供热空调系统水力平衡技术及其应用

一、水力平衡技术是节能及提高供热（冷）品质的关键

在供热空调系统中，由于种种原因，大部分输配环路及热（冷）源机组（并联）环路存在水力失调，使得流经用户及机组的流量与设计流量不符。加上水泵选型偏大，水泵运行不合适的工作点处，导致水系统

统处于大流量、小温差运行工况，水泵运行效率低、热量输送效率低。并且各用户处室温不一致，近热（冷）源处室温偏高（高），远热（冷）源处室温偏低（高）。对热（冷）源来说，机组达不到其额定出力，使实际运行的机组台数超过按负荷要求的台数。以上种种原因，造成了能耗高，供热（冷）品质差的弊病。

据实测及调查，目前供热系统普遍存在下列问题：

水系统处于大流量、小温差工况，水输送系数不能达标。根据对十个供热小区调查计算，理论水输送系数平均值为375，但按实际配用水泵的铭牌轴功率计算的水输送系数只有154。《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-86）要求设计选用水泵的铭牌轴功率计算得的水输送系数不应小于0.6倍理论水输送系数，即不应小于0.6x375=225，显然达不到《标准》的规定值。

每t/h锅炉出力能提供的供热面积不到应能提供面积的一半。据全国房产系统供暖协作网1989年对“三北”地区10个城市房产系统自管锅炉房抽样调查的资料表明，每t/h锅炉所带供暖面积平均只有4008米，锅炉处于低负荷情况下运行。

采暖煤耗量指标高。大部分城市每个采暖季的煤耗为32-46Kg标准煤/米。折算到锅炉年运行效率及供热管网输送效率只有45%左右。

室温不均。以目前能耗情况与气候条件相近的发达国家相比，我国能耗要高出1-2倍，而供热品质，据调查，近环路室温可达26-28℃（或更高），不利环路则只有11-13℃（或更低）。

同样，空调系统也存在着大流量，室温不均的现象，严重影响了供冷品质。

针对上述问题，如果水系统达到平衡，机组运行在其额定水流量下，上述不合理现象均将得到改善。可见，解决水力平衡问题是节能及提高供热（冷）品质的首要问题。

二、水力平衡技术的应用

为了实现水系统的平衡，中国建筑科学研究院空气调节研究所在吸收、消化国外平衡技术的基础上，结合国内现状于1986年提出、并承担了原国家经委下达的“平衡阀研制”课题，开发了平衡阀及其专用智能仪表，解决了硬件与配套的软件技术。

十几年来，空调所在水力平衡领域作了大量而卓有成效的工作。从系统诊断入手，通过应用本所开发研制的模拟分析软件对系统存在问题进行分析，先后对众多不同规模的供热小区进行了水力平衡改造，为用户解决了长期困绕着的难题，即改善了居民的供热质量，又节约了能源，改造工程取得了显著的社会、经济及环境效益。

以安贞西里小区为例，该小区位于北京安定门外，是1985年开发的住宅新区。小区采用区域锅炉房集中供热，锅炉房装备有单台容量为12x106kcal/h热水锅炉6台。系统一次网设计供回水温度130/80℃，二次设计供回水温度95/70℃，通过6个热交换站间接连接。改前小区供热效果较差，相当数量住户的室温低于16℃，有的只有10℃左右。在对该系统全面的测试诊断分析的基础上，应用水力平衡技术对系统进行了全面系统的改造。改造后，大幅度提高了供热品质，测试结果表明，系统中全部室温均达到16℃以上，住户普遍反映改造后室温比以往高2-3℃。从锅炉运行台数来看，比以往少运行一台，相当于一个采暖季节电68万kw.h,按电价0.16元/kw.h计，一个采暖季节电10.9万元，平衡阀的投资为24万元（包括平衡阀费用及管网改造安装等费用），光节电就可在当年回收近50%的投资费用。

水力平衡技术不仅限于供热系统，在空调领域也得到了广泛应用。空调所利用自身的技术优势，先后对北京国际饭店、北京国际俱乐部、人民大会堂、凯宾斯基饭店等空调系统进行了测试诊断等技术服务，帮助业主解决了长期存在的空调系统问题，取得了令人满意的成果。