水暖供熱系統(tǒng)水力平衡的調(diào)節(jié)(共9頁)

1、目 錄一、水力平衡的基本概念1二、定流量系統(tǒng)的靜態(tài)水力平衡2三、變流量系統(tǒng)的全面水力平衡2四、水力平衡和水力失調(diào)系統(tǒng)的比較3五、結束語9水暖供熱系統(tǒng)水力平衡的調(diào)節(jié)供熱管網(wǎng)是一個復雜的水力系統(tǒng)，系統(tǒng)中各環(huán)路間水力狀況的變化相互影響和制約。因此，在供熱中，水力平衡的調(diào)節(jié)是個重要的問題。通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)水力平衡，可以實現(xiàn)供熱水力系統(tǒng)的舒適性和性。一、水力平衡的基本概念：1、靜態(tài)水力失調(diào)和靜態(tài)水力平衡：靜態(tài)水力失調(diào)是系統(tǒng)管道特性阻力數(shù)比值與設計要求管道特性阻力數(shù)比值不一致，從而使系統(tǒng)各用戶的實際流量與設計要求流量不一致，引起的水力失調(diào)。靜態(tài)水力失調(diào)是系統(tǒng)本身所固有的。它是由于設計、施工、管材等原因?qū)е碌摹?/p>

2、通過在管道系統(tǒng)中增設靜態(tài)水力平衡設備，在水系統(tǒng)初調(diào)試時對系統(tǒng)管道特性阻力數(shù)比值進行調(diào)節(jié)，使其與設計要求管道特性阻力數(shù)比值一致，此時當系統(tǒng)總流量達到設計總流量時，各末端用戶流量同時達到設計流量，實現(xiàn)靜態(tài)水力平衡。2、動態(tài)水力失調(diào)和動態(tài)水力平衡：動態(tài)水力失調(diào)實際上是系統(tǒng)運行過程中當某些末端閥門開度改變引起水流量變化時，系統(tǒng)的壓力產(chǎn)生波動，其它末端的流量也隨之發(fā)生改變，偏離末端要求流量，引起的水力失調(diào)。動態(tài)水力失調(diào)是在系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的。通過在管道系統(tǒng)中增設動態(tài)水力平衡設備，當其它用戶閥門開度改變引起水流量變化時，通過動態(tài)水力平衡設備的屏蔽作用，自身的流量并不隨之變化，末端用戶散熱設備流量不互相干

3、擾，實現(xiàn)動態(tài)水力平衡。3、全面水力平衡：全面水力平衡就是消除了靜態(tài)和動態(tài)水力失調(diào)，使系統(tǒng)同時達到靜態(tài)和動態(tài)水力平衡。二、定流量系統(tǒng)的靜態(tài)水力平衡：定流量系統(tǒng)是早期供熱中常見的水力系統(tǒng)。定流量系統(tǒng)是指系統(tǒng)不含任何調(diào)節(jié)閥門，系統(tǒng)在初調(diào)試完成后閥門開度無須做任何改變，系統(tǒng)各處流量始終保持恒定。定流量系統(tǒng)主要適用于末端用戶無須通過流量來進行調(diào)節(jié)室內(nèi)熱量的系統(tǒng)。定流量系統(tǒng)只存在靜態(tài)水力失調(diào)，基本不存在動態(tài)水力失調(diào)，因此只需在相關部位安裝靜態(tài)水力平衡調(diào)節(jié)閥即可。三、變流量系統(tǒng)的全面水力平衡： 隨著人們對室內(nèi)溫度舒適性要求、意識的不斷提高，變流量水力系統(tǒng)在供熱中占據(jù)越來越重要的位置。變流量系統(tǒng)是指系統(tǒng)在運行

4、過程中各分支環(huán)路的流量隨外界負荷的變化而變化。由于近年暖冬的出現(xiàn)，變流量供熱系統(tǒng)的管道流量都低于設計流量，因此這種系統(tǒng)是高效的。變流量系統(tǒng)一般既存在靜態(tài)水力失調(diào)，也存在動態(tài)水力失調(diào)，因此必須采取相應的水力平衡措施來實現(xiàn)系統(tǒng)的全面平衡。1、靜態(tài)水力平衡的實現(xiàn)：通過在相應的部位安裝靜態(tài)水力平衡閥，使系統(tǒng)達到靜態(tài)水力平衡。實現(xiàn)靜態(tài)水力平衡的判斷依據(jù)是：當系統(tǒng)所有的自力式閥門均設定到設計參數(shù)位置，所有末端用戶散熱設備的控制閥均處于全開位置時，系統(tǒng)所有末端用戶散熱設備的流量均達到設計流量。從上可以看出，實現(xiàn)靜態(tài)水力平衡的目的是使系統(tǒng)能均衡地輸送足夠的水量到各個末端用戶，并保證各末端用戶同時達到設計流量。

5、但是，大部分用戶需要的流量都小于設計流量（為滿足底樓用戶的供熱需求，上樓用戶的設計流量往往大于實際需要量）。因此，系統(tǒng)不但要實現(xiàn)靜態(tài)水力平衡，還要實現(xiàn)動態(tài)水力平衡。2、動態(tài)水力平衡的實現(xiàn)：通過在相應部位安裝動態(tài)水力平衡設備，使系統(tǒng)達到動態(tài)水力平衡。實現(xiàn)動態(tài)水力平衡的判斷依據(jù)是：在系統(tǒng)各末端用戶的流量達到各末端用戶實際瞬時負荷要求流量的同時，各末端用戶流量的變化只受用戶室內(nèi)熱負荷變化的影響，而不受系統(tǒng)壓力波動的影響，即系統(tǒng)中各個末端用戶流量的變化不互相干擾。變流量系統(tǒng)的動態(tài)水力平衡在保證系統(tǒng)供給和需求水量瞬時一致性（這個功能是由各類調(diào)節(jié)閥門來實現(xiàn)的）的同時，避免了各用戶流量變化的相互干擾，從而保

6、證系統(tǒng)能高效穩(wěn)定地將用戶在各個時刻所須的流量準確地輸送過去。四、水力平衡和水力失調(diào)系統(tǒng)的比較：1、靜態(tài)水力平衡與水力失調(diào)系統(tǒng)的比較：圖1為靜態(tài)水力不平衡系統(tǒng)改造圖。上圖為該系統(tǒng)在靜態(tài)水力平衡前后的阻力分布線圖。下圖為系統(tǒng)流程圖，其中左側為水泵及熱源，右側為四戶末端熱用戶散熱設備，四戶末端熱用戶的設計流量均為10m3/h； 、靜態(tài)水力失調(diào)系統(tǒng)的流量計算：在未安裝靜態(tài)水力平衡設備前，現(xiàn)場測得的末端設備流量及通過改造水泵來滿足流量的計算結果如表1所示，該系統(tǒng)為靜態(tài)失調(diào)的水力系統(tǒng)表1用戶流量用戶1用戶2用戶3用戶4總流量（m3/h）用戶實測流量（m3/h）14129843設計流量1010101040實

7、測流量與設計流量比較實測>設計實測>設計實測<設計實測<設計為保證設計流量必須采取的措施必須通過增大水泵流量的方法以保證用戶4的流量達到設計流量水泵流量增大后的流量數(shù)值（m3/h）17.51511.251053.75由上表可見，設計總流量為40（m3/h），但為了保證最不利環(huán)路達到設計流量，實際水泵所需的最小流量為53.75（m3/h），大于設計總流量。這樣的系統(tǒng)既不，也不舒適，因此必須安裝靜態(tài)水力平衡設備對系統(tǒng)進行改造。、靜態(tài)水力平衡系統(tǒng)的流量計算： 表2為安裝了靜態(tài)水力平衡閥并調(diào)試合格前后的末端設備流量的實測數(shù)值。表2用戶 流量用戶1用戶2用戶3用戶4總流量（m3/

8、h）用戶實測流量（m3/h）14129843設計流量1010101040實測流量與設計流量比較實測>設計實測>設計實測<設計實測<設計為保證靜態(tài)水力平衡采取的措施安裝靜態(tài)水力平衡設備，并通過一定的調(diào)試方法，使各個末端用戶的實際流量比值與設計要求的流量比值一致，再將系統(tǒng)總流量調(diào)至設計總流量靜態(tài)水力平衡后的實測流量（m3/h）1010101040由上表可見，設計總流量為40（m3/h），系統(tǒng)靜態(tài)水力平衡后的實際總流量也是40（m3/h），且各個末端設備的流量同時達到設計流量。因此這種系統(tǒng)實現(xiàn)了靜態(tài)水力平衡，并且舒適。2、全面平衡水力系統(tǒng)與動態(tài)失調(diào)水力系統(tǒng)的比較：、動態(tài)失調(diào)水

9、力系統(tǒng)（采用傳統(tǒng)的電動調(diào)節(jié)閥調(diào)控散熱設備流量的多環(huán)路并聯(lián)系統(tǒng)）水力特性分析：如圖2所示，為一組多臺散熱設備并聯(lián)環(huán)路（圖中只畫出2路、已實現(xiàn)靜態(tài)平衡），每環(huán)路通過電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)目標區(qū)域的流量來控制熱用戶的室內(nèi)溫度，其中區(qū)域一的設定溫度為25，區(qū)域二的設定溫度為27。 圖2：動態(tài)水力失調(diào)的電動調(diào)節(jié)閥環(huán)路假定區(qū)域一已調(diào)至平衡狀態(tài)，即目標區(qū)域的溫度T1已穩(wěn)定在25，這時電動調(diào)節(jié)閥的開度維持在某一位置以輸出一個恒定的流量。區(qū)域二還處于不穩(wěn)定狀態(tài)，目標區(qū)域的溫度T2為24，低于設定溫度27，這時測量溫度和設定溫度在溫度器進行比較，輸出信號將電動調(diào)節(jié)閥開大以增加流過區(qū)域二散熱設備的熱水量，使測量溫度T2升高

10、，接近設定溫度；但與此同時，系統(tǒng)立管C、D二點的壓差會增大，一環(huán)路電動調(diào)節(jié)閥二端的壓差相應增大，電動調(diào)節(jié)閥流量增大，區(qū)域一的熱流量增大，導致區(qū)域一室內(nèi)溫度升高，偏離平衡狀態(tài)。由上可見，由于二環(huán)路的調(diào)節(jié)導致一環(huán)路偏離平衡狀態(tài)，也就是二環(huán)路對一環(huán)路產(chǎn)生了干擾，因此這兩個環(huán)路間存在動態(tài)水力失調(diào)。對于多環(huán)路系統(tǒng)，任何一個環(huán)路的調(diào)節(jié)都會對其它環(huán)路產(chǎn)生干擾，同時任何一個環(huán)路都會受到其它環(huán)路調(diào)節(jié)的影響，系統(tǒng)越大，這種影響就越明顯，也就是動態(tài)水力失調(diào)的程度就越大，因此系統(tǒng)很難調(diào)到平衡狀態(tài)，即使到了平衡狀態(tài)，要想維持穩(wěn)定也很難。、全面平衡水力系統(tǒng)（采用動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥調(diào)控散熱設備流量的多環(huán)路并聯(lián)系統(tǒng)）水力特性

11、分析： 圖3：動態(tài)水力平衡的動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥環(huán)路如圖3所示，為一組多臺散熱設備并聯(lián)環(huán)路（圖中只畫出2路）。每環(huán)路通過動態(tài)平衡電動閥來調(diào)節(jié)目標區(qū)域的熱水流量，其中區(qū)域一的設定溫度為25，區(qū)域二的設定溫度為27。假定區(qū)域一已調(diào)至平衡狀態(tài)，即目標區(qū)域的溫度T1已穩(wěn)定在25，這時動態(tài)平衡電動閥的開度維持在某一位置保持不變以輸出一個恒定的流量。區(qū)域二還處于不穩(wěn)定狀態(tài)，測量目標區(qū)域的溫度T2為24，低于設定溫度27，這時測量溫度會和設定溫度在溫度器進行比較，輸出信號將動態(tài)平衡電動閥開大以增加流過散熱設備二的熱水量，使區(qū)域二溫度T2升高，接近設定溫度；以此同時，系統(tǒng)立管C、D二點的壓差會增大，空氣處理機一環(huán)路動態(tài)平衡電動閥二端壓差也相應增大。但是由于動態(tài)平衡電動閥的動態(tài)平衡功能，該閥電動調(diào)節(jié)閥芯二端的壓差并不發(fā)生變化，因此一環(huán)路的流量維持不變，散熱量不變，相應的區(qū)域一仍處于平衡狀態(tài)。由上可見，二環(huán)路的調(diào)節(jié)沒有對已經(jīng)平衡的一環(huán)路產(chǎn)生干擾，因此這兩個環(huán)路間不存在動態(tài)水力失調(diào)。對于多環(huán)路系統(tǒng)，任何一個環(huán)路的調(diào)節(jié)都不會對其它環(huán)路產(chǎn)生干擾，同時任何一個環(huán)路都不會受到其它環(huán)路調(diào)節(jié)的影響，系統(tǒng)越大，這種動態(tài)平衡的特性就越明顯，每一個環(huán)路只受自己區(qū)域負荷變化的影響，而不受系統(tǒng)壓力波動的影響，因此很容易達到并維持平衡狀態(tài)。這種全面平衡的