供暖系统设计中热力入口值得商榷的问题研究

杨树明 刘春峰

供暖系统设计中热力入口值得商榷的问题研究

杨树明1刘春峰2

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

本文通过对郑州高新技术开发区2016年冬诸多新建小区供暖初期效果差的问题进行分析，提出降低供暖系统阻力的改造方案，经过局部系统改造后，供暖系统循环较好，供暖效果显著提高。之后，探讨热力入口需要商榷的问题，即60目过滤器使用问题和平衡阀使用问题。

供暖系统；热力入口；平衡阀

郑州高新技术开发区2016年冬季供暖初期，祝福红城的兰寨新城、谦祥万和城的安置区等出现了大面积供暖效果不好、老百姓投诉不断的现象；到热交换站查看，发现供水分水器和集水器压力差高达到0.3MPa，而两台工作水泵同时运行，水流量仅能达到设计流量的30%，备用水泵同时开启，但流量提高并不明显，不能满足用户的需要。经过分析，外网或用户肯定存在较高的局部阻力，导致系统流量不足。之后，巡检了几个热力入口，发现热力入口供回水总压力差如图1所示，P1-P6约为0.29MPa，P2-P3却仅有0.01MPa左右。可见，作用在楼宇内部的实际压力差很小，循环流量远远不够，系统压头主要消耗在热力入口上，因此决定对各入口进行改造。

1 改造的主要内容及改造后的运行

1.1 改造的主要内容

图1为原系统热力入口大样图，标准图热力入口供回水各安装1个60目过滤器，经过观察并综合分析，发现阻力主要消耗在两个60目过滤器上。①拆除所有热力入口供回水60目过滤器的60目过滤网，保留其3mm过滤网；对末端系统进行排污处理。②对热交换站进行多次排污处理。

图1 原系统热力入口大样图

1.2 改造后的运行

改造结束后，系统分水器和集水器压力差仅为0.11MPa，楼宇热力入口供回水总压力差P1-P6约为0.07MPa，P2-P3达到0.04MPa，系统流量基本达到设计流量的70%左右，运行效果显著提高。

2 热力入口需要商榷的问题

2.1 问题一：60目过滤器使用问题

各用户热力入口设计主要参照标准图，其中供回水各有一个60目过滤器（有的系统标注30目）详见图1，建议供水时最好保留一个过滤网网孔尺寸为2～3mm的过滤器，且型号放大一号，回水过滤器如果是流量计等需要特别保护的设备，建议保留过滤网网孔尺寸为2～3mm的过滤器，且型号放大一号［1］。如果不是为了保护流量表等，最好不要安装回水过滤器，这样不仅能提升运行效果，而且能实现节能运行。

热力入口安装过滤器的目的是避免住户的暖气片等堵塞，标准图使用60目过滤器（60目过滤器即每平方英寸有60个小孔，小孔直径为0.25mm）基本能阻挡任何杂物通过；但又牵涉一个通透率（过水部分占整个滤网百分比）问题，因一英寸等于25.4mm，这样就计算出60目过滤网的通透率为0.252×60/25.42=0.006=0.6%。也就是说，每100m2滤网面积，水流过的面积仅有0.6m2，这样会人为增大系统阻力，导致循环效果较差。该过滤器的水流量基本不可能达到设计流量，多数系统的实际流量仅能达到设计的20%。因此，这是一个非常值得商榷的问题，是造成运行效果不好、管理被动的一个重要原因。2016年初期，郑州高新区新用户普遍反映供暖系统效果不好，有来热力公司投诉的，有投诉并邀请报社记者来热力公司采访的。我们认为，楼宇入口过滤器，2～3mm孔径已经足够，因为系统进入用户前外网必须冲洗干净，且冲洗水流速度必须大于设计运行流速；冲洗干净的末端暖气片、地暖再被网孔尺寸为2～3mm的过滤网保护，不会出现堵塞；建议取消60目过滤器，取消回水过滤器（回水过滤器除非有特别需要才考虑安装，滤网网孔尺寸最好为2～3mm），保留的供水过滤器型号要较管道放大一号。

2.2 问题二：平衡阀使用问题

平衡阀使用问题也是一个普遍存在的问题［2］。热交换站与外网设计和楼宇管网的设计脱节。也就是说，设计配套不好，热交换站使用变频流量调节系统（目前，郑州热交换站多采用变频系统），楼宇热力入口使用自力式压差平衡阀或自力式压差调节阀系统，不能与热交换站形成良好呼应，调节流量时，外网平衡被打破，造成冷热不均。平衡阀分为分静态平衡阀和动态平衡阀。静态平衡阀是通过改变阀芯与阀座的开启度来实现调节流量的目的，其实质是一个截止阀（只是增加了刻度等外在显示，调试后好标清开启度位置），经过调节阀门开启度来调节各楼宇的水流量，水流量基本保证各楼宇温差与热交换站总供回水温差一致时，记录好各平衡阀刻度的位置，此时基本达到了设计要求的水利平衡，将流量按照计算的各用户需要的负荷比例平衡分配。随着天气的不断变化，热力站调节流量时，各热用户楼宇系统水量分配比例保持不变。因此，静态平衡阀非常适用于热交换站水泵数量调节及变频调节的系统。但目前，国内诸多供暖系统热力入口多使用动态流量平衡阀（或动态压差平衡阀）。动态流量平衡阀是根据系统工况变动改变阻力系数，有效控制通过的流量。

图2 动态压差平衡阀外形图

动态压差平衡阀（见图2）是用压差作用来调节阀门的开度，利用阀芯的压降变化来弥补管路阻力的变化，从而使在工况变化时能保持压差基本不变。动态压差平衡阀由感压膜、弹簧、阀体、双节流阀座、阀瓣组成，其主要是在网络系统压力变化时，依靠感压膜侧压力的变化和弹簧的压力力量对抗来调整阀门开启度，保证平衡阀以内的P1-P5恒定。当供暖热网的供回水压差P1-P6增大时，感压膜的压力增大，迫使弹簧压缩，使阀门自动关小，P5-P6自动增大，保证压差P1-P5恒定；反之，当P1-P6减小，感压膜侧压力自动减小，弹簧侧力量相对提高，阀门开启度增大，使P5-P6减小，保持P1-P5基本不变，即保持压差恒定。这种热力入口装置与供暖机房的流量调节是相互矛盾的，其开启度的变化，必然引起供暖流量平衡比例的变化，把原有的水利平衡打破，造成新的失衡。

就图1实际运行来说，在所有热力入口全部安装有60目过滤器时，阻力过大，势必造成P1-P6压差较大，这时，平衡阀感压膜压力增大带动阀瓣下移，阀门关小，造成流量不足，形成雪上加霜的恶性效果。也就是说，60目过滤器和动态平衡阀同时使用，是最坏的一种选择，此时流量本身已经不足，平衡阀又关到更小，这是一个严重的设计失误。

3 结论

①60目过滤器对系统运行影响较大，系统流量大幅度减小，是一个影响系统运行的较大的设计失误。

②静态平衡阀适用于变流量系统，动态平衡阀仅适用于定流量系统，设计外网及楼宇时，要考虑与热交换站设计工况的配合设计，认真协调设计，最好交给同一个单位同一个人负责完成设计任务。

郑州高新技术开发区的热交换站考虑系统变流量调节，应取消各热力入口的自力式流量平衡阀和60目过滤网，使系统轻松循环，节能运行。

［1］田玉卓.供热工程［M］.北京：机械工业出版社，2008.

［2］陆耀庆.实用供暖空调设计手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，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

杨树明（1966-），大专,工程师，研究方向：暖通空调；刘春峰（1967-），硕士研究生，工程师，研究方向：制冷空调。