供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中熱力入口值得商榷的問(wèn)題研究

楊樹(shù)明 劉春峰

供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)中熱力入口值得商榷的問(wèn)題研究

楊樹(shù)明1劉春峰2

（1.鄭州兆鑫暖通科技有限公司，河南 鄭州 450003；2.鄭州光力科技股份有限公司，河南 鄭州 450001）

本文通過(guò)對(duì)鄭州高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)2016年冬諸多新建小區(qū)供暖初期效果差的問(wèn)題進(jìn)行分析，提出降低供暖系統(tǒng)阻力的改造方案，經(jīng)過(guò)局部系統(tǒng)改造后，供暖系統(tǒng)循環(huán)較好，供暖效果顯著提高。之后，探討熱力入口需要商榷的問(wèn)題，即60目過(guò)濾器使用問(wèn)題和平衡閥使用問(wèn)題。

供暖系統(tǒng)；熱力入口；平衡閥

鄭州高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)2016年冬季供暖初期，祝福紅城的蘭寨新城、謙祥萬(wàn)和城的安置區(qū)等出現(xiàn)了大面積供暖效果不好、老百姓投訴不斷的現(xiàn)象；到熱交換站查看，發(fā)現(xiàn)供水分水器和集水器壓力差高達(dá)到0.3MPa，而兩臺(tái)工作水泵同時(shí)運(yùn)行，水流量?jī)H能達(dá)到設(shè)計(jì)流量的30%，備用水泵同時(shí)開(kāi)啟，但流量提高并不明顯，不能滿足用戶的需要。經(jīng)過(guò)分析，外網(wǎng)或用戶肯定存在較高的局部阻力，導(dǎo)致系統(tǒng)流量不足。之后，巡檢了幾個(gè)熱力入口，發(fā)現(xiàn)熱力入口供回水總壓力差如圖1所示，P1-P6約為0.29MPa，P2-P3卻僅有0.01MPa左右。可見(jiàn)，作用在樓宇內(nèi)部的實(shí)際壓力差很小，循環(huán)流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，系統(tǒng)壓頭主要消耗在熱力入口上，因此決定對(duì)各入口進(jìn)行改造。

1 改造的主要內(nèi)容及改造后的運(yùn)行

1.1 改造的主要內(nèi)容

圖1為原系統(tǒng)熱力入口大樣圖，標(biāo)準(zhǔn)圖熱力入口供回水各安裝1個(gè)60目過(guò)濾器，經(jīng)過(guò)觀察并綜合分析，發(fā)現(xiàn)阻力主要消耗在兩個(gè)60目過(guò)濾器上。①拆除所有熱力入口供回水60目過(guò)濾器的60目過(guò)濾網(wǎng)，保留其3mm過(guò)濾網(wǎng)；對(duì)末端系統(tǒng)進(jìn)行排污處理。②對(duì)熱交換站進(jìn)行多次排污處理。

圖1 原系統(tǒng)熱力入口大樣圖

1.2 改造后的運(yùn)行

改造結(jié)束后，系統(tǒng)分水器和集水器壓力差僅為0.11MPa，樓宇熱力入口供回水總壓力差P1-P6約為0.07MPa，P2-P3達(dá)到0.04MPa，系統(tǒng)流量基本達(dá)到設(shè)計(jì)流量的70%左右，運(yùn)行效果顯著提高。

2 熱力入口需要商榷的問(wèn)題

2.1 問(wèn)題一：60目過(guò)濾器使用問(wèn)題

各用戶熱力入口設(shè)計(jì)主要參照標(biāo)準(zhǔn)圖，其中供回水各有一個(gè)60目過(guò)濾器（有的系統(tǒng)標(biāo)注30目）詳見(jiàn)圖1，建議供水時(shí)最好保留一個(gè)過(guò)濾網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸為2～3mm的過(guò)濾器，且型號(hào)放大一號(hào)，回水過(guò)濾器如果是流量計(jì)等需要特別保護(hù)的設(shè)備，建議保留過(guò)濾網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸為2～3mm的過(guò)濾器，且型號(hào)放大一號(hào)［1］。如果不是為了保護(hù)流量表等，最好不要安裝回水過(guò)濾器，這樣不僅能提升運(yùn)行效果，而且能實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

熱力入口安裝過(guò)濾器的目的是避免住戶的暖氣片等堵塞，標(biāo)準(zhǔn)圖使用60目過(guò)濾器（60目過(guò)濾器即每平方英寸有60個(gè)小孔，小孔直徑為0.25mm）基本能阻擋任何雜物通過(guò)；但又牽涉一個(gè)通透率（過(guò)水部分占整個(gè)濾網(wǎng)百分比）問(wèn)題，因一英寸等于25.4mm，這樣就計(jì)算出60目過(guò)濾網(wǎng)的通透率為0.252×60/25.42=0.006=0.6%。也就是說(shuō)，每100m2濾網(wǎng)面積，水流過(guò)的面積僅有0.6m2，這樣會(huì)人為增大系統(tǒng)阻力，導(dǎo)致循環(huán)效果較差。該過(guò)濾器的水流量基本不可能達(dá)到設(shè)計(jì)流量，多數(shù)系統(tǒng)的實(shí)際流量?jī)H能達(dá)到設(shè)計(jì)的20%。因此，這是一個(gè)非常值得商榷的問(wèn)題，是造成運(yùn)行效果不好、管理被動(dòng)的一個(gè)重要原因。2016年初期，鄭州高新區(qū)新用戶普遍反映供暖系統(tǒng)效果不好，有來(lái)熱力公司投訴的，有投訴并邀請(qǐng)報(bào)社記者來(lái)熱力公司采訪的。我們認(rèn)為，樓宇入口過(guò)濾器，2～3mm孔徑已經(jīng)足夠，因?yàn)橄到y(tǒng)進(jìn)入用戶前外網(wǎng)必須沖洗干凈，且沖洗水流速度必須大于設(shè)計(jì)運(yùn)行流速；沖洗干凈的末端暖氣片、地暖再被網(wǎng)孔尺寸為2～3mm的過(guò)濾網(wǎng)保護(hù)，不會(huì)出現(xiàn)堵塞；建議取消60目過(guò)濾器，取消回水過(guò)濾器（回水過(guò)濾器除非有特別需要才考慮安裝，濾網(wǎng)網(wǎng)孔尺寸最好為2～3mm），保留的供水過(guò)濾器型號(hào)要較管道放大一號(hào)。

2.2 問(wèn)題二：平衡閥使用問(wèn)題

平衡閥使用問(wèn)題也是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題［2］。熱交換站與外網(wǎng)設(shè)計(jì)和樓宇管網(wǎng)的設(shè)計(jì)脫節(jié)。也就是說(shuō)，設(shè)計(jì)配套不好，熱交換站使用變頻流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)（目前，鄭州熱交換站多采用變頻系統(tǒng)），樓宇熱力入口使用自力式壓差平衡閥或自力式壓差調(diào)節(jié)閥系統(tǒng)，不能與熱交換站形成良好呼應(yīng)，調(diào)節(jié)流量時(shí)，外網(wǎng)平衡被打破，造成冷熱不均。平衡閥分為分靜態(tài)平衡閥和動(dòng)態(tài)平衡閥。靜態(tài)平衡閥是通過(guò)改變閥芯與閥座的開(kāi)啟度來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)流量的目的，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)截止閥（只是增加了刻度等外在顯示，調(diào)試后好標(biāo)清開(kāi)啟度位置），經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)閥門開(kāi)啟度來(lái)調(diào)節(jié)各樓宇的水流量，水流量基本保證各樓宇溫差與熱交換站總供回水溫差一致時(shí)，記錄好各平衡閥刻度的位置，此時(shí)基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求的水利平衡，將流量按照計(jì)算的各用戶需要的負(fù)荷比例平衡分配。隨著天氣的不斷變化，熱力站調(diào)節(jié)流量時(shí)，各熱用戶樓宇系統(tǒng)水量分配比例保持不變。因此，靜態(tài)平衡閥非常適用于熱交換站水泵數(shù)量調(diào)節(jié)及變頻調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。但目前，國(guó)內(nèi)諸多供暖系統(tǒng)熱力入口多使用動(dòng)態(tài)流量平衡閥（或動(dòng)態(tài)壓差平衡閥）。動(dòng)態(tài)流量平衡閥是根據(jù)系統(tǒng)工況變動(dòng)改變阻力系數(shù)，有效控制通過(guò)的流量。

圖2 動(dòng)態(tài)壓差平衡閥外形圖

動(dòng)態(tài)壓差平衡閥（見(jiàn)圖2）是用壓差作用來(lái)調(diào)節(jié)閥門的開(kāi)度，利用閥芯的壓降變化來(lái)彌補(bǔ)管路阻力的變化，從而使在工況變化時(shí)能保持壓差基本不變。動(dòng)態(tài)壓差平衡閥由感壓膜、彈簧、閥體、雙節(jié)流閥座、閥瓣組成，其主要是在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)壓力變化時(shí)，依靠感壓膜側(cè)壓力的變化和彈簧的壓力力量對(duì)抗來(lái)調(diào)整閥門開(kāi)啟度，保證平衡閥以內(nèi)的P1-P5恒定。當(dāng)供暖熱網(wǎng)的供回水壓差P1-P6增大時(shí)，感壓膜的壓力增大，迫使彈簧壓縮，使閥門自動(dòng)關(guān)小，P5-P6自動(dòng)增大，保證壓差P1-P5恒定；反之，當(dāng)P1-P6減小，感壓膜側(cè)壓力自動(dòng)減小，彈簧側(cè)力量相對(duì)提高，閥門開(kāi)啟度增大，使P5-P6減小，保持P1-P5基本不變，即保持壓差恒定。這種熱力入口裝置與供暖機(jī)房的流量調(diào)節(jié)是相互矛盾的，其開(kāi)啟度的變化，必然引起供暖流量平衡比例的變化，把原有的水利平衡打破，造成新的失衡。

就圖1實(shí)際運(yùn)行來(lái)說(shuō)，在所有熱力入口全部安裝有60目過(guò)濾器時(shí)，阻力過(guò)大，勢(shì)必造成P1-P6壓差較大，這時(shí)，平衡閥感壓膜壓力增大帶動(dòng)閥瓣下移，閥門關(guān)小，造成流量不足，形成雪上加霜的惡性效果。也就是說(shuō)，60目過(guò)濾器和動(dòng)態(tài)平衡閥同時(shí)使用，是最壞的一種選擇，此時(shí)流量本身已經(jīng)不足，平衡閥又關(guān)到更小，這是一個(gè)嚴(yán)重的設(shè)計(jì)失誤。

3 結(jié)論

①60目過(guò)濾器對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行影響較大，系統(tǒng)流量大幅度減小，是一個(gè)影響系統(tǒng)運(yùn)行的較大的設(shè)計(jì)失誤。

②靜態(tài)平衡閥適用于變流量系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)平衡閥僅適用于定流量系統(tǒng)，設(shè)計(jì)外網(wǎng)及樓宇時(shí)，要考慮與熱交換站設(shè)計(jì)工況的配合設(shè)計(jì)，認(rèn)真協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)，最好交給同一個(gè)單位同一個(gè)人負(fù)責(zé)完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

鄭州高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的熱交換站考慮系統(tǒng)變流量調(diào)節(jié)，應(yīng)取消各熱力入口的自力式流量平衡閥和60目過(guò)濾網(wǎng)，使系統(tǒng)輕松循環(huán)，節(jié)能運(yùn)行。

［1］田玉卓.供熱工程［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

［2］陸耀慶.實(shí)用供暖空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

The Study of the Problem of Thermal Inlet in Heating System Design

Yang Shuming1Liu Chunfeng2
（1.Zhengzhou Zhaoxin HVAC Technology Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan 450003；2.Zhengzhou Light Technology Co.,Ltd.，Zhengzhou Henan 450001）

This paper based on the analysis of the 2016 Zhengzhou high tech Development Zone in winter many new district heating stage the problem of poor results,put forward the reform plan to reduce the resistance of the heating system,through the local system after the transformation,the heating system heating cycle is better,the effect was significantly improved.After that,the problem of thermal inlet was discussed,that was,the use of 60 mesh filter and the use of balancing valve.

heating systems；thermal inlets；balancing valves

TU995

A

103-5168（2017）09-0147-02

2017-08-02

楊樹(shù)明（1966-），大專,工程師，研究方向：暖通空調(diào)；劉春峰（1967-），碩士研究生，工程師，研究方向：制冷空調(diào)。