浅析配水管径计算存在的问题

罗卫东

摘 要：热水供应是当今社会中非常重要的一部分，居民住宅、公建、酒店等等越来越多的建筑需要直接的热水供应。但是当下的热水供应系统中，热水循环设计存在诸多问题，例如一旦热水循环系统在工作中出现短路现象，就会直接影响整个热水循环系统的工作效果，最终影响用户的使用。本文笔者通过管路流量特性方程h=SQ2中涉及到的几个变量进行分析，找出热水循环系统的影响因素，并且提出规避建议。

关键词：集中生活热水；热水循环；短路循环；循环流量；水力平衡

进入二十一世纪，我国经济发展的速度与日俱增，势头非常迅猛。因此人们的物质生活要求也越来越高，其中一个很小的方面就是对热水供应的要求越来越高。公寓大厦以及酒店建筑越来越多，每个房间配备热水器已经不能从根本上解决人们对于热水的需求，因此集中供应生活热水成为一个非常便捷有效的热水供应体系，并且造福广大人民。但是从现有的热水供应系统的使用情况来看，主要存在的問题是热水循环系统经常发生短路现象，整个系统的循环效果无法得到保障，进而各个用水点无法获得所需温度的热水。另一方面，如果集中热水供应系统的供水管道与供暖管道同沟敷设，此时则无法采取同程布置方式，这样一来远离锅炉房的用户就要浪费需要无效冷水才能等到热水，一旦停用一段时间又要重复浪费无效冷水。一方面这是对水资源的巨大浪费，另一方面也影响了用户的使用感受。因此，本文旨在从设计角度改善现有热水循环系统的缺陷，在最大限度节省水资源的情况下提高用户的使用效率和使用感受。

1 影响集中生活热水供应系统循环流量的因素

在我国现行的《建筑给水排水设计规范》中，有规定明确表示，全日供应热水系统的热水循环流量，需要按照配水管道的热损失进行确定。现有的设计习惯中，一般将小时耗热量的百分之三到百分之五作为热损失。规范中还规定，管网中每小时热水的循环次数为2-4次，但是该系统在实际运行过程中会出现并联环路不平衡而导致的附加流量，而这一附加流量并没有按照规定所说计入到循环当中去。

在热水供应系统中，如果是环路管径和管长都相同的同程布置，则各配水管道的计算热损失、管道容易以及循环流量三方面均相同。但是将能量平衡观点结合公式h=SQ2来看，我们不难得出S1Q12=S2Q22。从该式种我们可以很清楚的看出，在并联管段中，流量和直管段的长度成反比。而这一现状恰恰与规定中说明的相反，规定中明确指出，随着管道长度的增加，热损失会随之增加，同时水溶剂也会越大，最终导致热水循环流量也越大。这一规定对于同程布置的热水供应系统完全适用，但是对于管径相同管长不同的供应系统，这样的流量计算就显得牵强了。举个简单的例子，如果在并联环路中某一个管段比其他管路的管段长出百分之十，根据规范的说明那么其循环流量也应该只比其他管段大百分之十，但是根据h=SQ2这个方程中计算的数据来看，其循环流量不但没有比其他管段大，反而比其他管段小了百分之五，两者的差值达到了百分之十五。

在实际设计中，我们很难保证并联环路的实际循环流量严格按照规范中的来，即使能够确保实施同程布置，但是由于各个环路的用水量有较大差异，势必导致其管径的循环流量也不相同。还有一种情况是由于管长不同而导致的阻力不同，进而使得环路的实际流量与规范中指出的不同。如果建筑物布局规则，并且建筑物的用水点布置均衡，各个用水点的用水量也较为稳定，那么使用采取同程布置就相对比较同意。但是如果是用水点的用水量差距较大的建筑，管路进行同程布置就显得非常困难，即使在设计时采用了同程布置，但是在实际供应热水的过程中也难以达到同程布置应有的效果。

关于循环泵的使用，在定时集中热水供应系统全日制热水供应系统中的使用时间是不一样的。在定时集中热水供应系统之，通常是在供应热水钱半小时将循环泵开启，待水加热至规定温度后，关闭循环泵。但是在异程布置的情况下，循环泵仅仅工作半个小时无法确保所官网所有的热水全部循环一遍，还有部分管网中的水没有得以循环。特别是那些较大的管网，这种情况的出现更为严重。因此用户在使用时，就必须要放掉很多冷水，才能得到所需的热水。

2 解决方法

第一，生活热水用量、热损失、配水管容积以及循环流量这四个因素是相互影响的，生活热水用量的增加会间接导致循环流量的增大，因此对生活热水管道进行同程布置的时候，设计者应当尽可能的吧生活热水用水量比较接近的用水点放在一个热水供应系统内，这样能够最大限度的提高热水供应效率并且减少无效冷水的浪费现象。

第二，为了防止环路阻力不同而对热水供应系统的供应效果造成影响，在流量基本相同的同程管道布置系统当中，如果出现个别较长的环路，我们可以增加环路的循环管径，保证各个环路在循环过程中阻力基本相同。

第三，如果在同程管道布置系统中，各个环路难以平衡，那么可以通过在环路上设置温度控制阀或者是静态平衡阀来改善这一现象。这样能够最大限度的保证各个环路的循环流量以及阻力相同，并且操作起来也比较方便。

第四，很多循环系统虽然实行了同程布置，但是各环路的循环流量还是有较大差别，此时我们可以取设计小时耗热量以及每小时循环流量的上限来进行计算，即设计每小时耗热量为5%，每小时循环次数为4次。

第五，如果集中生活热水供应系统的区域较大，同程布置无法达到最佳的循环效果，那么可以不采取同程布置方法，但需要在总干管上设立循环泵，最大限度确保各个单位管道的循环效果。

3 结束语

生活热水供应系统的应用越来越广泛，给人们的生活带来了便利，但是现有的热水循环供应系统确实存在弊端，使得热水供应效率不高，无效冷水浪费情况严重。笔者从生活热水用量、热损失、配水管容积以及循环流量这几个方面着手，分析同程布置下的热水循环系统应当如何改变配水管径，最大限度提高热水供应系统的循环效率，从而提高用户的使用感受。

参考文献

[1]GBJ 15-88，建筑给水排水设计规范[S].

[2]北京市城乡建设委员会.北京市建设工程概算定额建筑工程（第4册，给排水、采暖、煤气）[M].北京：北京市城乡建设委员会，1996.

[3]北京市城乡建设委员会.北京市建设工程间接费及其他费用定额

[M].北京：北京市城乡建设委员会，1996.