采暖水力计算不平衡率讲解学习
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- 110 -工 程 技 术0 引言供热工程在调试、运行过程中,室温经常无法符合设计要求,即热源近端用户室内温度过高,而远端用户则出现室内温度不达标的情况。
其主要原因往往是水系统各并联环路之间出现严重水力失衡的情况,导致末端换热设备的供热量大幅偏离设计条件,进而影响室温调节。
为保证末端用户的供热效果,后期运维人员常采取提高二次热水温度,或提升水泵扬程的方法。
上述做法虽能解决用户供热需求,却同时带来热源效率降低、热媒输配功耗增加等一系列问题。
笔者在参与住宅供暖项目设计时发现,小区二次供热管网设计一般都滞后于单体供暖施工图,且由不同设计人员来完成,设计人员往往会忽视各并联水环路的资用压头,仅按最大允许流速、经济比摩阻直接确定管径,确定单体热力入口处平衡阀规格时,要直接按接管管径选型。
大量工程案例表明,按上述错误的设计做法,仅依靠后期调试很难实现水力平衡,无法使每个房间的实际散热量与设计供热量相匹配。
因此,笔者以某住宅小区供暖工程为例,浅谈设计过程中热水管网水力平衡的计算与设计。
1 相关规范条文文献[1]第5.9.11条:“室内热水供暖系统的设计应进行水力平衡计算,并应采取措施使设计工况时各并联环路之间(不含共用段)的压力损失相对差额不大于15%。
”当双管系统并联环路之间的压力损失相对差额不大于15%时,最大流量偏差可控制在8%左右,平均水温及散热量偏差可控制在2%左右[3],可保证供暖系统的运行效果。
文献[2]第5.3.6条:设计室内热水供暖系统时,应计算水力平衡,并采取控制措施,使设计工况下各并联环路之间(不含公共段)的压力损失差额不大于15%;在计算水力平衡时,要计算水冷却产生的附加压力,其值可取设计供、回水温度条件下附加压力值的2/3。
2 计算公式及原理热水供暖系统中计算管段的压力损失计算如下[4]。
'''P P P d l y iO UX ]UX 2222(1)式中:∆P —计算管段的压力损失,Pa ;∆P y —计算管段的沿程损失,Pa ;∆P i —计算管段的局部损失,Pa ;λ—管段的摩擦阻力系数;d —管段内径,m ;l —管段长度,m ;ρ—热水的密度,kg/m 3;υ—热水流速,m/s ;ζ—局部阻力系数,常用管道配件可参考文献[3]。
供暖水力计算不平衡率供暖系统是保障人们居住环境温暖舒适的重要设施之一,而供暖水力计算不平衡率则是评估供暖系统运行效果的重要指标之一。
本文将从供暖水力计算不平衡率的概念、计算方法、原因及解决办法等方面进行探讨,以帮助读者更好地了解和应用这一指标。
我们来了解一下什么是供暖水力计算不平衡率。
供暖水力计算不平衡率是指供暖系统中各个分支管道的流量与所需流量之间的差异程度,即供暖系统中水力不平衡的程度。
水力不平衡会导致供暖系统中某些区域温度过高或过低,影响供暖效果,并可能导致能耗增加、设备损坏等问题。
那么,如何计算供暖水力计算不平衡率呢?一般而言,可以通过测量供暖系统中各个分支管道的流量来计算。
首先,需要了解每个分支管道的设计流量和实际流量。
设计流量是指供暖系统设计时预计的流量,而实际流量则是通过测量得到的实际数值。
然后,可以通过计算实际流量与设计流量之间的差异来确定供暖水力计算不平衡率。
接下来,我们来分析一下供暖水力计算不平衡率产生的原因。
供暖系统中水力不平衡的主要原因有两个:一是管道设计不合理,导致部分分支管道流量过大或过小;二是管道运行中存在阻力增加或减小的情况,导致流量分配不均匀。
这些原因可能与管道的直径、长度、材质、连接方式等相关,也可能与水泵的选择、水压的调节等相关。
针对供暖水力计算不平衡率产生的原因,我们可以采取一些解决办法来改善供暖系统的运行效果。
首先,可以进行管道的优化设计,合理确定管道的直径、长度等参数,以确保各个分支管道的流量分配均匀。
其次,可以对供暖系统进行调试和平衡,通过调整水泵的运行参数、增加或减少阀门的开度等方式,使得供暖系统中的水力平衡。
此外,还可以通过安装流量调节阀等装置来控制和调节各个分支管道的流量,进一步提高供暖系统的运行效果。
供暖水力计算不平衡率是评估供暖系统运行效果的重要指标之一,合理计算和控制供暖水力计算不平衡率对于提高供暖系统的运行效率、降低能耗、保障居民的舒适度具有重要意义。
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。
浅谈供热管网水力平衡的调节摘要:近几年来,我国城市的集中供暖事业又了迅猛发展,然而供热系统在实际运行中存在诸多问题,水力失调便是其中的突出问题。
所以保证供热管网的水力平衡是供暖设计工作中的一个重要环节。
本文归纳了供热管网水力平衡失调的表现及原因,对目前国内普遍采用的几种调节方法进行了比较,并提出了供热管网水力平衡的保证措施。
关键词:供热管网;水力失调;水力平衡;调节Abstract: In recent years, China’s urban central heating business a nd the rapid development of heating systems, however, there are many problems in the actual operation, the hydraulic imbalance is one of the outstanding problems. So ensure hydraulic balance of the heating pipe network is an important part of the heating design work. This paper summarizes the performance of the heating pipe network hydraulic imbalance and reasons, several widely used domestic adjustment method, and the heating pipe network hydraulic balanced assurance measures.Keywords: heating pipe network; hydraulic imbalance; hydraulic balance; regulation前言供热管网的水力平衡十分关键,她决定着系统运行效果的好坏,一般来说水力平衡的调节工作是在系统运行之前完成,这是系统正常运行的基本保障,也是节能运行的前提条件。
解决采暖系统水力平衡问题温控阀在高层的双管系统中是必不可少的一个元件,能解决管网的水利平衡问题。
电动温控阀的组成:有电动调节阀加上温度控制器加上温度传感器组合而成,电动三通调节阀按流体的作用方式分为合流阀和分流阀两类。
合流阀有两个入口,合流后从一个出口流出。
分流阀有一个流体入口,经分流成两股流体从两个出口流出。
合流三通调节阀的结构与分流三通调节阀的结构类似。
其特点如下:1、电动三通调节阀有两个阀芯和阀座,结构与双座阀类似。
但电动三通调节阀中,一个阀芯与阀座间的流通面积增加时,另一个阀芯与阀座间的流通面积减少。
而双座阀中,两个阀芯和阀座间的流通面积是同时增加或减少的。
2、电动三通调节阀的气开和气关只能通过选择执行机构的正作用和反作用来实现。
双座阀的气开和气关的改变可直接将阀体或阀芯与阀座反装来实现。
3、电动三通调节阀用于需要流体进行配比的控制系统时,由于它代替一个气开控制阀和一个气关控制阀,因此,可降低成本并减少安装空间。
4、电动三通调节阀也用于旁路控制的场所,例如,一路流体通过换热器换热,另一路流体不进行换热。
当电动三通调节阀在换热器前时,采用分流三通调节阀;当三通调节阀安装在换热器后时,采用合流电动三通调节阀。
由于安装在换热器前的三通阀内流过的流体有相同温度,因此,泄漏量较小;安装在换热器后的三通阀内流过的流体有不同的温度,对阀芯和阀座的膨胀程度不同,因此,泄漏量较大。
通常,两股流体的温度差不宜超过150℃。
采用阀笼结构的三通调节阀,带平衡孔,采用阀笼导向。
因此,可大大降低不平衡力。
早期的三通调节阀采用圆筒薄壁窗口,用阀芯侧面导向,虽然可减小不平衡力,但在一股流体接近关闭(流关流向)时,仍有较大的不平衡力,而且,随阀门开度的变化,不平衡力变化,采用带平衡孔的阀笼结构,可使不平衡力消除,并有阻尼作用,有利于控制阀的稳定运行。
由于电动三通调节阀的泄漏量较大,在需要泄漏量小的应用场合,可采用两个控制阀(和二通接管)进行流体的分流,或合流,或进行流体的配比控制。
水力计算不平衡率水力计算不平衡率,指的是给定水力系统中与实际运行工况相比较的理论运行工况下的不平衡程度。
在水力系统设计和运行中,了解和控制不平衡率对于保证系统的正常运行和性能优化非常重要。
本文将详细介绍水力计算不平衡率的定义、计算方法及其应用。
一、不平衡率的定义:水力计算不平衡率是指在给定的水力系统工况下,由于管道系统的结构和性能不完全匹配,导致流量分布不均匀的程度。
不平衡率主要体现在两个方面:压力不平衡和流量不平衡。
压力不平衡是指系统各个管段的实际压力与设计压力之间的差异;流量不平衡是指系统各个出口或分支管道的实际流量与理论流量之间的偏差。
二、不平衡率的计算方法:1.压力不平衡率的计算:压力不平衡率通常以百分比或分贝来表示。
压力不平衡率的计算公式如下:不平衡率(%)=(实际压力-设计压力)/设计压力*1002.流量不平衡率的计算:流量不平衡率通常以百分比表示。
流量不平衡率的计算公式如下:不平衡率(%)=(实际流量-理论流量)/理论流量*100其中,实际压力是指实际运行工况下管段的压力;设计压力是指理论运行工况下管段的压力;实际流量是指实际运行工况下出口或分支管道的流量;理论流量是指理论运行工况下出口或分支管道的流量。
三、不平衡率的应用:1.确定系统的设计优化方案:通过计算不平衡率,可以确定水力系统中的性能瓶颈和问题所在,从而为系统的设计和改进提供依据。
例如,如果条管段的压力不平衡率过高,可以考虑增加管段的直径或加装减压阀等手段,来提高系统的稳定性和均衡性。
2.判断管网运行状态:通过计算不平衡率,可以及时发现系统中的异常和故障情况,如管道堵塞、阀门故障等。
通过及时调整和维护,可以保证系统运行的稳定性和可靠性。
3.优化管网布局:通过计算不平衡率,可以分析系统中各个管道的流量分布情况,进而优化系统的管网布局。
例如,在设计新的供水系统时,可以根据理论流量和实际流量的不平衡率,调整管道的长度和直径,从而减小流量不平衡程度。
采暖系统水力平衡计算中的几个问题北京市建筑设计研究院王冷非贺克瑾摘要:通过对典型的单管跨越式系统和双管系统的计算分析,介绍分流系数在单管跨越式系统中的作用及影响,总结了散热器温控阀在采暖系统中的调节作用。
关键词:单管双管分流系数散热器温控阀0引言《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003及现行有关节能设计的标准,均对集中热水散热器采暖系统的水力平衡计算有严格的规定,即要求采暖系统在设计工况下应达到静态平衡,通过各种措施使并联环路之间的压力损失相对差额不大于15%。
近年来由于散热器温控阀的使用,增大了采暖系统末端的阻力,给系统的平衡设计创造了有利条件,但也给采暖系统水力计算带来一些新的问题;随着节能对设计的严格要求,设计人员对采暖系统水力平衡计算也应更加重视。
笔者总结了异程单管和双管系统水力平衡计算的几个问题,以及散热器温控阀的作用,供同行参考。
1异程单管系统——分流系数及对散热器数量的影响根据文献[1],单管系统应采用跨越式,散热器应采用低阻力温控阀。
典型垂直单管跨越式系统举例见图1,每组散热器(支路s)与其供回水管之间跨越管(支路k)为并联关系,其流量和阻力存在以下关系式:G=G s+G kS s G s2=S k G k2由此可导出散热器支路分流系数α:根据流体力学基本公式,跨越管支路阻力特性系数Sk值按下式推导得出:同理,散热器支路阻力特性系数Ss值按下式计算:式(3)中Sv为散热器温控阀的阻力特性系数(Pa/(m3/h)2),由生产厂家提供的温控阀的流通能力Kv值,按下式推导得出:以上各式中:G——立管流量(m3/h);Gs、Gk——流经散热器支路和跨越管支路的流量(m3/h);Ss、Sk——散热器支路和跨越管支路的阻力特性系数(Pa/(m3/h)2);ΔPk——跨越管支路管道总阻力(Pa);ΔPmk——跨越管支路管道沿程阻力(Pa);ΔPjk——跨越管支路管道局部阻力(Pa);djs、djk——散热器支路和跨越管支路的管道计算内径(m);λs、λk——散热器支路和跨越管支路的管道摩擦阻力系数;Ls、Lk——散热器支路和跨越管支路的管道长度(m);∑ξs、∑ξk——散热器支路(不含温控阀)和跨越管支路的管道局部阻力系数和;ΔPv——散热器温控阀的压力损失(Pa)。
供暖管道热力不平衡问题与对策供暖管道热力不平衡问题与对策冬季供暖过程中如果存在热力不平衡问题,会给人们的生活带来严重影响。
供暖的温度过高或者过低,都会导致人们疾病的产生。
因此,为提高人们的生活质量,完善供暖效果,应当解决热力不平衡问题。
文章通过深入分析供暖热力不平衡问题产生的具体原因,试图从锅炉改造、失水、腐蚀、气候等角度出发,提出解决热力不平衡问题的相应对策,以供相关工作人员参考。
对于生活在寒冷地区的人们来讲,供暖管道是最基本的生活设施。
在冬季可以提供良好的气候环境,保障人们正常的生产生活。
目前我国部分地区仍存在着供暖问题,主要表现为热力不平衡现象。
有些地区的温度过低,为人们日常生活带来极大的困难,降低生活质量。
有些地区的温度过高,同样会导致疾病的产生,甚至会导致能源浪费现象的产生。
供暖热力不平衡现象会严重影响供暖效果,因此,应当积极采取相关措施来解决这一问题。
1产生热力不平衡现象的原因1.1锅炉改造存在缺陷在进行锅炉改造的过程中,由于存在一些缺陷,会引起热力不平衡的现象的大量产生。
具体表现为改造中所使用管道的管径较小。
当运用管道进行热水输送时,如果管径过小,会导致水流受阻,降低热水的运输效率。
在水流速度过慢的影响下,热力会大量散失,最终导致距离锅炉较远地区的供热温度不达标。
与此同时,距离锅炉较近的地区,受到热水积压的影响,供热温度会过高。
1.2供暖过程中的失水问题在供暖过程中,热力系统失水,也会导致热力不平衡现象产生。
产生失水现象的主要原因,是供暖管道出现渗漏问题。
失水问题,一直都在困扰着供暖部门。
一方面,失水会造成热能的大量浪费。
不仅为供暖部门带来巨大的经济损失,还会导致部分地区产生热力不平衡现象。
另一方面,失水为人们的生活带来不便。
特便是供暖管道的渗漏问题,引起人们的大量投诉与纠纷。
为了提升人们的生活质量,减少资源浪费,应当及时解决热力系统的失水问题。
1.3腐蚀影响供热管道质量供暖管道在使用的过程中,如果长期受到酸雨、水中杂质的侵蚀,就会产生腐蚀现象,破坏供暖管道的质量。