供热采暖系统中解决户内系统水力失调方法的探讨

在供热采暖系统中（特别是热水采暖），热媒都是通过管道输送到各用户的散热设备中，由于管道输送的距离远近不等，用户的楼房的高度不一，采暖面积不规则。虽然设计时设计人员通过计算采取一些必要的措施，但在实际运行中，好多用户没能达到设计时的循环水量（热负荷）造成了冷热不均的现象。也就是业内人常说的水力失调现象。供热水力失调有两方面含义：一是指在系统中，当一些用户的水流量改变时（关闭或调节时）会使其他用户的流量随之改变，这种水力失调是动态的、变化的。这涉及到水力稳定性的概念。二是在系统中，各用户在设计工况状态下的实际流量与设计要求不符，这种水力失调是稳态的，根本性的，如不加以解决，影响将始终存在。特别是目前我国集中供热的大部分系统为直连方式，定流量运行。
造成水力失调的原因很多，但主要有以下几方面原因：
（1）、设计计算因基础数据不准，造成设计的不准确；
（2）、设计选型安全系数较高，水力计算数值偏大；
（3）、没有一种行之有效的消除环路剩余压头的定量调节装置。
目前解决户内系统水力失调的方法有如下几种：
（1）垂直式单管系统在原系统中加装跨越管。跨越管管径比立管小一规格。六层住宅楼只在六层与五层上加装就有一定效果。
（2）垂直式双管系统也可按上述办法实施。
（3）水平式单管系统在前几组散热器接管上增加跨越管，一般六组以内可在前两组间增加与支管同径的跨越管。
（4）在各组散热器上加装恒温阀，也是目前解决水力失调的办法。
总结以上几种方法，主要是解决各层及各散热器之间流量分配不平衡的问题。随着分户热计量工作在全国供热行业的展开，对原系统如何改造成为热计量的方式已成为业内探讨的方向。实现户型热计量以及户型独立调节，是今后供热计量技术的主要发展方向。对于垂直式单管或双管系统实现该功能比较困难，而水平式系统实现则比较简单。因此国内热力公司大部分都以水平串联系统为主要方向。同时在各单元入口安装差压控制阀，而室内系统各户只安装了锁闭阀。锁闭阀只是为了解决供热缴费问题的一个手段而起不到温度调节与流量控制的目的。
对于水平单管串联系统，一户只设计一个温控阀，这样通过调节温控阀来控制室内循环水流量，达到控制室温的目的。但由于温控阀阻力较大，流量调节范围较小，因此如管网压差较小，供热系统的末端还是达不到调节的最佳效果。
针对上述解决水力失调的方法，我公司于2007年5月份最新研制生产了一种既可消除环路剩余压头又可定量调节流量，并具有关闭功能，而且能够锁闭防止人为任意调节的小型自力式流量控制阀。该阀也采用了膜片与弹簧联动作用方式依靠系统压差自动进行流量调节之作用，可恒定流量；采用平板摩擦片即可调节流量又可达到关闭之功能；采用专用的磁性锁，非专业人员无法打开。该阀上有显示流量的刻度盘，流量调整范围200～800kg/h，打开磁性锁左右旋转即可调节。既方便操作，调节流量的范围也较大。节能效果分析：（1）、解决室内系统水平和垂直失调问题，前面已提及分户热计量在每个单元入户安装差压控制阀，但用它不能调节流量分配问题。有的在每个入户安装了流量控制阀，但流量的设定也是按单耗（如3L/m2）乘以单元总面积设定，这样就存在误差，一般在15%左右，水平、垂直失调问题还是存在。而每户加装一个DN20～DN25的小型自力式流量控制阀，可按每户流量进行调节，将流量分配缩小到各户之间。这样就可彻底解决户与户之间的水平垂直失调问题；（2）、节约流量：若按单元设定流量一般取单耗3L/m2，而各户设定可按2.5L/m2计算，每平方米节约0.5L/h，一个单元1200m2（六层楼）共节约600L/h；（3）、经济效益对比，按每户110m2计算，每平方米节约0.5L/h,，共节约55L/h，该部分流量还可供采暖面积22m2节约热费22×18.5=407.00元（热费18.5元/m2）。而该阀的价格在百元左右，即安装后半个采暖期即可收回投资。
此种流量控制阀在山东潍坊解决商业营业性平房流量分配不均时起到了很好的作用。原来前端用户和末端用户流量相差35%（每户65m2，共计26户），今年安装后经实测第三户流量182kg/h，第二十五户169kg/h相差14%；新疆独山子热力公司对某个小区安装了6000多个，彻底解决了水平失调问题，天津南方物流公司由于仓库与办公都在一个大厂房中又是钢结构厂房，水力失调现象很严重，今年安装了100个该阀，彻底解决了失调问题。
每户安装小型锁闭式流量控制阀与热计量并不矛盾，以后一旦热计量条件成熟每组散热器全部采用温控阀，因每组散热器上恒温阀自动设定的流量总和肯定小于锁闭流量控制阀设定的流量。这时流量控制阀不起作用，从而不影响计量工作。
解决户内系统水力失调的办法很多，但我们认为在目前还没能真正达到变流量运行，还在实行“定流量、质调节”的运行方式下，这种解决户内水力失调的办法还是行之有效的