暖通空调常暖通空调常见问题和若干新技术的合理应用.pptx

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1、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册实用供热空调设计手册186186页中说：页中说：“表表3.2-13.2-1列出了列出了采暖采暖通风与空气调节设计规范通风与空气调节设计规范（GB GB 50019-200350019-2003）规定统计出的）规定统计出的270270个个台站的气象参数。台站的气象参数。完全符合完全符合规范规定的统计要求。规范规定的统计要求。”第1页/共130页 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3.2-13.2-1的编制人对的编制人对采暖通风与空采暖通风与空气调节设计规范气调节设计规范规定理解的偏差，规定理解的偏差，数值有错误数

2、值有错误。因此，并未被大多数。因此，并未被大多数设计单位所认同和采用，在没有新设计单位所认同和采用，在没有新的权威数值之前，仍沿用的权威数值之前，仍沿用GBJ 19-87GBJ 19-87附录中的数值是合适的。附录中的数值是合适的。第2页/共130页 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，并不应具备规范的同等效力。效力。第3页/共130页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

3、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防排烟设计中的若干“边缘边缘”问题问题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第4页/共130页11 11 冷暖辐射空调采暖冷暖辐射空调采暖12 12 解决内区和部分外区常年解决内区和部分外区常年“供冷供冷”问题问题13

4、 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第5页/共130页一、采暖（空调）水系统的若干问题一、采暖（空调）水系统的若干问题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

5、简单简单的解释采暖工程，就是实现冬季采的解释采暖工程，就是实现冬季采暖房间的热平衡，使房间的失热量与得热暖房间的热平衡，使房间的失热量与得热量相平衡。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热除了热平衡以外，还需要实现湿平衡。平衡以外，还需要实现湿平衡。第6页/共130页 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）建筑要同时满足许多个（甚至非常多）建筑空间的热状态，这就是建立在系统水力平空间的热状态，这就是建立在系统水力平衡基础上的静态热平衡；衡基础上的静态热平衡；由于外界条件的变化，要由于外界条件的变化，要随机随机

6、满足热工满足热工性能各异采暖性能各异采暖（空调）（空调）房间的热状态，这房间的热状态，这就是建立在对系统水力工况调节控制基础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。上的动态热平衡。第7页/共130页 采暖和空调工程出现概率最大的问题，采暖和空调工程出现概率最大的问题，是达不到设计室温（过冷或过热是达不到设计室温（过冷或过热)。有多。有多种原因种原因,例如例如:总体供热（冷）量（水量、总体供热（冷）量（水量、水温和时间）不足、设备故障、调节手水温和时间）不足、设备故障、调节手段缺失、管路（杂物或空气）堵塞、亏段缺失、管路（杂物或空气）堵塞、亏水、末端设备配置数量与负荷不匹配、水、末端

7、设备配置数量与负荷不匹配、围护结构建筑热工性能不佳、运行操作围护结构建筑热工性能不佳、运行操作不当等。不当等。第8页/共130页 但是但是,其中比较主要、且较难判其中比较主要、且较难判断或处理的问题，是系统的水力失断或处理的问题，是系统的水力失调。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。第9页/共130页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。第10页/共130页 由于并联环路不可能达到完全的水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然力平衡，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存都相同，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水在差异时，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。第11页/共130页 因此因此任何水系统的实际过程

9、，都任何水系统的实际过程，都是变温降（升）的是变温降（升）的。系统水力失调。系统水力失调程度最直接的反应就是温降（升）程度最直接的反应就是温降（升）的偏离幅度。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。第12页/共130页 例例如如：按按照照85/6085/60、温温降降2525设设计计的的热热水水采采暖暖系系统统，如如果果系系统统水水力力平平衡衡达达不不到到要要求求，直直接接后果是回水温度偏离后果是回水温度偏离6060而使供热量变化。而使供热量变化。由由于于单单管管热热水水采采暖暖系系统统下下游游对对于

10、于水水温温降降的的影影响响更更加加敏敏感感，因因此此倾倾向向于于采采用用变变温温降降法法计计算算，即即根根据据水水力力平平衡衡度度精精确确计计算算各各环环路路的的流流量量及及其其温温降降，各各环环路路取取不不同同的的供供回回水水平平均均温温度度确确定定散散热器数量。热器数量。第13页/共130页 变温降法的计算结果，更符变温降法的计算结果，更符合水系统的实际运行过程。但如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规果并联环路之间的水力平衡在规范允许的范围内，采用等温降法范允许的范围内，采用等温降法的计算结果，也可以比较接近于的计算结果，也可以比较接近于实际过程。实际过程。第14页/

11、共130页 同样，按照同样，按照7/127/12、温升、温升55设计的空设计的空调冷水系统，如果水力平衡达不到要求，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直接后果是回水温度偏离1212，室内空，室内空气状态（温度和相对湿度）就会偏离设气状态（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，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，即使调直接影响空气冷却过程的露点，即使调整末端设备容量（例如表冷器面积）也整末端设备容量（例如表冷器面积）也难以弥补。难以弥补。第15页/共130页 并并联联环环路路的的水水力力平平衡衡特特性性，对对于于采采暖暖或或

12、空空调调水水系系统统，其其原原理理是是相相同同的的。如如果果能能把把“变变温温降降法法”的的理理念念（而而不不是是具具体体计计算算方方法法），灵灵活活运运用用到到所所有有的的水水系系统统中中，理理解解和和掌掌握握达达到到等等温温降降（升升）的的途途径径和和原原理理，设设计计水水平平就就能能够够上上一一个个较较大大的台阶。的台阶。第16页/共130页 由由于于采采暖暖水水系系统统的的供供、回回水水温温差差相相对对较较大大，传传输输相相同同热热量量的的流流量量相相对对较较小小，所所连连带带的的问问题题相相对对较较多多，所所以以可可以以拿拿采采暖暖水水系系统统作作为为研研究究水水力力平平衡衡特特性性

13、的基础。的基础。第17页/共130页 遗憾的是，不主要依据水力平衡的原遗憾的是，不主要依据水力平衡的原则，而是按照流速、比摩阻直接确定管则，而是按照流速、比摩阻直接确定管径的错误做法甚为流行。以至于经常出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，只要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，大散热器数量相近，就选用相同管径，大量工程实例证明，这样的量工程实例证明，这样的“设计设计”必然必然会出现严重的冷热不均。会出现严重的冷热不均。第18页/共130页 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！集集中中采采暖暖系系统统不不但但要要

14、满满足足单单个个房房间间散散热热量量和和供供热热量量的的热热平平衡衡，还还要要同同时时满满足足非非常常多多个个建建筑筑空空间间的的热热状状态态。亲亲自自处处理理过过“问问题题工工程程”就就会会体体会会到到，完完全全依依靠靠调调节节实实现现水水力力平平衡衡是是十十分分困困难的。难的。而而层层层层设设置置自自动动调调节节配配件件“武武装装到到牙牙齿齿”的的复复杂杂配配置置，既既不不符符合合现现实实经经济济条条件件，弄弄得得不不好好还会发生负面效应。还会发生负面效应。第19页/共130页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 50019-2003 GB 50019-2

15、003 采暖通风与空气调节设采暖通风与空气调节设计规范条规定：热水采暖系统的各并联环路之计规范条规定：热水采暖系统的各并联环路之间的计算压力损失相对差额不应大于间的计算压力损失相对差额不应大于1515；条；条规定：空气调节水系统布置和选择管径时，应规定：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失的相对差额，当减少并联环路之间的压力损失的相对差额，当超过超过1515时，应配置调节装置。时，应配置调节装置。第20页/共130页 为什么是为什么是1515呢？呢？采暖通风与采暖通风与空气调节设计规范条的条文说明中，空气调节设计规范条的条文说明中，延续了延续了“基于保证采暖系统的运行基

16、于保证采暖系统的运行效果，参照国内外资料规定效果，参照国内外资料规定”的说的说法。而对空调水系统为何也采用法。而对空调水系统为何也采用1515？条的条文说明并没有正面应对。？条的条文说明并没有正面应对。第21页/共130页 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差，最大只会引起的流量偏差8%8%左右，引起平均水温和散热量偏左右，引起平均水温和散热量偏差差2%2%左右，即使是对水温降影响比左右，即使是对水温降影响比较敏感的单管系统下游，引起平均较敏感的单管系统下游，引起平均水温

17、和散热量偏差也只有水温和散热量偏差也只有5%5%左右。左右。第22页/共130页 我在调试过程中发现，即使并联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额达环路之间计算压力损失相对差额达到到20%20%，最大只会引起的流量偏差，最大只会引起的流量偏差11%11%左右，引起平均水温和散热量左右，引起平均水温和散热量偏差偏差3%3%左右，单管系统下游引起平左右，单管系统下游引起平均水温和散热量偏差均水温和散热量偏差7%7%左右左右,也不也不至于出现严重的冷热不均。至于出现严重的冷热不均。第23页/共130页 因此，我对调试只要求例如流量因此，我对调试只要求例如流量偏差不大于偏差不大于1

18、0%10%左右或即使再稍大些，左右或即使再稍大些，也可认为也可认为“流量大体够流量大体够”，就应该，就应该不出现严重的冷热不均。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。第24页/共130页如何判断如何判断“流量大体够流量大体够”?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

19、的电流和电压第25页/共130页 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的基本的基本途径和步骤途径和步骤无非是：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

20、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。第26页/共130页 总压力损失和比摩阻取值及其分配总压力损失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）和空气调节）和空气调节冷热水系统的输送能效比（冷热水系统的输送能效比（ERER）的，合）的，合理确定循环水泵的扬程。理确定循环水泵的扬程。第27页/共130页 循环水泵扬程减去

21、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），除以最），除以最不利环路供回水干管总长度（不利环路供回水干管总长度（LL），如考虑局），如考虑局部阻力约为总阻力的部阻力约为总阻力的0.2-0.3,0.2-0.3,可得最不利环路的可得最不利环路的平均比摩阻（平均比摩阻（i i）。）。第28页/共130页 在使用在使用“平均比摩阻平均比摩阻”时，在同一环时，在同一环路内，末端管段应

22、取较小比摩阻，起始路内，末端管段应取较小比摩阻，起始管段应取较大比摩阻。管段应取较大比摩阻。根据水力平衡的原则，与最不利环路根据水力平衡的原则，与最不利环路并联的其他环路，根据与最不利环路并并联的其他环路，根据与最不利环路并联点的供回水压差（许用压力损失），联点的供回水压差（许用压力损失），确定其平均比摩阻。但最大流速不应超确定其平均比摩阻。但最大流速不应超过有关规范的规定。过有关规范的规定。第29页/共130页 为有利于并联环路间的水力平衡，许为有利于并联环路间的水力平衡，许用压力损失的分配，应尽量减少用压力损失的分配，应尽量减少“共同共同段段”阻力损失所占的比例。阻力损失所占的比例。例如：

23、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：下规定：“用户二次水侧室外管网最不用户二次水侧室外管网最不利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,宜不大于热源出口处总宜不大于热源出口处总压差的压差的1/41/4。”第30页/共130页 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节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。这样的环路装置，且标记出所需

24、要的调节量。这样的环路应该是局部的应该是局部的,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，作出了以下规定：中，作出了以下规定：“应应计算室外管网在每一建筑供暖入口的资用压差计算室外管网在每一建筑供暖入口的资用压差,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,正确选择入口正确选择入口调节装置。调节装置。”第31页/共130页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的那么，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达同程系统，是否可以免除上述复杂

25、过程而达到到“自然平衡自然平衡”的效果呢？的效果呢？认为同程系统认为同程系统“天然平衡天然平衡”是片面的，而是片面的，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第32页/共130页 下图所示室外热水采暖干管同程系统中，下图所示室外热水采暖干管同程系统中，1#1#、2#2#、3#3#楼的室内系统均相同，而供水管段楼的室内系统均相同，而供水管段A-BA-B、B-CB-C和回水管段和回水管段D-ED-E、E-FE-F的管径均相同，的管径均相同，如果不进行调节，试判

26、断哪一幢建筑得到的流如果不进行调节，试判断哪一幢建筑得到的流量相对最少？量相对最少？第33页/共130页 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；回水，但管径相同，因此水力坡降先陡后平；回水管则相反，自管则相反，自FEFE的流量小于的流量小于EDED，但管径相，但管径相同，因此水力坡降先平后陡。先陡后平的供水同，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力坡降管水力坡降线，与先平后陡的回水管水力坡

27、降线，画在水压图上，不就是很形象的线，画在水压图上，不就是很形象的“两头大、两头大、中间小中间小”的资用压差吗？的资用压差吗？第34页/共130页 在水压图上，可清楚地看到在水压图上，可清楚地看到2#2#建筑的建筑的许用压差相对最小。由于许用压差相对最小。由于“室内系统均室内系统均相同相同”，因此其得到的流量相对最少。，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。如这也是同程系统的一种常见的现象。如果果ABAB水力坡降过大，而水力坡降过大，而FEFE水力坡降水力坡降过小，有可能使两根水力坡降线相交，过小，有可能使两根水力坡降线相交，与与2#2#楼的连接点还有可能出现楼的连接点还有

28、可能出现“逆循环逆循环”，即许用压差为负值。这在异程系统，即许用压差为负值。这在异程系统是不会发生的。是不会发生的。第35页/共130页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（比摩使供、回水管的水力坡降（比摩阻）相近；阻）相近；B B 使供、回水管的水力坡降线尽量使供、回水管的水力坡降线尽量远离，即尽量减少远离，即尽量减少“共同段共同段”阻力阻力损失所占的比例。损失所占的比例。第36页/共130页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系统已

29、经成为采暖系统制式的“主旋律主旋律”。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）作用压力的下分式垂直双管系统。垂直双管系统。第37页/共130页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第38页/共130页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

30、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。第39页/共130页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，地上四层，首层和二层临街为对外营业

31、的商户，三上四层，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。设计采暖负荷层和四层为众多公司的营业用房。设计采暖负荷1077kW1077kW，额定流量，额定流量37m37m3 3/h/h，处于供暖管网某一处于供暖管网某一环路的末端，系统入口供回水压差约为环路的末端，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，采用年设计，受工程条件所限，采用了上供上回式垂直双管系统形式，供、回水干管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。设置在四层顶板下的吊顶内。系统型式如下图。第40页/共13

32、0页第41页/共130页 建成后运行初期，就出现比较严重的垂直水建成后运行初期，就出现比较严重的垂直水力失调，四层和三层的散热器热，二层特别是力失调，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支一层基本上不热。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、管阀门开度，情况有所改善。但在商户入住、自行进行精细装修过程中，对采暖系统进行装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，特别是改变了散饰性包覆，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，又回复到严重的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。

33、由于干管、立管和散热器垂直水力失调状态。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。几乎全部被包覆，十分难以进行调节和检修。第42页/共130页 2004 2004年，当地供热部门斥资数年，当地供热部门斥资数十万元在楼外增设加压泵站进行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，加压以增加流量，虽略有效果，但由于影响附近其他住宅采暖系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。统而无法运行，改造未获成功。第43页/共130页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

34、原因是：（1 1）立管沿垂直方向各散热器环路，即）立管沿垂直方向各散热器环路，即使不考虑自然作用压力，也不满足使不考虑自然作用压力，也不满足采采暖通风与空气调节设计规范条关于暖通风与空气调节设计规范条关于“各各并联环路之间的计算压力损失相对差额并联环路之间的计算压力损失相对差额不应大于不应大于1515”的要求。以比较典型的的要求。以比较典型的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。第44页/共130页第45页/共130页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 4

35、85.2Pa 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 第46页/共130页（2 2）采暖通风与空气调节设计规范条还规定：采暖通风与空气调节设计规范条还规定：机械循环系统双管热水采暖系统和分层布置的机械循环系统双管热水采暖系统

36、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然作用压力的影响采取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。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、回水立计算，供、回水立管的自然作用压力值为管的自然作用压力值为15.83mm15.83mm水柱水柱/m/m155.8Pa/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 Pa360 Pa。以首层散热器中心为计算基准

37、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。第47页/共130页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485.2485.21080=1565.2Pa1080=1565.2Pa68.3Pa68.3Pa1496.9Pa1496.9Pa三层散热器环路三层散热器环路286.0286.0720=1006.0Pa720=1006.0Pa38 Pa38 Pa968.0Pa 968.0Pa 二层散热器环路二层散热器环路146.8146.8360=506.8Pa360=506.

38、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差各散热器环路计及自然作用压力后的剩余压差 第48页/共130页（3 3）增大散热器环路支管的计算压力损失，）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，设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大的截止阀，但计虽然采用了阻力相对较大的截止阀，但由于管径为由于管径为DN20mmDN20mm，散热器环路的阻力损，散热器环路的阻力损失仍然较小。最大的一个散热器环路（包失仍然较小。最大的一个散热器环路（

39、包括散热器、连接支管和两个截止阀）的计括散热器、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失的算压力损失，仅占立管总计算压力损失的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。第49页/共130页（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。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），四层散），四层散热器环路的计算压力损失，比首

40、层散热器环路小热器环路的计算压力损失，比首层散热器环路小416.9Pa416.9Pa，而又多得到，而又多得到1080Pa1080Pa的自然作用压力，的自然作用压力，四层散热器环路的许用压差达到了四层散热器环路的许用压差达到了1565.2 Pa1565.2 Pa，剩余压差达到了剩余压差达到了1496.9Pa1496.9Pa，许用压差是其环路计，许用压差是其环路计算压力损失的算压力损失的22.922.9倍，必然会造成严重的水力失倍，必然会造成严重的水力失调。调。第50页/共130页 对本工程多数采用对本工程多数采用DN25mmDN25mm立管和立管和DN20mmDN20mm散热器支管的立管，按照散

41、热器支管的立管，按照计算压力损失相对差额和自然作计算压力损失相对差额和自然作用压力综合影响，采用不等温降用压力综合影响，采用不等温降方法计算，立管总流量在各层之方法计算，立管总流量在各层之间的概略分配比例，如下表。间的概略分配比例，如下表。第51页/共130页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3030二层二层2020首层首层1010第52页/共130页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

42、，调整各）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，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差，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。增加下层散热器环路流量。第53页/共130页 将各层连接散热器支管和阀门的直径作如下改造，立管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有利，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热器供水支管闸阀，更换如下表。（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。）为高阻自力式温控阀，将会得到

43、更好的效果。）所在层所在层供水支管及供水支管及阀门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第54页/共130页（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

44、水水平干管上，如下图。第55页/共130页（3 3）利用）利用20042004年在楼外增设、已经被年在楼外增设、已经被弃用的加压泵站，采用混水器与室外弃用的加压泵站，采用混水器与室外管网连接，在不改变建筑物供热量和管网连接，在不改变建筑物供热量和入口额定流量的前提下，使内部系统入口额定流量的前提下，使内部系统的循环流量增加的循环流量增加2-32-3倍，相应使自然作倍，相应使自然作用压力降低用压力降低2-32-3倍，如下图。倍，如下图。第56页/共130页第57页/共130页 室内采暖系统供回水温差如按室内采暖系统供回水温差如按1010计计算，系统循环流量为：算，系统循环流量为：并联配置并联配置

45、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=3565m65m3 3/h/h，H=13.8H=13.810m10m，两用一备。，两用一备。第58页/共130页第59页/共130页第60页/共130页（4 4）在改造方案）在改造方案3 3的基础上，将三层和四层的基础上，将三层和四层散热器的支管上两个散热器的支管上两个DN20mmDN20mm截止阀的其中一截止阀的其中一个（散热器支管上原有的阀门许多已经锈蚀个（散热器支管上原有的阀门许多已经锈蚀难以转动），改为难以转动），改为DN15mmDN15mm的高阻恒温阀，后的高阻恒温阀，后为节省改造费用，采用了高阻恒温阀不带温为节省改造

46、费用，采用了高阻恒温阀不带温控器的阀座。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业，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响，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，实施了对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建筑内部影响较小的方案3 3和和4 4。第61页/共130页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月中旬开始试运行，月中旬开始试运行，经过现场测试情况如下：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

47、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的额的额定流量。且一次水流量只取决于入口阀门的开度，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。说明采用混水器连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况，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况。也不会干扰室外供暖管网的水力工况。第62页/共130页（2 2）室内系统的主体水力失）室内系

48、统的主体水力失调现象已经基本消除，多年调现象已经基本消除，多年来从未热过的散热器也热了。来从未热过的散热器也热了。第63页/共130页（3 3）安装的二次水循环泵实际出力不足，远未）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。在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一次水流量调节为40m40m3 3/h/h条件下，条件下，铭牌参数为铭牌参数为G=35-65mG=35-65m3 3/h/h、H=13.8-10mH=13.8-10m的水泵的水泵，单泵运行实，单泵运行实际流量仅为约际流量仅为约52m52m3 3h h，泵进出水两端压差约，泵进出水两端压

49、差约7m7m；两台并联运行，流量约两台并联运行，流量约74m74m3 3/h/h，泵进出水两端，泵进出水两端压差约为压差约为12m12m；三台并联运行，流量约三台并联运行，流量约82m82m3 3/h/h，泵进出水两端压差为泵进出水两端压差为14m14m。如能更换为性能达到。如能更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，会取得更理想的期的室内采暖系统循环水量，会取得更理想的效果。效果。第64页/共130页（4 4）仍有少量立管的首层散热器或）仍有少量立管的首层散热器或更少量的二层散热器不热，而与此更少量的二层散热器不

50、热，而与此几乎完全对称的立管则无此现象，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，也已经运行正经过认真冲洗以后，也已经运行正常。以下是从立管根部常。以下是从立管根部DN20DN20管道清管道清理出来的部分堵塞物图片。理出来的部分堵塞物图片。第65页/共130页第66页/共130页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衡条件，应该尽量避免在多于