备中的实际流量与设计流量（所需流量）之间的不一致性，即称为该热用户或该散热设备的水力失调。其产生的主要原因：是因为在进行管网和热用户系统内部的水力计算时，由于热媒的流速限制和可供选择的管径有限等因素，造成在管网各分支管路或用户系统各环路之间的其压力损失与原设计有较大的差别。而且我公司管辖的住宅楼房有些是在原有住宅区域内增建的，供暖外管网无法统一规划和进行必要的系统平衡。即离热源近的环路，作用压头总是偏高，离热源远的环路，作用压头总是偏低。离热源近的环路流量超过规定的流量，离热源远的环路，流量达不到规定的流量，造成了水力失调。引起热水采暖系统水力失调的另一个原因：是运行过程中任何一个热用户或散热设备的流量发生了变化（增加或减少供热量），必然引起其它热用户或散热设备的流量发生变化而产生新的失调。也就是由于系统内的阻力分配不当，不能按照设计要求的参数运行，导致系统内流量的分配不均，才出现的近端热，远端冷、上面暖，下面凉的现象。
我们经过多方面的调查研究,将国内相关的先进技术进行了比较,结合我们采暖运行区域的实际情况。选择在采暖系统外管网的每座楼房的进户回水管上安装“自立式平衡阀”,这项技术。利用该元件的性能，经过认真的计算、复核。对采暖系统进行了多次调节，从而解决了采暖系统的近端热，远端冷、上面暖，下面凉的现象。
二、供暖系统的平衡调节技术
应用“自立式平衡阀”，在采暖系统中进行调节，应从“质调节”和“量调节”两个方面进行。这虽然不是一项十分复杂的工作，但是运行后需要耐心和细致和反复多次的调节。
1、质调节
在进行质调节时，只是改变供暖系统的供水温度，而热用户的循环水量保持不变。为了确保热用户室内温度达到标准，（如卧室的设计温度为18℃，良好的供热质量标准为18±1℃，合格的供热质量标准为18±2℃）供暖系统供水温度的变化所造成室温的波动，应严格控制在室温标准的范围之内，这也要就是最大的室温变化幅度，超过或者不足均属不正常的状态。
（1）供、回水温度的确定
供暖实践证明，只有适时实量地向供热管网提供最恰当的供热量，才能维持室内的热平衡，保持室内温度的舒适性、合理性。而供水温度的高低，对散热器的散热量是极其敏感的。在各种相同的流量；相同的散热面积的条件下，散热量的多与少，总是能与供水温度保持着一种近似的关系。
按常规的方法计算或确定供、回水温度已不现实。目前[供暖通风设计手册]规定的设计供水温度为95℃，设计回水温度为75℃，然而实际的供、回水温度一般为75/55℃，有时甚至更低一些。形成这一事实的原因：是设计热负荷偏高，促进循环水泵片选择偏大，增加了循环流量，使锅炉或换热器的水温上不去，再加上住户散热器偏多。所以，不需要提高水温（即实际的供、回水温度）就可以满足室温的要求。
（2）循环水量的确定
合理确定循环水量、降低循环水泵的电耗，是供暖系统的一项重大节能措施。在质调节的供暖系统中，按设计热负荷确定的循环水量；按热指标计算单位面积的循环水量，是最合理的循环水量。但是，实际的循环水量要比计算或确定的循环水量大很多。产生问题的主要原因：是供、回水温度低，水平和垂直失调严重，造成了近端热，远端冷、顶层热、底层冷的现象比较普遍的。前些年，为了解决水力失调的问题，我们采用了安装孔板及调节管网或分支管路的阀门等诸多措施，也取得了一定的效果，但其缺欠也很大。在运行期间，孔板更换非常麻烦，工作量大，浪费热媒。阀门使用时间过长后，调节极易出现故障，而且排除故障也非常的困难。现在，我们在系统中安装了动态水平平衡元件（自立式平衡阀），采暖系统处在动态的自控状态下，水力失调的问题可以从根本上得到解决。所以单位面积的循环水量一般控制在3-3.5千克/平方米•小时，而且可以满足7-8层以下住宅的采暖要求。由于室外供暖管网为枝状，把动态平衡元件安装在每个热用户的入口处，用其控制每个热用户的流量和压力，达到采暖系统平衡的目的地。当第一分支管路流量的减少，耗热量的降低时；第二，第三……流量依此增加，耗热量依次提高,按序调整使其水力平衡和热平衡，使水力失调降低到最小的程度。总之，循环水量的确定，应是合理的循环水量或是最小的循环水量，这样既保证了供暖系统的需求，又节省了循环泵的电耗。
2、量调节
在量调节时，只是改变供暖系统的循环水量，但必须恒定供暖系统的压差，合理地控制回水的温度。我们使热用户室内的温度恒定，是靠采暖系统每座楼房入口处安装的动态平衡阀来控制。
（1）锅炉循环水流量的调整
循环水量的改变。原来是循环水泵输出的水要经过三台7mw/h的锅炉，这就造成了进入锅炉的水量超过了锅炉的额定流量，影响了锅炉的燃烧效果，现在改为在系统的末端加装了旁通管路，调整旁通管路的旁通阀，控制每台锅炉的进水量，保证每台锅炉的出力在额定的流量范围内，改善了锅炉的燃烧状态，提高了锅炉的效率。
（2）恒定供暖系统压差
恒定供暖系统的压差是根据供暖系统的总阻力来确定。实践证明，供暖系统的总压差不宜小于0.1Mpa。
（3）供暖回水温度的确定
供暖回水温度的确定是用常规的计算方法，结合我们的实际情况来确定。由于散热量的变化对回水温度影响很小，因此供暖回水温度在一个采暖期内，并非恒定。一般情况下，需要根据室外温度的变化规律分成几个阶段，至少亦应按初寒期，严寒期和末寒期来划分，进行3-4次的调整，供暖系统才能达到理想的状态。我们控制的回水温度的办法，：是用当天室外最低来温度控制锅炉回水的温度。使其更加科学合理，从而减少了许多无用的消耗。
三、结束语
目前我国供热系统中的平衡调节问题，是一个比较复杂的技术问题，有共同点，也有不同点，需要工程技术人员根据供暖系统的具体实际情况去分析；去解决。解决供热工程中存在的问题，还需要各方面同仁的帮助和支持，学习国内外的先进的成功经验，实行科学化管理、加强环保意识、节约能源、降低基建和运行费用。发挥科技优势，使用合理的水力平衡元、器材（件），对推动我国集中供热事业的发展，必然会产生深远意义的影响。
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