暖通空调常暖通空调常见问题和若干新技术的合理应用.ppt

1、暖通空调工程常见问题和若干暖通空调工程常见问题和若干新技术的合理应用新技术的合理应用研讨班研讨班北京市建筑设计研究院北京市建筑设计研究院关于设计用室外气象资料关于设计用室外气象资料 实用供热空调设计手实用供热空调设计手册册 186186 页中说：“表页中说：“表 3.2-13.2-1 列列出了出了采暖通风与空气调节设计采暖通风与空气调节设计规范规范（GB 50019-2003GB 50019-2003）规定）规定统计出的统计出的 270270 个台站的气象参数。个台站的气象参数。完全符合规范规定的统计要完全符合规范规定的统计要求。”求。”由于由于实用供热空调设计手册实用供热空调设计手册表表 3

2、.2-13.2-1 的编制人对的编制人对采暖通风与采暖通风与空气调节设计规范空气调节设计规范规定理解的偏规定理解的偏差，差，数值有错误数值有错误。因此，并未被大。因此，并未被大多数设计单位所认同和采用，在没多数设计单位所认同和采用，在没有新的权威数值之前，仍沿用有新的权威数值之前，仍沿用 GBJ GBJ 19-8719-87 附录中的数值是合适的。附录中的数值是合适的。实用供热空调设计手册实用供热空调设计手册表表 3.2-13.2-1 正在进行更正。正在进行更正。其实，任何技术措施、设计其实，任何技术措施、设计手册、标准设计图之类的技术手册、标准设计图之类的技术资料，并不应具备规范的同等资料，

3、并不应具备规范的同等效力。效力。1 1 采暖（空调）水系统的若干问题采暖（空调）水系统的若干问题2 2 水系统的定压和补水水系统的定压和补水3 3 水压试验压力水压试验压力4 4 管道热伸长及其补偿管道热伸长及其补偿5 5 减振、降噪设计减振、降噪设计6 6 各种调节阀门的正确使用各种调节阀门的正确使用7 7 公共建筑通风的若干问题公共建筑通风的若干问题8 8 防排烟设计中的若干“边缘”问题防排烟设计中的若干“边缘”问题9 9 合理选择热源、冷源和采暖空调方式合理选择热源、冷源和采暖空调方式10 10 全空气末端变风量系统的是是非非全空气末端变风量系统的是是非非11 11 冷暖辐射空调采暖冷暖

4、辐射空调采暖12 12 解决内区和部分外区常年“供冷”问题解决内区和部分外区常年“供冷”问题13 13 生物安全实验室的通风空调设计生物安全实验室的通风空调设计14 14 常压锅炉常压锅炉15 VRV15 VRV 系统及地面辐射采暖系统及地面辐射采暖16 16 塑料类管材塑料类管材17 17 地源热泵和地热的梯级利用地源热泵和地热的梯级利用18 18 对电热采暖的多角度思考对电热采暖的多角度思考19 19 水泵的水力特性、常见故障和认识误区水泵的水力特性、常见故障和认识误区20 20 若干环节的较佳调节控制方式若干环节的较佳调节控制方式一、采暖（空调）水系统的若干问题一、采暖（空调）水系统的若

5、干问题1.1.采暖（空调）工程的采暖（空调）工程的简单简单性与性与复杂复杂性性 简单简单的解释采暖工程，就是实现冬季的解释采暖工程，就是实现冬季采暖房间的热平衡，使房间的失热量与得采暖房间的热平衡，使房间的失热量与得热量相平衡。热量相平衡。舒适性空调舒适性空调比采暖麻烦一些的是比采暖麻烦一些的是除了除了热平衡以外，还需要实现湿平衡。热平衡以外，还需要实现湿平衡。采暖（空调）工程的采暖（空调）工程的复杂性复杂性在于：在于：要同时满足许多个（甚至非常多）建要同时满足许多个（甚至非常多）建筑空间的热状态，这就是建立在系统水力筑空间的热状态，这就是建立在系统水力平衡基础上的静态热平衡；平衡基础上的静态

6、热平衡；由于外界条件的变化，要由于外界条件的变化，要随机随机满足热满足热工性能各异采暖工性能各异采暖（空调）（空调）房间的热状态，房间的热状态，这就是建立在对系统水力工况调节控制基这就是建立在对系统水力工况调节控制基础上的动态热平衡。础上的动态热平衡。采暖和空调工程出现概率最大的问采暖和空调工程出现概率最大的问题，是达不到设计室温（过冷或过热题，是达不到设计室温（过冷或过热)。有多种原因有多种原因,例如例如:总体供热（冷）量总体供热（冷）量（水量、水温和时间）不足、设备故障（水量、水温和时间）不足、设备故障、调节手段缺失、管路（杂物或空气）、调节手段缺失、管路（杂物或空气）堵塞、亏水、末端设备

7、配置数量与负荷堵塞、亏水、末端设备配置数量与负荷不匹配、围护结构建筑热工性能不佳、不匹配、围护结构建筑热工性能不佳、运行操作不当等。运行操作不当等。但是但是,其中比较主要、且较难其中比较主要、且较难判断或处理的问题，是系统的水力判断或处理的问题，是系统的水力失调。失调。经常需要花费很大的精力和代价经常需要花费很大的精力和代价，来加以挽救。，来加以挽救。采暖工程更是这样。采暖工程更是这样。2.2.采暖（空调）水系统的实际过程采暖（空调）水系统的实际过程都不是等温降（升）的都不是等温降（升）的 采暖和空调系统的设计计算，都采暖和空调系统的设计计算，都建立在各环路供回水温差和平均水建立在各环路供回水

8、温差和平均水温相同的基础上，即认为热（冷）温相同的基础上，即认为热（冷）媒经过末端设备后的温降（升）是媒经过末端设备后的温降（升）是相同的。相同的。由于并联环路不可能达到完全的由于并联环路不可能达到完全的水力平衡，各并联环路的供水温度虽水力平衡，各并联环路的供水温度虽然都相同，但当实际流量与设计流量然都相同，但当实际流量与设计流量存在差异时，回水温度和供回水平均存在差异时，回水温度和供回水平均水温就会不相同，使末端设备的供热水温就会不相同，使末端设备的供热（冷）量偏离设计条件从而影响室温（冷）量偏离设计条件从而影响室温。因此因此任何水系统的实际过程，任何水系统的实际过程，都是变温降（升）的都是

9、变温降（升）的。系统水力失。系统水力失调程度最直接的反应就是温降调程度最直接的反应就是温降（升）的偏离幅度。（升）的偏离幅度。水力平衡所追求的目标，无非就水力平衡所追求的目标，无非就是达到或接近等温降（升）的效果是达到或接近等温降（升）的效果。例如：按照例如：按照 85/6085/60、温降、温降 2525 设计的热设计的热水采暖系统，如果系统水力平衡达不到要求，水采暖系统，如果系统水力平衡达不到要求，直接后果是回水温度偏离直接后果是回水温度偏离 6060 而使供热量变而使供热量变化。化。由于单管热水采暖系统下游对于水温降的影由于单管热水采暖系统下游对于水温降的影响更加敏感，因此倾向于采用变温

10、降法计算，响更加敏感，因此倾向于采用变温降法计算，即根据水力平衡度精确计算各环路的流量及其即根据水力平衡度精确计算各环路的流量及其温降，各环路取不同的供回水平均温度确定散温降，各环路取不同的供回水平均温度确定散热器数量。热器数量。变温降法的计算结果，更变温降法的计算结果，更符合水系统的实际运行过程。但符合水系统的实际运行过程。但如果并联环路之间的水力平衡在如果并联环路之间的水力平衡在规范允许的范围内，采用等温降规范允许的范围内，采用等温降法的计算结果，也可以比较接近法的计算结果，也可以比较接近于实际过程。于实际过程。同样，按照同样，按照 7/127/12、温升、温升 55 设计设计的空调冷水系

11、统，如果水力平衡达不到的空调冷水系统，如果水力平衡达不到要求，直接后果是回水温度偏离要求，直接后果是回水温度偏离 1212，室内空气状态（温度和相对湿度）就会室内空气状态（温度和相对湿度）就会偏离设计条件。但由于冷水平均温度的偏离设计条件。但由于冷水平均温度的偏离，直接影响空气冷却过程的露点，偏离，直接影响空气冷却过程的露点，即使调整末端设备容量（例如表冷器面即使调整末端设备容量（例如表冷器面积）也难以弥补。积）也难以弥补。并联环路的水力平衡特性，对于采并联环路的水力平衡特性，对于采暖或空调水系统，其原理是相同的。如暖或空调水系统，其原理是相同的。如果能把“变温降法”的理念（而不是具果能把“变

12、温降法”的理念（而不是具体计算方法），灵活运用到所有的水系体计算方法），灵活运用到所有的水系统中，理解和掌握达到等温降（升）的统中，理解和掌握达到等温降（升）的途径和原理，设计水平就能够上一个较途径和原理，设计水平就能够上一个较大的台阶。大的台阶。由于采暖水系统的供、回由于采暖水系统的供、回水温差相对较大，传输相同热水温差相对较大，传输相同热量的流量相对较小，所连带的量的流量相对较小，所连带的问题相对较多，所以可以拿采问题相对较多，所以可以拿采暖水系统作为研究水力平衡特暖水系统作为研究水力平衡特性的基础。性的基础。遗憾的是，不主要依据水力平衡的遗憾的是，不主要依据水力平衡的原则，而是按照流速、

13、比摩阻直接确定原则，而是按照流速、比摩阻直接确定管径的错误做法甚为流行。以至于经常管径的错误做法甚为流行。以至于经常出现不论所在环路的许用压差大小，只出现不论所在环路的许用压差大小，只要散热器数量相近，就选用相同管径，要散热器数量相近，就选用相同管径，大量工程实例证明，这样的“设计”必大量工程实例证明，这样的“设计”必然会出现严重的冷热不均。然会出现严重的冷热不均。完全依靠进行调节可行吗？很难！完全依靠进行调节可行吗？很难！集中采暖系统不但要满足单个房间散热集中采暖系统不但要满足单个房间散热量和供热量的热平衡，还要同时满足非常多个量和供热量的热平衡，还要同时满足非常多个建筑空间的热状态。亲自处

14、理过“问题工程”建筑空间的热状态。亲自处理过“问题工程”就会体会到，完全依靠调节实现水力平衡是十就会体会到，完全依靠调节实现水力平衡是十分困难的。分困难的。而层层设置自动调节配件“武装到牙而层层设置自动调节配件“武装到牙齿”的复杂配置，既不符合现实经济条件，弄齿”的复杂配置，既不符合现实经济条件，弄得不好还会发生负面效应。得不好还会发生负面效应。3.3.系统水力平衡的基本要求和措施系统水力平衡的基本要求和措施 GB 50019-2003GB 50019-2003 采暖通风与空气调节设采暖通风与空气调节设计规范计规范 4.8.64.8.6 条规定：热水采暖系统的各并条规定：热水采暖系统的各并联环

15、路之间的计算压力损失相对差额不应大于联环路之间的计算压力损失相对差额不应大于1515；6.4.96.4.9 条规定：空气调节水系统布置条规定：空气调节水系统布置和选择管径时，应减少并联环路之间的压力损和选择管径时，应减少并联环路之间的压力损失的相对差额，当超过失的相对差额，当超过 1515 时，应配置调节时，应配置调节装置。装置。为什么是为什么是 1515 呢？呢？采暖通风采暖通风与空气调节设计规范与空气调节设计规范 4.8.64.8.6 条的条的条文说明中，延续了“基于保证采条文说明中，延续了“基于保证采暖系统的运行效果，参照国内外资暖系统的运行效果，参照国内外资料规定”的说法。而对空调水系

16、统料规定”的说法。而对空调水系统为何也采用为何也采用 1515？6.4.96.4.9 条的条条的条文说明并没有正面应对。文说明并没有正面应对。这个这个 1515 的规定是相当严格的。的规定是相当严格的。并联环路计算压力损失相对差额不并联环路计算压力损失相对差额不大于大于 15%15%，最大只会引起的流量偏，最大只会引起的流量偏差差 8%8%左右，引起平均水温和散热左右，引起平均水温和散热量偏差量偏差 2%2%左右，即使是对水温降左右，即使是对水温降影响比较敏感的单管系统下游，引影响比较敏感的单管系统下游，引起平均水温和散热量偏差也只有起平均水温和散热量偏差也只有 5%5%左右。左右。我在调试过

17、程中发现，即使并我在调试过程中发现，即使并联环路之间计算压力损失相对差联环路之间计算压力损失相对差额达到额达到 20%20%，最大只会引起的流量，最大只会引起的流量偏差偏差 11%11%左右，引起平均水温和散左右，引起平均水温和散热量偏差热量偏差 3%3%左右，单管系统下游左右，单管系统下游引起平均水温和散热量偏差引起平均水温和散热量偏差 7%7%左左右右,也不至于出现严重的冷热不均也不至于出现严重的冷热不均。因此，我对调试只要求例如流因此，我对调试只要求例如流量偏差不大于量偏差不大于 10%10%左右或即使再稍左右或即使再稍大些，也可认为“流量大体够”，大些，也可认为“流量大体够”，就应该不

18、出现严重的冷热不均。就应该不出现严重的冷热不均。而达到这个标准，通过下述途径而达到这个标准，通过下述途径和步骤的正常设计，是应该能够做和步骤的正常设计，是应该能够做到的。到的。如何判断“流量大体够”如何判断“流量大体够”?例如可以采用例如可以采用:热量表或流量计热量表或流量计 压力表压力表,测量供回水压差测量供回水压差 温度计温度计,测量供回水温度测量供回水温度 用手感比较回水温度用手感比较回水温度 循环水泵进出口的压差循环水泵进出口的压差 循环水泵电机的电流和电压循环水泵电机的电流和电压 使计算压力损失相对差额不大于使计算压力损失相对差额不大于 1515 的基的基本本途径和步骤途径和步骤无非

19、是：无非是：A A 合理划分和均匀布置环路：所有并联的循环合理划分和均匀布置环路：所有并联的循环系统，则应以均衡和水力平衡为布置的基本原系统，则应以均衡和水力平衡为布置的基本原则。例如：环路不宜过长、较大负荷不宜布置则。例如：环路不宜过长、较大负荷不宜布置在环路末端。在环路末端。B B 按照增大末端设备、减小公共段阻力比例的按照增大末端设备、减小公共段阻力比例的原则，合理选择确定各段的管径和比摩阻。原则，合理选择确定各段的管径和比摩阻。C C 在计算的基础上，根据水力平衡要求配置在计算的基础上，根据水力平衡要求配置必必要的要的水力平衡装置。水力平衡装置。总压力损失和比摩阻取值及其分配总压力损失

20、和比摩阻取值及其分配 比较合理的方法应该是：比较合理的方法应该是：根据根据 GB 50189-2005GB 50189-2005 公共建筑节能公共建筑节能设计标准设计标准对集中热水采暖系统热水循对集中热水采暖系统热水循环水泵的耗电输热比（环水泵的耗电输热比（EHREHR）和空气调）和空气调节冷热水系统的输送能效比（节冷热水系统的输送能效比（ERER）的，）的，合理确定循环水泵的扬程。合理确定循环水泵的扬程。循环水泵扬程减去冷（热）源设备系统和末循环水泵扬程减去冷（热）源设备系统和末端设备（包括端设备（包括末端设备的末端设备的调节阀）的阻力，即为调节阀）的阻力，即为最不利环路最不利环路的许用压力

21、损失（的许用压力损失（PP）。）。将最不利环路许用压力损失（将最不利环路许用压力损失（PP），除以），除以最不利环路供回水干管总长度（最不利环路供回水干管总长度（LL），如考虑），如考虑局部阻力约为总阻力的局部阻力约为总阻力的 0.2-0.3,0.2-0.3,可得最不利环可得最不利环路的平均比摩阻（路的平均比摩阻（i i）。）。LPi8.07.0 在使用“平均比摩阻”时，在同一在使用“平均比摩阻”时，在同一环路内，末端管段应取较小比摩阻，起环路内，末端管段应取较小比摩阻，起始管段应取较大比摩阻。始管段应取较大比摩阻。根据水力平衡的原则，与最不利环根据水力平衡的原则，与最不利环路并联的其他环路，

22、根据与最不利环路路并联的其他环路，根据与最不利环路并联点的供回水压差（许用压力损失）并联点的供回水压差（许用压力损失），确定其平均比摩阻。但最大流速不应，确定其平均比摩阻。但最大流速不应超过有关规范的规定。超过有关规范的规定。为有利于并联环路间的水力平衡，为有利于并联环路间的水力平衡，许用压力损失的分配，应尽量减少“共许用压力损失的分配，应尽量减少“共同段”阻力损失所占的比例。同段”阻力损失所占的比例。例如：北京市例如：北京市新建集中供暖住宅分新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程户热计量设计技术规程中，作出了以中，作出了以下规定：“用户二次水侧室外管网最不下规定：“用户二次水侧室外管网最不利

23、环路管道的比摩阻利环路管道的比摩阻,宜不大于宜不大于60Pa/m,60Pa/m,且其压力损失且其压力损失,宜不大于热宜不大于热源出口处总压差的源出口处总压差的 1/41/4。”。”当并联环路的压力损失计算差大于当并联环路的压力损失计算差大于 15%15%时时，应对计算压力损失较小的环路配置适当的调，应对计算压力损失较小的环路配置适当的调节装置，且标记出所需要的调节量。这样的环节装置，且标记出所需要的调节量。这样的环路应该是局部的路应该是局部的,而不是全部或大多数。而不是全部或大多数。例如：北京市例如：北京市新建集中供暖住宅分户热计新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程量设计技术规程中，作出了以

24、下规定：“应中，作出了以下规定：“应计算室外管网在每一建筑供暖入口的资用压计算室外管网在每一建筑供暖入口的资用压差差,以对照室内系统的总压力损失以对照室内系统的总压力损失,正确选正确选择入口调节装置。”择入口调节装置。”4.关于同程与异程 那么，采用使各并联环路的路程长度相同那么，采用使各并联环路的路程长度相同的同程系统，是否可以免除上述复杂过程而的同程系统，是否可以免除上述复杂过程而达到“自然平衡”的效果呢？达到“自然平衡”的效果呢？认为同程系统“天然平衡”是片面的，而认为同程系统“天然平衡”是片面的，而且吃过不少亏。举例：且吃过不少亏。举例：顺义一中宿舍楼干管同程上供下回单管顺顺义一中宿舍

25、楼干管同程上供下回单管顺序式序式 马家堡高层住宅的户内同程系统马家堡高层住宅的户内同程系统 下图所示室外热水采暖干管同程系统下图所示室外热水采暖干管同程系统中，中，1#1#、2#2#、3#3#楼的室内系统均相同，而楼的室内系统均相同，而供水管段供水管段 A-BA-B、B-CB-C 和回水管段和回水管段 D-ED-E、E-FE-F 的的管径均相同，如果不进行调节，试判断哪一管径均相同，如果不进行调节，试判断哪一幢建筑得到的流量相对最少？幢建筑得到的流量相对最少？123ABCFED 这是一个同程系统供水管的末端，又是回水这是一个同程系统供水管的末端，又是回水管的起始端。管的起始端。沿水流方向，供水

26、管自沿水流方向，供水管自 ABAB 的流量大于的流量大于BCBC，但管径相同，因此水力坡降先陡后平；，但管径相同，因此水力坡降先陡后平；回水管则相反，自回水管则相反，自 FEFE 的流量小于的流量小于 EDED，但，但管径相同，因此水力坡降先平后陡。先陡后平管径相同，因此水力坡降先平后陡。先陡后平的供水管水力坡降线，与先平后陡的回水管水的供水管水力坡降线，与先平后陡的回水管水力坡降线，画在水压图上，不就是很形象的力坡降线，画在水压图上，不就是很形象的“两头大、中间小”的资用压差吗？“两头大、中间小”的资用压差吗？在水压图上，可清楚地看到在水压图上，可清楚地看到 2#2#建建筑的许用压差相对最小

27、。由于“室内系筑的许用压差相对最小。由于“室内系统均相同”，因此其得到的流量相对最统均相同”，因此其得到的流量相对最少。这也是同程系统的一种常见的现象。少。这也是同程系统的一种常见的现象。如果如果 ABAB 水力坡降过大，而水力坡降过大，而 FEFE 水力水力坡降过小，有可能使两根水力坡降线相坡降过小，有可能使两根水力坡降线相交，与交，与 2#2#楼的连接点还有可能出现楼的连接点还有可能出现“逆循环”，即许用压差为负值。这在“逆循环”，即许用压差为负值。这在异程系统是不会发生的。异程系统是不会发生的。同程式系统的设计要点：同程式系统的设计要点：A A 使供、回水管的水力坡降（比使供、回水管的水

28、力坡降（比摩阻）相近；摩阻）相近；B B 使供、回水管的水力坡降线尽使供、回水管的水力坡降线尽量远离，即尽量减少“共同段”量远离，即尽量减少“共同段”阻力损失所占的比例。阻力损失所占的比例。3 3）关于重力（自然）作用压力问题）关于重力（自然）作用压力问题 受节能设计标准的影响和制约，双管受节能设计标准的影响和制约，双管系统已经成为采暖系统制式的“主旋系统已经成为采暖系统制式的“主旋律”。律”。而正确处理好重力（自然）作用压力而正确处理好重力（自然）作用压力，是双管系统成败的关键问题之一。，是双管系统成败的关键问题之一。末端高阻；末端高阻；利用重力（自然）作用压力的下分式利用重力（自然）作用压

29、力的下分式垂直双管系统。垂直双管系统。以下介绍两个工程实例来说以下介绍两个工程实例来说明应对方法：明应对方法：顺义商业楼顺义商业楼 立管的水力平衡立管的水力平衡某热水采暖上供上回式垂直某热水采暖上供上回式垂直双管系统的改造及其反思双管系统的改造及其反思(刊于刊于暖通空调暖通空调 20072007 年年 1 1 月期月期)介绍某热水采暖上供上回式垂直双管系统的介绍某热水采暖上供上回式垂直双管系统的设计和实际运行过程发生的问题，在分析了产设计和实际运行过程发生的问题，在分析了产生问题原因的基础上，提出了若干个解决办法生问题原因的基础上，提出了若干个解决办法和实施方案，经采用其中便于实施的方案进行和

30、实施方案，经采用其中便于实施的方案进行改造以后，取得了预期效果，通过反思得到了改造以后，取得了预期效果，通过反思得到了一些可供设计借鉴的经验。一些可供设计借鉴的经验。1 1 工程概况工程概况 北京某综合商业楼，建筑面积约北京某综合商业楼，建筑面积约 1450014500，地上四层，首层和二层临街为对外营业的商户，地上四层，首层和二层临街为对外营业的商户，三层和四层为众多公司的营业用房。设计采暖负三层和四层为众多公司的营业用房。设计采暖负荷荷 1077kW1077kW，额定流量，额定流量 37m37m3 3/h/h，处于供暖管网，处于供暖管网某一环路的末端，系统入口供回水压差约为某一环路的末端，

31、系统入口供回水压差约为 2m2m水柱。水柱。该工程于该工程于 20002000 年设计，受工程条件所限，采年设计，受工程条件所限，采用了上供上回式垂直双管系统形式，供、回水干用了上供上回式垂直双管系统形式，供、回水干管设置在四层顶板下的吊顶内。系统型式如下图管设置在四层顶板下的吊顶内。系统型式如下图。建成后运行初期，就出现比较严重的垂直建成后运行初期，就出现比较严重的垂直水力失调，四层和三层的散热器热，二层特别水力失调，四层和三层的散热器热，二层特别是一层基本上不热。经关小四层和三层散热器是一层基本上不热。经关小四层和三层散热器支管阀门开度，情况有所改善。但在商户入住支管阀门开度，情况有所改善

32、。但在商户入住、自行进行精细装修过程中，对采暖系统进行、自行进行精细装修过程中，对采暖系统进行装饰性包覆，并作了局部改动，特别是改变了装饰性包覆，并作了局部改动，特别是改变了散热器支管阀门调节后的开度，又回复到严重散热器支管阀门调节后的开度，又回复到严重的垂直水力失调状态。由于干管、立管和散热的垂直水力失调状态。由于干管、立管和散热器几乎全部被包覆，十分难以进行调节和检修器几乎全部被包覆，十分难以进行调节和检修。20042004 年，当地供热部门斥资年，当地供热部门斥资数十万元在楼外增设加压泵站进数十万元在楼外增设加压泵站进行加压以增加流量，虽略有效果行加压以增加流量，虽略有效果，但由于影响附

33、近其他住宅采暖，但由于影响附近其他住宅采暖系统而无法运行，改造未获成功系统而无法运行，改造未获成功。2 2 故障原因分析故障原因分析 这是垂直双管系统比较典型的垂直水这是垂直双管系统比较典型的垂直水力失调。主要原因是：力失调。主要原因是：（1 1）立管沿垂直方向各散热器环路，）立管沿垂直方向各散热器环路，即使不考虑自然作用压力，也不满足即使不考虑自然作用压力，也不满足采暖通风与空气调节设计规采暖通风与空气调节设计规范范 4.8.64.8.6 条关于“各并联环路之间的条关于“各并联环路之间的计算压力损失相对差额不应大于计算压力损失相对差额不应大于 1515”的要求。以比较典型的”的要求。以比较典

34、型的 24#24#立管立管 2 2为例，计算压力损失如下表。为例，计算压力损失如下表。所在部位所在部位许用压差许用压差散热器环路散热器环路计算压力计算压力损失损失剩余压差剩余压差四层散热器环路四层散热器环路485.2Pa 485.2Pa 68.3Pa68.3Pa416.9Pa416.9Pa三层散热器环路三层散热器环路286.0Pa 286.0Pa 38.0Pa38.0Pa248.0Pa 248.0Pa 二层散热器环路二层散热器环路146.8Pa146.8Pa54.2Pa54.2Pa92.6Pa 92.6Pa 首层散热器环路首层散热器环路146.2Pa146.2Pa0 0各散热器环路之间的计算压

35、力损失相对差额各散热器环路之间的计算压力损失相对差额（2 2）采暖通风与空气调节设计规采暖通风与空气调节设计规范范 4.8.94.8.9 条还规定：机械循环系统双管热水条还规定：机械循环系统双管热水采暖系统和分层布置的水平单管热水采暖系统采暖系统和分层布置的水平单管热水采暖系统，应考虑水在散热器和管道中冷却而产生的自，应考虑水在散热器和管道中冷却而产生的自然作用压力的影响采取相应的技术措施。然作用压力的影响采取相应的技术措施。根据设计热媒参数根据设计热媒参数 95/7095/70 计算，供、回水计算，供、回水立管的自然作用压力值为立管的自然作用压力值为 15.83mm15.83mm 水柱水柱/

36、m/m 155.8Pa/m155.8Pa/m，取其，取其 2/32/3，楼层平均高度按照，楼层平均高度按照3.6m3.6m 计算，每一楼层的自然作用压力值为计算，每一楼层的自然作用压力值为 360 360 PaPa。以首层散热器中心为计算基准线，水力平衡以首层散热器中心为计算基准线，水力平衡状态如下表。状态如下表。所在部位所在部位许用压差自然作用压力许用压差自然作用压力散热器环路散热器环路计算压力计算压力损失损失剩余压差剩余压差四层散热器环路四层散热器环路485.2485.2 1080=1565.2Pa1080=1565.2Pa68.3Pa68.3Pa1496.9Pa1496.9Pa三层散热器

37、环路三层散热器环路286.0286.0 720=1006.0Pa720=1006.0Pa38 Pa38 Pa968.0Pa 968.0Pa 二层散热器环路二层散热器环路146.8146.8 360=506.8Pa360=506.8Pa54.2Pa54.2Pa452.6Pa452.6Pa首层散热器环路首层散热器环路146.8Pa146.8Pa0 0各散热器环路计及自然作用压力后的剩余压各散热器环路计及自然作用压力后的剩余压差 差（3 3）增大散热器环路支管的计算压力损）增大散热器环路支管的计算压力损失，有利于各散热器环路之间的水力平衡失，有利于各散热器环路之间的水力平衡，设计虽然采用了阻力相对较

38、大的截止阀，设计虽然采用了阻力相对较大的截止阀，但由于管径为，但由于管径为 DN20mmDN20mm，散热器环路的阻，散热器环路的阻力损失仍然较小。最大的一个散热器环路力损失仍然较小。最大的一个散热器环路（包括散热器、连接支管和两个截止阀）（包括散热器、连接支管和两个截止阀）的计算压力损失，仅占立管总计算压力损的计算压力损失，仅占立管总计算压力损失的失的 6.96.9。而实际安装的是普通的闸阀。而实际安装的是普通的闸阀。（4 4）当采用上供上回式垂直双管系统，各层散）当采用上供上回式垂直双管系统，各层散热器环路计算压力损失相对差额与自然作用压力热器环路计算压力损失相对差额与自然作用压力是叠加的

39、。例如：在首层散热器环路与四层散热是叠加的。例如：在首层散热器环路与四层散热器环路的并联点（即附图中之器环路的并联点（即附图中之 2 2 和和 2 2），四层），四层散热器环路的计算压力损失，比首层散热器环路散热器环路的计算压力损失，比首层散热器环路小小 416.9Pa416.9Pa，而又多得到，而又多得到 1080Pa1080Pa 的自然作用压的自然作用压力，四层散热器环路的许用压差达到了力，四层散热器环路的许用压差达到了 1565.2 1565.2 PaPa，剩余压差达到了，剩余压差达到了 1496.9Pa1496.9Pa，许用压差是其，许用压差是其环路计算压力损失的环路计算压力损失的 2

40、2.922.9 倍，必然会造成严重倍，必然会造成严重的水力失调。的水力失调。对本工程多数采用对本工程多数采用 DN25mmDN25mm 立管立管和和 DN20mmDN20mm 散热器支管的立管，按散热器支管的立管，按照计算压力损失相对差额和自然照计算压力损失相对差额和自然作用压力综合影响，采用不等温作用压力综合影响，采用不等温降方法计算，立管总流量在各层降方法计算，立管总流量在各层之间的概略分配比例，如下表。之间的概略分配比例，如下表。立管总流量实际在各层的概略分配比例 立管总流量实际在各层的概略分配比例 所在层所在层流量占立管总流量的比例流量占立管总流量的比例四层四层4040 三层三层303

41、0 二层二层2020 首层首层1010 3 3 改造方案改造方案 根据现场实际条件，提出了四种根据现场实际条件，提出了四种改造方案：改造方案：（1 1）干管系统基本不变动，调整）干管系统基本不变动，调整各层连接散热器支管和阀门的直径各层连接散热器支管和阀门的直径，减少上层散热器环路过多剩余压，减少上层散热器环路过多剩余压差，增加下层散热器环路流量。差，增加下层散热器环路流量。将各层连接散热器支管和阀门的直径作如下改造，将各层连接散热器支管和阀门的直径作如下改造，立管总流量在各层之间的概略分配比例变化将对平衡较为立管总流量在各层之间的概略分配比例变化将对平衡较为有利，如下表。（如果再将一至四层散

42、热器供水支管闸阀有利，如下表。（如果再将一至四层散热器供水支管闸阀，更换为高阻自力式温控阀，将会得到更好的效果。），更换为高阻自力式温控阀，将会得到更好的效果。）所在层所在层供水支管供水支管及阀门及阀门回水支管回水支管及阀门及阀门流量占立管总流量占立管总流量的比例流量的比例四层四层DN15DN15DN15DN152525 三层三层DN15DN15DN20DN202727 二层二层DN20DN20DN20DN203030 首层首层DN25DN25DN25DN251717（2 2）各层连接散热器支管和阀门基本不动，在首层顶）各层连接散热器支管和阀门基本不动，在首层顶板下增设回水水平干管，将首层（及

43、二层）不热的散热板下增设回水水平干管，将首层（及二层）不热的散热器回水管，改为连接于该回水水平干管上，如下图。器回水管，改为连接于该回水水平干管上，如下图。（3 3）利用）利用 20042004 年在楼外增设、已经年在楼外增设、已经被弃用的加压泵站，采用混水器与室被弃用的加压泵站，采用混水器与室外管网连接，在不改变建筑物供热量外管网连接，在不改变建筑物供热量和入口额定流量的前提下，使内部系和入口额定流量的前提下，使内部系统的循环流量增加统的循环流量增加 2-32-3 倍，相应使自倍，相应使自然作用压力降低然作用压力降低 2-32-3 倍，如下图。倍，如下图。室内采暖系统供回水温差如按室内采暖系

44、统供回水温差如按 1010计算，系统循环流量为：计算，系统循环流量为：hm/622.9210001086010773并联配置并联配置 3 3 台室内系统二次水循环泵，台室内系统二次水循环泵，G=35G=35 65m65m3 3/h/h，H=13.8H=13.8 10m10m，两用一备。，两用一备。（4 4）在改造方案）在改造方案 3 3 的基础上，将三层和四的基础上，将三层和四层散热器的支管上两个层散热器的支管上两个 DN20mmDN20mm 截止阀的其中截止阀的其中一个（散热器支管上原有的阀门许多已经锈一个（散热器支管上原有的阀门许多已经锈蚀难以转动），改为蚀难以转动），改为 DN15mmD

45、N15mm 的高阻恒温阀，的高阻恒温阀，后为节省改造费用，采用了高阻恒温阀不带后为节省改造费用，采用了高阻恒温阀不带温控器的阀座。温控器的阀座。上述方案上述方案 1 1 和和 2 2，由于需要进入商户的营，由于需要进入商户的营业空间施工，并对已经形成的装修有较大影业空间施工，并对已经形成的装修有较大影响，遭众多商户抵制未能实施。最后，实施响，遭众多商户抵制未能实施。最后，实施了对建筑内部影响较小的方案了对建筑内部影响较小的方案 3 3 和和 4 4。4 4 改造后运行效果改造后运行效果 改造后的该系统于改造后的该系统于 20062006 年年 1111 月中旬开始试月中旬开始试运行，经过现场测

46、试情况如下：运行，经过现场测试情况如下：（1 1）在室外供暖管网正常运行的条件下，由于）在室外供暖管网正常运行的条件下，由于混水器所需压差很小，系统入口供回水压差不小混水器所需压差很小，系统入口供回水压差不小于于 1m1m 水柱，就可以满足本系统一次水水柱，就可以满足本系统一次水 37m37m3 3/h/h 的的额定流量。且一次水流量只取决于入口阀门的开额定流量。且一次水流量只取决于入口阀门的开度，而与二次水的循环流量无关。说明采用混水度，而与二次水的循环流量无关。说明采用混水器连接不仅适合于系统入口供回水压差较小的情器连接不仅适合于系统入口供回水压差较小的情况，也不会干扰室外供暖管网的水力工

47、况。况，也不会干扰室外供暖管网的水力工况。（2 2）室内系统的主体水力）室内系统的主体水力失调现象已经基本消除，多失调现象已经基本消除，多年来从未热过的散热器也热年来从未热过的散热器也热了。了。（3 3）安装的二次水循环泵实际出力不足，远）安装的二次水循环泵实际出力不足，远未达到室内采暖系统二次水的预期循环水量。未达到室内采暖系统二次水的预期循环水量。在一次水流量调节为在一次水流量调节为 40m40m3 3/h/h 条件下，条件下，铭牌参数铭牌参数为为 G=35-65mG=35-65m3 3/h/h、H=13.8-10mH=13.8-10m 的水泵的水泵，单泵运，单泵运行实际流量仅为约行实际流

48、量仅为约 52m52m3 3h h，泵进出水两端压差，泵进出水两端压差约约 7m7m；两台并联运行，流量约两台并联运行，流量约 74m74m3 3/h/h，泵进，泵进出水两端压差约为出水两端压差约为 12m12m；三台并联运行，流量三台并联运行，流量约约 82m82m3 3/h/h，泵进出水两端压差为，泵进出水两端压差为 14m14m。如能更。如能更换为性能达到铭牌技术指标的合格水泵，使之换为性能达到铭牌技术指标的合格水泵，使之达到或接近预期的室内采暖系统循环水量，会达到或接近预期的室内采暖系统循环水量，会取得更理想的效果。取得更理想的效果。（4 4）仍有少量立管的首层散热器）仍有少量立管的首

49、层散热器或更少量的二层散热器不热，而与或更少量的二层散热器不热，而与此几乎完全对称的立管则无此现象此几乎完全对称的立管则无此现象，证明是由于局部管道堵塞所造成，证明是由于局部管道堵塞所造成，经过认真冲洗以后，也已经运行，经过认真冲洗以后，也已经运行正常。以下是从立管根部正常。以下是从立管根部 DN20DN20 管道管道清理出来的部分堵塞物图片。清理出来的部分堵塞物图片。5 5 结论结论（1 1）上供上回式垂直双管系统，由于）上供上回式垂直双管系统，由于各层散热器环路计算压力损失相对差额各层散热器环路计算压力损失相对差额与自然作用压力是叠加的，存在先天性与自然作用压力是叠加的，存在先天性的水力失

50、衡条件，应该尽量避免在多于的水力失衡条件，应该尽量避免在多于一层的建筑中采用。一层的建筑中采用。（2 2）如果一定需要采用上供上回式垂）如果一定需要采用上供上回式垂直双管系统，应该进行仔细的水力平衡直双管系统，应该进行仔细的水力平衡计算，并采取防止垂直水力失调的可靠计算，并采取防止垂直水力失调的可靠技术措施。技术措施。（3 3）上供上回式垂直双管系统的）上供上回式垂直双管系统的立管底部，易积存污物造成阻塞。立管底部，易积存污物造成阻塞。（4 4）采暖系统的设计，不仅要进）采暖系统的设计，不仅要进行干管环路和立管之间的水力平衡行干管环路和立管之间的水力平衡计算，对于垂直双管系统，更重要计算，对于