热水集中供暖系统常见问题及解决方法

李云飞

摘 要：文章论述了热水集中供暖系统常见的问题，并从设计、施工、运维及热用户等方面对其原因进行了深入的分析，在此基础上提出了解决热用户间冷热不均和二次管网失水严重的方法。

关键词：集中供暖；冷热不均；二次管网；失水

引言

新中国成立以来，随着国民经济建设的发展和人民生活水平的不断提高，我国供暖事业得到了迅速的发展。热水集中供暖系统因其热能利用率高、卫生条件好、输送距离远、供热半径大、供热工况稳定及可有效利用热电厂汽轮机的低压蒸汽、经济效益高等优点而被广泛使用在各类建筑中。然而因设计、施工、运行维护不当和用户偷水、放水等原因，热水集中供暖系统常常出现冷热不均和二次管网失水严重等问题。既无法满足用户舒适度的需求，又增加了供暖系统的能耗。

1 热水集中供暖系统常见的问题

1.1 冷热不均

热用户间冷热不均现象在热水集中供暖系统中非常常见，其主要是由热用户之间水力失调引起的。热水供暖系统中，各热用户的实际流量与要求的流量之间的不一致性，称为该热用户的水力失调。水力失调在热水集中供暖系统中十分常见，其具体表现为垂直失调和水平失调两种形式。

1.1.1 垂直失调

在供暖建筑物内，同一竖向的各层房间的室温不符合设计要求的温度，而出现上、下层冷热不均的现象，称为系统垂直失调。随着科学技术的发展及城市土地资源的日趋紧缺，我国的住宅等建筑逐步向高层、超高层方向发展。而在建筑高度增加的同时，热水集中供暖系统垂直失调问题也日趋严重，经常出现供暖系统上、下层部分房间温度过高、散热器散热能力得到抑制，部分房间温度又达不到设计要求的现象，严重影响了房间的舒适度。

1.1.2 水平失调

供暖系统中，在远近立管处出现流量失调而引起在水平方向上冷热不均的现象，称为系统的水平失调。常见的水平失调现象就是供暖系统“近热远冷”，其供热品质极为恶劣。为满足远端用户的需求，供热企业经常采用“大流量、小温差”的运行方式，这种运行方式在一定程度上提高了远端用户的室温，但是冷热不均现象仍然存在，且供暖系统能耗大大增加，严重违背了“绿色、低碳、节能、环保”的發展要求。

1.2 二次管网失水严重

由于热水供暖系统管网老化致使管道和附件的热水泄露以及用户私自放水等原因，很多热水供暖系统二次管网失水严重。二次管网失水严重，既造成了大量的水资源浪费，又使得供暖单位的运行成本有所增加，还会影响供暖系统的稳定性、造成系统水力失调。供暖系统二次管网失水也会使其存在安全隐患，对于系统的工况稳定极为不利，严重地束缚了供暖及运维单位的稳定、快速发展。

2 热水集中供暖系统常见问题原因分析

2.1 冷热不均的原因

冷热不均的根源在于水力失调。本文从垂直失调和水平失调两方面分析了造成热用户间冷热不均的原因。

2.1.1 垂直失调的原因

单管系统和双管系统垂直失调的原因是不同的，单管系统垂直失调是由于各层散热器的传热系数K随各层散热器平均计算温度差的变化程度不同引起的，双管系统的垂直失调是由于通过各层散热器的循环作用压力不同造成的。垂直失调的后果是上、下层冷热不均，导致垂直失调的原因具体可归纳为以下几点：（1）对高层建筑没有进行合理的竖向分区，致使上、下层散热器循环作用压力差别明显。（2）热力计算时，供热干管、支管的散热量被忽视。（3）由于管道系统规格的限制，设计时无法使供暖系统各立管之间、各层之间完全实现水力平衡。（4）设计和选择散热器面积时，因散热器规格的限制，无法完全满足设计要求。（5）运行水温和流量偏离设计工况。

2.1.2 水平失调的原因

水平失调在热水集中供暖系统中最为常见，是水力失调的主要表现形式，其主要是由以下几方面因素引起的：（1）在供暖系统设计时，一般以满足最不利环路用户所必需的资用压头为依据，而供暖管道又存在离散性，致使其它环路的资用压头有不同程度的富裕量，为水力失调的产生创造了客观条件。（2）供热面积扩大，供暖管网的某些管段流通能力不够，又没有及时改造管网，导致水平失调。（3）循环水泵选择不当，流量、压头过大或过小，都会使工作点偏离设计状态而导致水平失调。（4）系统中用户的增加或减少及用户用热量的变化，要求网路流量重新分配而导致水平失调。（5）当施工条件有限制时，管路建造的实际情况可能与设计的有很大差别。实际运行时会偏离设计的平衡状态，从而产生水力失调。

2.2 二次管网失水严重的原因

热水集中供暖系统二次管网失水严重原因主要有四点。（1）二次管网的正常泄漏。在热水集中供暖系统中二次管网的阀门、补偿器、排空阀、泄水阀等附件的跑冒滴漏及排污等，会造成少量失水。（2）二次管网使用时间过长，且没有得到有效维护，造成管网老化严重，出现大量的结垢以及严重的内部腐蚀，漏点频出，造成失水。（3）突发事故造成失水。二次管网中的管道、阀门、软连接、三通、弯头等设备受到外力作用或系统内部应力影响而突然损坏，从而造成失水。（4）用户私自放水。有些不热的用户采用泄水的办法来增加流速，提高室内温度，以及部分用户使用二次管网中的热水来洗涤衣物等，都会造成二次管网的失水。其中后三条原因会引起二次管网非正常失水，是造成二次管网失水严重的主要原因，应采取有效措施加以解决。

3 解决方法

3.1 冷热不均的解决方法

为了解决因水力失调而引起的热用户间冷热不均的问题，不少供热企业一味地加大循环泵的频率或增加循环泵的运行台数，最终导致供暖系统以“大流量、小温差”的方式运行。这种运行方式虽然在一定程度上提高了室温过低的热用户的室内温度，但热用户之间的水力失调问题并没有得到解决。且“大流量、小温差”的运行方式既造成了热量浪费，又造成了电量浪费，是一种大投入、高能耗、低产出、落后的运行方式。必须采取有效措施，消除用户之间的垂直失调和水平失调，才能在根本上解决热用户间冷热不均的问题。

3.1.1 垂直失调的解决方法

（1）对高层建筑进行合理的竖向分区，减小上下层散热器间循环作用压力的差值，从设计层面减小垂直失调的影响。（2）进行热负荷计算时，考虑管道的散热量；散热器选型时，选择单片散热面积小的散热器，减小散热器面积不匹配造成的影响。（3）在供暖系统立管和散热器入口支管上设置调节性能好的阀门，并对系统实施初调节。（4）在供暖系统立管设置平衡阀、散热器入口支管上设置温控阀。

3.1.2 水平失调的解决方法

（1）确保热负荷计算和水力计算的准确性，对各环路进行合理的流量分配，尽量消除近端管网超流量短路，远端管网流量小、回水温度过低现象。（2）系统比较大时应采用同程式。异程式虽然节省管材，但各循环管路内阻力难于平衡。同程式虽然投资较多，但其效果要好得多，便于调整运行。（3）通过附加阻力来消除用户剩余资用压头。在确保循环水泵的流量及扬程足够的基础之上，在用户系统安装相对较为完善的调节阀、平衡阀、自力式流量控制阀、自力式壓差控制阀等装置。通过对附加阻力的改变，使得剩余资用压头能够得到较好地调节，从而有效解决水平失调问题。（4）通过附加压头提高用户不足的资用压头。如果系统循环水泵的实际扬程不足，可在各个供热系统的用户系统入口处安装不同规格的小流量、小扬程、可变频自动调节的水泵以弥补资用压头的欠缺，并做好水力调节，使各个环路实现阻力平衡。（5）全面水力平衡。通过对静态水力平衡以及动态水力平衡进行同步调节，以确保整个供热系统的水力平衡。这种方法能够实现相对复杂的供热系统的水力平衡调节，同时又能从根本上解决水力失调问题，能够最大限度在节约能源。但是，全面水利系统平衡解决方案的投入也相对比较大，施工难度也比较高，因此其适用的范围也相对比较有限。

3.2 二次管网失水严重的解决方法

针对二次管网失水的问题可采取以下措施进行解决。（1）由于安装供暖系统时使用了大量的连接件，而随着时间的推移或者由于安装密封时不注意，很容易使连接密封部分发生跑冒滴漏。在日常供暖工作中，应对这一现象进行定期或不定期检查，发现有漏水要及时处理。同时在管路系统中安装监控设备，对供暖系统中的压力进行检测，对发现压力不足的部分要进行重点排查，查找漏点，及时进行抢修。（2）加大对老旧二次管网的改造力度。在非供暖季加强对供暖管线的检查力度，尽量做到检查范围全覆盖，对年久失修、腐蚀严重的二次管网进行彻底的更换改造。（3）供暖过程中应对系统补水进行处理，使其PH值维持在8左右，以减少管道内锈蚀发生的概率。（4）加强对运行维护人员的教育和管理，提升其运维及故障判断和查找能力。供暖过程中，运行人员应随时关注供回水温度、流量、压力、水泵转速等关键参数，发现异常情况立即进行检查，及时查明发生故障的位置，以便及时进行抢修。（5）对于热用户私自放水问题，既要到用户家中进行检查、拆除私自加装的部件、防止其大量放水，又要在二次管网供水中添加“臭味剂”或其他有颜色并且可以防腐、防垢的添加剂。同时要加强对用户的宣传教育力度，使其了解二次管网失水过多的危害。

4 结束语

热水集中供暖系统因其各项优势而在日常生活中得到了广泛应用，但热用户间冷热不均和二次管网失水严重等问题一直困扰着供热企业和运维单位，而这些问题的解决需要从设计、施工、运维及热用户等多方面寻求方法。既要在前期做好相关设计工作，采取有效措施解决水力失调问题，避免冷热不均；又要严格按照设计的要求进行施工，并做好系统调试和水力调节；还要在运维过程中加强系统巡视，密切关注各项重要参数变化情况，加强对老旧二次管网的改造，并采取各种措施减少或者避免供回水管路失水；同时要加强对用户的监管和教育，防止其私自放水。在综合运用各项措施，解决热用户冷热不均和二次管网失水严重等问题，保证供暖工作正常进行。

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