目前,民用建筑中廣泛采用的熱水采暖系統(tǒng)。水力平衡是很重要的問(wèn)題之一。同樣的建筑物,同樣的住宅小區(qū),供
熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)考慮得壘面與否,對(duì)使用效果影響很大。供熱采暖系統(tǒng)的管網(wǎng)布置,系統(tǒng)劃分和水力平衡計(jì)算不仔細(xì)不認(rèn)
真,就會(huì)造成供熱系統(tǒng)先天性的不平衡,其結(jié)果有的系統(tǒng)上邊過(guò)熱,下邊不熱,也有的建筑物是靠近鍋爐房的熱,而管
網(wǎng)末端的不熱,也有的工程中設(shè)計(jì)了一個(gè)大系統(tǒng),而在干管的起始端卻連接了一兩組散熱器,直接接入回水干管,造成
短路循環(huán),嚴(yán)重影響末端的散熱器,這都反映了系統(tǒng)的平衡問(wèn)題,結(jié)果還增加能耗。所以,設(shè)計(jì)熱水采暖供熱系統(tǒng)時(shí),
布置室內(nèi)外管網(wǎng),劃分系統(tǒng),均應(yīng)從水力平衡著眼,并認(rèn)真地進(jìn)行管網(wǎng)的水力計(jì)算,正確選擇各支管,立管和干管的管
徑,使其達(dá)到各并聯(lián)環(huán)路的水力平衡,以保證備用戶及散熱器的設(shè)計(jì)水流量。
關(guān)于水力平衡理論及其計(jì)算方法,各種書籍雜志均有系統(tǒng)的介紹。這里僅就在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中如何考慮供熱采暖系
統(tǒng)的水力平衡作些介紹。
熱水采暖管道系統(tǒng)一般有三種形式,
( 1)異程式、(2)同程式,(3)環(huán)行式
.異程式(原稱逆流系統(tǒng))??在一個(gè)大的供熱小區(qū)內(nèi)常用。供、回水干管從熱源至用戶平行敷設(shè)。水流一供一回相
對(duì)流動(dòng)。而管徑剛隨流向遂步減小。在干管的末端,供,回水壓差最小。如圖1.1.1-1。

為了使遠(yuǎn)端,近端的用戶得到所需的水流量,近端應(yīng)采用平衡閥門減小供,回水的壓差。但是,如果近端遠(yuǎn)端壓差
相差太大時(shí),平衡閥也調(diào)不到整個(gè)系統(tǒng)的流量平衡,常常造成近端流量大于計(jì)算值。
●同程式(順流系統(tǒng))??該系統(tǒng)是使所有用戶連接支管處的供,回水壓差相同,因此,流量先天平衡。該系統(tǒng)是供
水干管管徑逐漸變小,而回水干管管徑遂漸變大。而最終回水干管也接回鍋爐房。如圖1.1.1-2。
●環(huán)形式該系統(tǒng)供、回水干管均為一個(gè)閉環(huán),且管徑不變。從熱源向該環(huán)的一點(diǎn)供水,分雙向流動(dòng),而支管可接
在壞上任意一點(diǎn)。按支管接點(diǎn)及形狀,在環(huán)中要有一個(gè)無(wú)流量點(diǎn)。該點(diǎn)位置隨接支管的情況和位置而改變。這系統(tǒng)自動(dòng)
平衡。其總的壓力損失與同程系統(tǒng)相等,而環(huán)形干管的管徑應(yīng)為熱源總干管的40%左右。如圖1.1.1-3。
上邊三圖的下半部均為設(shè)計(jì)流量時(shí)的壓力坡降線。如果流量減少,則坡降線將會(huì)變化,即干管的壓力坡降線的坡度
減小而用戶入口的資用壓力增加。
對(duì)上述三種系統(tǒng)進(jìn)行比較,不難看出系統(tǒng)的布置,特別是供熱源和熱用戶分布的相對(duì)位置是影響初投資和效率的
主要因素。一般來(lái)說(shuō),異程式系統(tǒng)初投資最省,但運(yùn)行費(fèi)用最高;同程式系統(tǒng)初投資最高,但運(yùn)行費(fèi)用為中等甚至很
低I環(huán)形式系統(tǒng)初投資中等而運(yùn)行費(fèi)用最低。所以,當(dāng)建筑物的布置及地形情況允許時(shí),應(yīng)當(dāng)優(yōu)先推薦環(huán)形式系統(tǒng)。
在供熱管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
.鍋爐房(或熱力點(diǎn))的位置應(yīng)盡量靠近負(fù)荷比較集中的地區(qū),以縮短供熱管道并減少熱損失。
.管道布置應(yīng)力求短直,主干線應(yīng)通過(guò)熱負(fù)荷集中的地區(qū)。
●室外管網(wǎng)一般采用異程式系統(tǒng)。根據(jù)總平面的布局如采用同程系統(tǒng)不致增加太多造價(jià)時(shí)也可采用同程系統(tǒng),有條
件時(shí)宜采用環(huán)形式系統(tǒng)。
室外熱水管中的流速,應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則考慮。最不利環(huán)路的流速,一般可根據(jù)管路長(zhǎng)短按平均摩擦阻力為
60~200Pa/m來(lái)估計(jì)。各并聯(lián)環(huán)路的流速應(yīng)根據(jù)水力平衡原理計(jì)算,但不應(yīng)超過(guò)最大允許流速。
●如果用戶系統(tǒng)中有一個(gè)用戶的壓力降是系統(tǒng)中其他用戶壓降的兩倍,如圖1.1.1-4。
為了平衡這個(gè)系統(tǒng),其他用戶的平衡閥需要吸收0.15?MPa的壓頭。這樣做既困難又浪費(fèi)。因?yàn)?,系統(tǒng)中的循環(huán)
泵要在o.30MPa的壓頭下向系統(tǒng)輸出全部流量。而實(shí)際上只有一個(gè)用戶需要這么高的壓頭。所以,這一方案是不經(jīng)濟(jì)
的。對(duì)這樣的情況,可以采用一、二級(jí)泵的系統(tǒng)較為合算,如圖1.1.1-5。
二級(jí)泵安裝在壓降較大的用戶環(huán)路上,只負(fù)擔(dān)這一用戶的負(fù)荷,而使主環(huán)路的循環(huán)泵(一綴泵)仍在0.15MPa的
壓頭下運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣可以節(jié)省大約10kW的功率。這種系統(tǒng)的平衡調(diào)節(jié)也比較容易,因?yàn)樾枰胶獾挠脩?,壓降都相等?/p>
帶有二級(jí)泵的用戶與一級(jí)泵的用戶無(wú)關(guān)。因此,在=級(jí)泵環(huán)路與一級(jí)泵環(huán)路之間也不必進(jìn)行平衡。總之,一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效
的供熱系統(tǒng)與正確的管網(wǎng)設(shè)計(jì)是分不開(kāi)的。