集中供熱系統(tǒng)水力平衡的若干觀點(diǎn)與分析
集中供熱系統(tǒng)由多部分組成，有市政主管道、小區(qū)接入管道、交換站、壓力裝置和冷水系統(tǒng)、鍋爐集中供熱系統(tǒng)、分戶計(jì)量表等，雖聽起來復(fù)雜，但其運(yùn)轉(zhuǎn)原理基本上離不開三大過程。即：能熱轉(zhuǎn)換過程——由熱源系統(tǒng)完成；熱量輸配過程——由室外系統(tǒng)完成；熱量散發(fā)過程——由室內(nèi)系統(tǒng)完成。
而在集中供熱系統(tǒng)中，水力平衡是熱量輸配過程的基本保障，而如果水力失衡不僅會造成室溫供熱不均，更存在較多弊病，今天我們就著重來分析這個(gè)問題。
1、水力失調(diào)的表現(xiàn)：
在集中供熱系統(tǒng)的室外管網(wǎng)中，水力失調(diào)主要表現(xiàn)為：各個(gè)環(huán)路的流量輸配不均衡，致使各個(gè)用戶的室溫冷熱不均，距循環(huán)泵較近的室溫偏高，用戶被迫開窗散熱，大量熱能流失；距循環(huán)泵較遠(yuǎn)的用戶卻因室溫偏低經(jīng)常投訴，甚至拒交采暖費(fèi)。
另外一些問題也和水力失調(diào)密切相關(guān)，例如系統(tǒng)在大流量小溫差的工況下運(yùn)行，鍋爐或換熱器等熱源設(shè)備難以達(dá)到其額定出力，投入運(yùn)行的設(shè)備超過實(shí)際負(fù)荷的需求，水泵的工作點(diǎn)偏離高效區(qū)，燃料和輸熱電能的消耗過高等等，水力失調(diào)已成為集中供熱系統(tǒng)中普遍存在又難以治愈的頑疾。
2、集中供熱室外系統(tǒng)是節(jié)能運(yùn)行的前提條件。
室外系統(tǒng)的水力平衡決定著整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行效果。但由于種種原因，水力平衡很難真正實(shí)現(xiàn)，盡管各種技術(shù)措施和調(diào)控設(shè)備已推廣應(yīng)用了很多年，水力失調(diào)仍然普遍存在。其根源首先是人們對這個(gè)問題的認(rèn)識不足，其次是缺乏可靠有效的技術(shù)設(shè)備，而現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的實(shí)用性和可靠性有待提高。
3、水力失調(diào)是先天性的弊病。
室外管網(wǎng)一般都是異程系統(tǒng)，在異程管網(wǎng)中的循環(huán)水，從循環(huán)泵流經(jīng)各個(gè)環(huán)路的路程不同，阻力就不同，所需的動(dòng)力也不同。而循環(huán)泵提供的動(dòng)力呈現(xiàn)兩極分化的趨勢，最不利環(huán)路的路程最長，阻力最大，所需的動(dòng)力最大，卻處在管網(wǎng)中動(dòng)力最小的位置，流量甚至不足額定值的30%。水力失調(diào)不可避免。
4、僅靠設(shè)計(jì)計(jì)算難以保證水力平衡。
通過對室外管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)計(jì)算，仍難以克服水力失調(diào)，這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)者要加上保險(xiǎn)系數(shù)，還要為系統(tǒng)擴(kuò)容預(yù)留余量，無法準(zhǔn)確地以最不利環(huán)路的阻力去匹配其它環(huán)路的阻力，此外，計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際狀況的誤差、施工的誤差和變更也是造成水力失調(diào)的重要原因。
5、常年不變的穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)是造成水利失調(diào)的因素之一。
各環(huán)路的阻力固定不變的管網(wǎng)系統(tǒng)是穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)或靜態(tài)系統(tǒng)，而穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的逐年擴(kuò)容改造，也是產(chǎn)生水力失調(diào)的重要原因，不僅失去原有的設(shè)計(jì)依據(jù)，也失去了原來調(diào)試過的穩(wěn)態(tài)水力平衡，因此，逐年擴(kuò)容的管網(wǎng)系統(tǒng)需具有動(dòng)態(tài)因素，故必須采用動(dòng)態(tài)調(diào)控設(shè)備才能有效根除水力失調(diào)弊病。
6、穩(wěn)態(tài)調(diào)控設(shè)備難以滿足使用要求。
穩(wěn)態(tài)調(diào)控設(shè)備也可稱為定阻力設(shè)備，包括節(jié)流孔板、調(diào)節(jié)閥、平衡閥等。它們共同的特點(diǎn)是：通過人工調(diào)節(jié)設(shè)定其開度，匹配各個(gè)環(huán)路的阻力，消除剩余壓頭，以實(shí)現(xiàn)水力平衡。其中，節(jié)流孔板的阻力設(shè)定后無法調(diào)節(jié)，而調(diào)節(jié)閥的阻力雖然可以調(diào)節(jié)，卻沒有定量的手段，所以它們基本無法使用。
而平衡閥可以借助其專用儀表，通過手動(dòng)定量調(diào)試來匹配管網(wǎng)系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)路的阻力，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水力平衡，但它的調(diào)試較繁瑣，管網(wǎng)系統(tǒng)越大，調(diào)試也越困難；當(dāng)管網(wǎng)系統(tǒng)擴(kuò)容后，其阻力特性改變，又需重新進(jìn)行調(diào)試，因此平衡閥難以滿足使用要求。
7、動(dòng)態(tài)失調(diào)的成因：
各環(huán)路的阻力經(jīng)常調(diào)節(jié)變化的系統(tǒng)是動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，如果沒有動(dòng)態(tài)調(diào)控設(shè)備，當(dāng)某些用戶主動(dòng)調(diào)節(jié)用熱量或散熱器恒溫閥自動(dòng)動(dòng)作時(shí)，就會干擾其它環(huán)路的用熱量，嚴(yán)重的還會產(chǎn)生振動(dòng)和噪音。
這種失調(diào)弊病不是先天性的，是在各環(huán)路的調(diào)節(jié)過程中產(chǎn)生的，必須采用動(dòng)態(tài)調(diào)控設(shè)備加以控制和消除，否則系統(tǒng)將難以正常運(yùn)行。
8、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中也存在穩(wěn)態(tài)失調(diào)的因素。
假設(shè)在短時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)中全部用戶都需要較大的流量時(shí)——例如室外氣溫驟降時(shí)，或者供水溫度不足時(shí)——所有恒溫閥將開到最大，此時(shí)，若不對有利環(huán)路的最大流量加以限制，不利環(huán)路將得不到足夠的流量，因此，動(dòng)態(tài)系統(tǒng)也要注意防止穩(wěn)態(tài)失調(diào)。
9、動(dòng)態(tài)調(diào)控設(shè)備必不可少。
動(dòng)態(tài)調(diào)控設(shè)備也可稱為自力式變阻力設(shè)備，主要包括自力式流量控制閥、自力式壓差控制閥等。它們無須外力驅(qū)動(dòng)，能夠根據(jù)閥門前后（或系統(tǒng)）壓差的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門的阻力，保持流量或壓差的恒定，流量或壓差還可以隨時(shí)設(shè)定調(diào)整。變阻力設(shè)備適用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)中克服動(dòng)態(tài)失調(diào)，也可用于穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)克服穩(wěn)態(tài)失調(diào)。
小編小結(jié)：隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，高樓鱗比。而高層建筑中供熱系統(tǒng)的水力平衡問題仍存在的諸多弊病需要完善與解決。近幾年國內(nèi)開發(fā)的動(dòng)態(tài)調(diào)控設(shè)備用在穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)中克服穩(wěn)態(tài)失調(diào)的成功范例很多，但其實(shí)用性、耐久性和可靠性有待提高。只有不斷的深入研究及探索，優(yōu)化供熱系統(tǒng)，才能使居民生活更加便利與舒適。