浅谈供暖热网系统热力平衡调节

[ 作者简介 ]

白天宇，男，北京人，北京市热力集团石景山分公司，大学本科，研究方向：供热。

[ 摘要 ]

目前，大部分开发商在新建住宅区时，优先考虑的房屋供暖方式是水暖，因热水供暖的优势较多，可以将室内温度控制在较为均衡的状态，给住户提供舒适的居住体验，加之热水供暖的投资费用和管理费用比其他方式低，大多数住户能够接受。但热水供暖在建设和使用期间，也存在着或大或小的问题，需要通过做好供暖热网系统热力平衡技术的调整，从根本上解决供暖的问题。

[ 关键词 ]

供暖热网;水力失调;热力平衡

中图分类号：TK12 文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2022.10.060

面对大部分民用供暖是以热水供暖的方式，供暖行业需要对其产生的问题做好观察和改造，充分做好供暖热网系统热力平衡技术的调整，使供暖热网系统在安全的前提下发挥作用。同时保障住户及时享受应有的供暖服务，收取合理的供暖费用，进一步完善供暖热网系统[1]。

1    热水供暖存在的问题

大部分使用热水供暖的是较为寒冷的地区，暖气设备受到天气因素的影响，在初冬开启时容易发生暖气片泄漏的情况，加之市面上的暖气片质量不一，一旦使用材质较差的暖气片，很大程度上会对住户造成热水浸泡风险，具有一定的危险性。因此，在使用前要多方面检查供暖设备是否正常，只有做好室内供暖的安全防护措施，才能维持供暖热网系统热力平衡，让供暖系统能够安全稳定地运行[2]。

2    热水供暖的日常维护

供暖热网系统在冬季使用期间，由于霜冻及大雪，会引起供暖管道冻裂的问题，在日常维护时应当对容易发生冻裂的管道加强保暖防护，安装管道除污器，定期清理管道内的污渍和废弃物残留，让暖气设备处于干净、无堵塞的状态。因供暖管道中存在空气而导致形成气堵，影响水流正常循环，为保证供暖热网系统的正常使用，需要及时排掉管道中的空气[3]。通过在暖气管道上安装空气管、放气阀门等，能够很好地解决这一问题。如果住户较小或者仅用于室内取暖，也可以安装小型手动的排气设备、自动排气阀等设备，以此达到暖气覆盖的目的，这是供暖热网系统日常维护中必不可少的环节。

3    热水供暖的优势与供热调节的原理

热水供暖在使用上有着不可替代的优势，实行区域大面积供暖，在很大程度上减少了单独供暖所产生的空气污染等问题，也有利于集中对暖气系统进行管理，满足住户的供暖需求。同时，热水供暖能够很好地保持室内舒适的温度，打造均衡且暖和的居住环境，在建设成本上也能满足大部分住户的预算，投入与后期管理的费用比较低，在卫生问题上也比较好清理，不需要花费大量时间去清洗或者更换管道，适合长期使用[4]。

在供热调节方面，目前大多数建筑和住宅区是采用全天候供暖，但其在使用时间上有一定的差别，一般办公区、商业综合体有着明确的开关时间，宿舍楼及住宅区大部分时间有居民居住。如果持续使用全天候供暖，对下班时间处于关闭状态的办公区和商业楼来说，会产生大量的暖气损耗和费用。因此，为了减少能源消耗和燃料，供暖热网系统采用分时段供热控制，在商业楼开工期间保持稳定供暖，其余时间则可采取关闭供暖热网系统或进行低溫运行供暖两种方式，而住户可以根据自身的实际使用情况来调节供热需求，这样的方式在一定程度上能够节省用电，减少耗能，进而提高燃料资源的利用率。采用分时段供热控制系统的原理，能够充分考虑不同建筑的使用特性，不仅能够满足人们对供暖的需求，也能控制燃料资源的使用，达到节能环保的目的。

4    热力平衡的合理分配

供暖热网系统虽说在使用上是比较方便的，但受到供暖管道及主干线的影响，在同个区域内可能会出现室内冷热不均的情况，这就是供暖热网系统比较常见的水力失调问题，需要及时调整好平衡，才能有效解决。

4.1  水力失调

水力失调在供暖热网系统中比较常见，由于区域内暖气设备的热水实际流量和设定需求流量不同而造成的不平衡，使供暖热网系统失去控制作用。比如，供暖管道中存在有利环路与不利环路，当供暖管道处于有利环路一端，其资用压头会偏高一点。但由于供暖热网系统的控制和热水的走向限制会导致失去平衡，而压头就会存有剩余流量。当剩余量过大，超过设定的流量，就会使部分区域的暖气温度过高;当区域出现暖气温度低或者不热的情况，则可能是供暖管道处在不利环路，热水流量不足且达不到设定的流量，就容易出现供暖较慢或者室内不热的问题[5]。

供暖管道的压力不平衡是需要根据区域大小进行整改的，通过调小近环路水流控制阀门与调大远环路控制阀门，对暖气管道进行降压与增压，使暖气热力系统在不同位置保持同样的热水流量，并加速水循环达到不同区域的温度平衡。经过调整阀门进行增压、降压，能够有效解决同个区域暖气温度不一样的问题，让区域内的每一个住户室内都能够维持舒适的温度。

4.2  供热系统管道阻力大

供暖热网系统在使用期间，其初始出口的压力太低会导致后续的供暖不足，而在形状不同的供暖管道中，热水水流所受到的压力也是不相同的。在暖气管道排布的直管中，热水经过会形成一定的摩擦阻力，这就是在供暖系统启动时所产生的沿程阻力，当热水经过管道弯道或者阀门等部件时所产生的阻力为局部阻力。这两种阻力会在一定程度上限制热水流量的压力，导致供暖无法达到均衡温度，同个区域部分室内的温度会出现过高或者过低的情况，使得居住舒适感有所降低。因此，为了减少供暖热网系统出现管道阻力大的问题，需要对热水供应的循环水泵加以调整，确保水泵有足够的压力，为供暖系统提供充足的水量进入到区域内，才能保证每个住户室内的暖气温度达到正常循环[6]。如果循环水泵出力无法克服管道的总阻力，则会发生系统循环水量不足的情况，使得供暖系统无法维持正常循环，同时会增加暖气能源的使用和消耗，而且会对供暖热网系统的循环造成损坏，也会使供暖系统安全稳定性受到一定的影响。所以，要做好供暖热网系统热力平衡技术调整，结合供暖区域的大小、规模范围以及管道排布的阻力情况，保证供暖循环系统的压力和水流量能够满足区域内的正常使用。通过建设前的考察与研究供暖管道排布，能有效达到克服暖气管道的阻力，减少水力失调的产生，保障供暖热网系统得以正常循环使用。

5    集中供暖热网热力平衡调节系统

面对供暖热网系统在使用期间出现的问题，需要通过做好热力平衡技术的调整来减少区域内出现暖气温度不均衡的情况，确保每个区域都能够正常、安全地使用暖气热网系统。

5.1  供热系统的调节

供暖热网系统的调节技术有多种，比较常见的是质调节、量调节、分阶段改变流量的质调节等方式，这几种方式能够有效做好热水流量的分配和调节，确保供暖热网系统的正常循环和使用，这三种调节方式在操作和解决效果上是比较安全可靠的。质调节调整供暖系统的供水温度，而循环水量保持不变，实现按需供热的需求，保障区域内温度处于舒适且均衡的状态，有着其他调节方式不可替代的优势。首先，质调节能够根据室外温度以及环境的变化进行调节，经过调节后与外部条件、天气因素互相融合和适应，使室内温度既能保持温暖，也能减少与室内的温度差，总体上维持一个舒适且暖和的区域环境。其次，质调节可以有效减少供暖热网系统所产生的热量失调的问题。热量失调会导致同一区域出现温度过热或者温度低的情况，经过质调节便能解决这一问题，在一定程度上提高室内温度的稳定性，保障区域温度处于平衡状态。比如，量调节是供暖系统中供水温度始终维持设定的温度不变，随着室外温度的变化而改变热网系统中循环流量，以适应热负荷变化的一种调节方法，随着室外温度的升高，降低循环流量容易造成严重的垂直失调，使其适应热负荷变化的调节方式。因其操作比较复杂，仅作为辅助调节方式使用，很少单独使用。而分阶段改变流量的质调节是在供暖季中按照室外温度高低分成几个阶段，在室外温度较低时，保持较大的循环水流量，在室外温度较高时，保持较小的循环水流量，在同一阶段，保持循环水流量不变，从而改变供水温度的一种调节方式。优势在于，可以根据供暖使用的时间段、天气变化等因素来控制热网系统分阶段改变流量及供水温度，以此达到供暖热网系统热力平衡的目的。但在操作过程中需要注意热网系统温度的变化，在温度平衡时及时控制集中调节，降低发生热力失调的问题;通过集中调节可以精准、科学地对供暖燃料进行控制使用，减少对暖气燃料的浪费与损耗，经济性较好，在环境保护方面也有着一定的积极作用[7]。

5.2  正确使用阀门调节方法

供暖热网系统热力平衡技术的调整，在很大程度上是对暖气管道的阀门控制、热水流量以及管道阻力加以调节，以此来维持区域内温度的平衡，确保室内温度处于均衡且舒适的环境。在进行供暖热网系统热力平衡技术调整的过程中，需要根据供暖的实际情况和发生的问题对阀门进行调节，做到具体分析供暖系统问题并制订解决方案。要正确使用阀门调节的方法。比如，在供暖运行时的系统调节，可以通过调节不同位置阀门的相对开度或者控制热水流量大小来满足热平衡，调节不同位置阀门的相对开度，能够改变暖气管道中的热水量，使供暖热网系统的水量和温度达到实际的热水流量需求，减少部分区域的供暖不足或者暖气不热的问题。对此，在热力平衡技术调整时，要正确使用与控制远中近阀门的相对开度，将其应用在合适的环节和区域内，使供暖热网系统的调节处于合理范围，减少对供暖热网系统运行的影响，让供暖系统维持在正常循环运行的状态。

6    热力平衡调节

我国北方地区冬季寒冷，供暖设备是必不可少的，室外温度低，体感温度也较低，因此，北方地区冬季供暖质量显得尤为重要。只有进一步提高供暖热网系统的供暖能力，提高室内温度，才能保证居民的日常生活不受到严寒的影响。所以，供暖热网系统热力平衡技术需要从供暖管道的压力控制、热水供水、回水温度以及区域覆盖范围等方面进行调整，使每家每户都能享受到安全、稳定的供暖设备。根据冬季城市室外温度和天气因素的变化，需要对供暖热网系统加以调整，及时关注室外温度变化，科学调整热水出口水温及流量，按照供暖热网系统的相关指标进行调整，使其不断适应环境和温度的变化，确保在极端严寒天气下也能够维持室内的温度。

以某住宅区为例，楼宇的单元数会存在三至八个单元不等，当单元数超过四个以上时，会出现末端的单元室内温度低于前端的单元，导致同一栋楼出现室内温度不均衡的问题。对此，该住宅区通过二次管网的调节实现室内温度平衡。首先是在铺设暖气管道时选择合理的干线管径，选择较小的比摩阻，降低网路阻力。其次是采用适当的立管，保证每栋楼的热水流量满足住户所需。最后是在每栋楼每个单元的入口处进行阀门开度的调节或安装流量控制阀进行调节，通过阀门的控制来解决各个单体建筑之间存在水力失调的问题。由于所带建筑物情况的复杂性和多样性，会出现楼宇间的节能等级不同、室内散热方式不同，导致所需要的热量有所不同，当在建立二次管网水力平衡的前提下，按照所需热量的不同，合理分配流量，保障该住宅区中各个楼栋之间和室内温度维持在相对平衡稳定的状态，保障冬季室内处于温暖稳定的环境。

7    结束语

综上所述，城市供暖热网系统在冬季的使用是十分频繁且重要的，其在很大程度上对居民的日常生活和工作有着很大的影响，经过热力平衡技术的调整，能够解决供暖上出现的温度不均衡或者温度过低的问题。虽说目前的供暖热力平衡技术处于较完善的阶段，但仍然存在一些问题需要解决。对此，与供暖相关的部门要根据实际情况，对供暖热网系统进行科学调整，合理使用阀门控制管理方法，减少出现热力不平衡的情况，让室内处于舒适稳定的温度环境下，进一步提高居民的幸福感。

参考文献

[1]杨杨.调整供暖热网系统热力平衡的技术分析[J].门窗，2017，（03）：212.

[2]王科峰.调整供暖热网系统热力平衡的技术分析[J].门窗，2017，（03）：217.

[3]席丛煜.供暖热网系统热力平衡的调整技术分析[J].化工管理，2017，（08）：226.

[4]马胜利.供暖热网系统热力平衡的调整技术分析[J].江西建材，2016，（17）：72，75.

[5]曹東辉， 梁翠翠， 鞠丕涛. 浅谈做好供暖热网系统热力平衡技术调整[J]. 工业， 2016， 000（007）：00156.

[6]武政. 供热系统热网水力平衡调节浅析[J]. 商品与质量·建筑与发展， 2015， 000（002）：896.

[7]邵仁山. 试论供暖热网系统热力平衡的调整技术[J]. 商品与质量， 2015， 000（046）：129，130.