集中供熱系統(tǒng)水力平衡的若干觀點與分析
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)、分戶計量表等，雖聽起來復雜，但其運轉原理基本上離不開三大過程。即：能熱轉換過程——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：各個環(huán)路的流量輸配不均衡，致使各個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)泵較遠的用戶卻因室溫偏低經(jīng)常投訴，甚至拒交采暖費。
另外一些問題也和水力失調(diào)密切相關，例如系統(tǒng)在大流量小溫差的工況下運行，鍋爐或換熱器等熱源設備難以達到其額定出力，投入運行的設備超過實際負荷的需求，水泵的工作點偏離高效區(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)能運行的前提條件。
室外系統(tǒng)的水力平衡決定著整個系統(tǒng)運行效果。但由于種種原因，水力平衡很難真正實現(xiàn)，盡管各種技術措施和調(diào)控設備已推廣應用了很多年，水力失調(diào)仍然普遍存在。其根源首先是人們對這個問題的認識不足，其次是缺乏可靠有效的技術設備，而現(xiàn)有技術設備的實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)各個環(huán)路的路程不同，阻力就不同，所需的動力也不同。而循環(huán)泵提供的動力呈現(xiàn)兩極分化的趨勢，最不利環(huán)路的路程最長，阻力最大，所需的動力最大，卻處在管網(wǎng)中動力最小的位置，流量甚至不足額定值的30%。水力失調(diào)不可避免。
4、僅靠設計計算難以保證水力平衡。
通過對室外管網(wǎng)系統(tǒng)進行整體設計計算，仍難以克服水力失調(diào)，這是因為設計者要加上保險系數(shù)，還要為系統(tǒng)擴容預留余量，無法準確地以最不利環(huán)路的阻力去匹配其它環(huán)路的阻力，此外，計算數(shù)據(jù)與實際狀況的誤差、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，不僅失去原有的設計依據(jù)，也失去了原來調(diào)試過的穩(wěn)態(tài)水力平衡，因此，逐年擴容的管網(wǎng)系統(tǒng)需具有動態(tài)因素，故必須采用動態(tài)調(diào)控設備才能有效根除水力失調(diào)弊病。
6、穩(wěn)態(tài)調(diào)控設備難以滿足使用要求。
穩(wěn)態(tài)調(diào)控設備也可稱為定阻力設備，包括節(jié)流孔板、調(diào)節(jié)閥、平衡閥等。它們共同的特點是：通過人工調(diào)節(jié)設定其開度，匹配各個環(huán)路的阻力，消除剩余壓頭，以實現(xiàn)水力平衡。其中，節(jié)流孔板的阻力設定后無法調(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，通過手動定量調(diào)試來匹配管網(wǎng)系統(tǒng)中各個環(huán)路的阻力，使系統(tǒng)實現(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；當管網(wǎng)系統(tǒng)擴容后，其阻力特性改變，又需重新進行調(diào)試，因此平衡閥難以滿足使用要求。
7、動態(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)是動態(tài)系統(tǒng)，如果沒有動態(tài)調(diào)控設備，當某些用戶主動調(diào)節(jié)用熱量或散熱器恒溫閥自動動作時，就會干擾其它環(huán)路的用熱量，嚴重的還會產(chǎn)生振動和噪音。
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，必須采用動態(tài)調(diào)控設備加以控制和消除，否則系統(tǒng)將難以正常運行。
8、動態(tài)系統(tǒng)中也存在穩(wěn)態(tài)失調(diào)的因素。
假設在短時間內(nèi)系統(tǒng)中全部用戶都需要較大的流量時——例如室外氣溫驟降時，或者供水溫度不足時——所有恒溫閥將開到最大，此時，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，動態(tài)系統(tǒng)也要注意防止穩(wěn)態(tài)失調(diào)。
9、動態(tài)調(diào)控設備必不可少。
動態(tài)調(diào)控設備也可稱為自力式變阻力設備，主要包括自力式流量控制閥、自力式壓差控制閥等。它們無須外力驅動，能夠根據(jù)閥門前后（或系統(tǒng)）壓差的變化自動調(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設定調(diào)整。變阻力設備適用于動態(tài)系統(tǒng)中克服動態(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：隨著我國經(jīng)濟的飛速發(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)的動態(tài)調(diào)控設備用在穩(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。