管網(wǎng)水力平衡

1、并聯(lián)管路的阻力平衡并聯(lián)管路的阻力平衡無(wú)論對(duì)于供熱熱水管路、空調(diào)水系統(tǒng)管路、空調(diào)風(fēng)管管路還是 除塵、蒸汽管路等，都存在并聯(lián)管路。而并聯(lián)管路的阻力平衡 問(wèn)題就是水力平衡問(wèn)題的核心。流體輸配管網(wǎng)為什么要達(dá)到水力平衡？這時(shí)因?yàn)槿绻⒙?lián)管路水力失調(diào)，即阻力不平衡（工程上一般 兩支管的阻力差小于15%,含塵風(fēng)管不超過(guò)10%即認(rèn)為平衡, （不含公共管路）如圖：即圖 1 (其中 Pai=Pa2=Pa, Pbi=Pb2=Pb)應(yīng)用等溫降的水力計(jì)算方法時(shí)預(yù)先假定末端設(shè)備的溫降相等，即供回水溫差相等，由此確定了各個(gè)支管的管段流量。此時(shí)根據(jù)并聯(lián)管路平衡原理，該流量必然存在一個(gè)唯一的管徑，使之達(dá)到平衡。但由于管徑規(guī)格的

2、限制不能選擇到該管徑。這時(shí)并聯(lián)管路的資用壓力相等，阻力相等。就會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，實(shí)際流量偏離根據(jù)負(fù)荷確定好的管段流量。而流量一旦偏離設(shè)計(jì)流量，通過(guò)末端設(shè)備的換熱以后，放出（吸收）的熱量就會(huì)偏離設(shè)計(jì)值，出口溫度也相應(yīng)會(huì)發(fā)生改變。對(duì)于該系統(tǒng)，假設(shè)，那么水泵的揚(yáng)程必然為最不利環(huán)路GA1B1H所以 A2B2 環(huán)路的可資利用的壓力（資用壓力）就為，如果A2B2 的阻力損失與其資用壓力滿(mǎn)足式1），那么并聯(lián)管路就是平衡的。否則如果根據(jù)等溫降法預(yù)先確定的末端2 的流量L2 和假設(shè)的管徑D2 計(jì)算出來(lái)的阻力損失不滿(mǎn)足資用壓力時(shí)，則說(shuō)明管徑選擇不合適，（這是一種倒推法，根據(jù)預(yù)定好的流量來(lái)選管徑）調(diào)節(jié)管徑使阻力

3、損失與資用壓力相符合。但通過(guò)這種調(diào)管徑的方法經(jīng)常存在難以滿(mǎn)足要求的情況（受管徑規(guī)格所限），所以需要采用閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)。如果反過(guò)來(lái)，如果預(yù)先確定好管徑 D1, D2,那么根據(jù)并聯(lián)管路壓力平衡的流體力學(xué)原理得到各支管的流量和對(duì)應(yīng)的溫降。這種設(shè)計(jì)方法能使設(shè)計(jì)工況與實(shí)際工況基本一致。但問(wèn)題難點(diǎn)在于對(duì)末端設(shè)備不在額定設(shè)計(jì)溫差和額定流量時(shí)設(shè)備出力的計(jì)算上。然而遺憾的是在實(shí)際的設(shè)計(jì)當(dāng)中，經(jīng)常采用的方法是，很多時(shí)候?qū)τ诓⒙?lián)管路的管徑也是根據(jù)預(yù)先確定的流量，采用控制流速或者比摩阻的方法確定的。這種做法導(dǎo)致的結(jié)果就是并聯(lián)環(huán)路水利不平衡，流量偏離設(shè)計(jì)流量，從而導(dǎo)致冷熱不均。從文獻(xiàn)暖通空調(diào),張錫虎高工的工程設(shè)計(jì)問(wèn)答一中

4、可知：使并聯(lián)環(huán)路平衡的基本途徑和步驟是;1/合理劃分和均勻布置環(huán)路. 例如管路不能過(guò)長(zhǎng)，較大負(fù)荷不宜布置在環(huán)路末端。系統(tǒng)總壓力損失和比摩阻的取值及其分配，比較合理的方法應(yīng)該是：首先第一步是先確定水泵的揚(yáng)程，這里不是根據(jù)計(jì)算的最不利環(huán)路的阻力損失加上設(shè)備阻力和閥門(mén)阻力的和再留一定的富余量。而是根據(jù)GB 50189-2005公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)集中熱水供暖系統(tǒng)循環(huán)水泵耗電輸熱比（EHR）和空氣調(diào)節(jié)冷熱 水系統(tǒng)輸送能效比（ER）的要求，確定循環(huán)水泵的揚(yáng)程。5. 2.8集中熱水采暖系熱水循環(huán)水泵的耗電輸蛆比(EHR),應(yīng)符合下式要求，EHR = N/Qr)(5.2.8-】)EHR 忘 0.0056(

5、 14 + 0£L)/*(5.2.8-2)式中n水泵在設(shè)計(jì)工況點(diǎn)的軸功率(kW)；Q建筑供熱負(fù)荷(kW)；7考慮電機(jī)和傳動(dòng)部分的效率(物)；當(dāng)采用直聯(lián)方式時(shí)，=0.85；當(dāng)采用聯(lián)軸器連接方式時(shí).7 = 0.83;3設(shè)計(jì)供回水溫度差(七門(mén)系統(tǒng)中管道全部采用鋼 管連接時(shí)，取& =25七；系統(tǒng)中管道有部分采用塑 料管材連接時(shí)，取4 = 20T；2L室外主干線(xiàn)(包括供回水管)總長(zhǎng)度(m)；當(dāng) £心與500m 時(shí),a = 0.0115；當(dāng) 500<2/,< 1000m 時(shí)，« =0.0092；當(dāng) 2£l(XX)m 時(shí)，值=0.0069口對(duì)于空調(diào)

6、水系統(tǒng)和風(fēng)系統(tǒng)，可按照原始辦法計(jì)算由循環(huán)水泵或風(fēng)機(jī)的楊程再根據(jù)GB 50189-2005公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)5.&26空氣調(diào)節(jié)風(fēng)系統(tǒng)的作用半役不宜過(guò)大*風(fēng)機(jī)的單位風(fēng)量拒功率(WJ應(yīng)按下式計(jì)算，并不應(yīng) 大于表5. 3l 26中的規(guī)定。K = P/( 36007()(5326)式中 巴單位風(fēng)量艷功率W/ (m3/h);P風(fēng)機(jī)全壓值(PG：次包含風(fēng)機(jī)、電機(jī)及傳動(dòng)效率在內(nèi)的總效率(%),表5.3.痛 風(fēng)機(jī)的單位風(fēng)窗耗功率限值W/ (“仆)系統(tǒng)劑式辦公建筑商蛆、旅館建筑粗效過(guò)濾粗、中效過(guò)注粗效遼健粗、中效過(guò)通兩管制定風(fēng)髭系統(tǒng)0.420.480.46B , 0.52四管制定風(fēng)昆系統(tǒng)0.470.

7、530.510.58商管制變同星系統(tǒng)0.580.XD.629.68四管制變風(fēng)量系統(tǒng)0.03。的D.671),74注：】普通機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)中不包括廚房等需要特定過(guò)漉裝置的房間的通風(fēng)系 統(tǒng)；2嚴(yán)寒他區(qū)增設(shè)預(yù)熱盤(pán)管時(shí)，單位風(fēng)量耗功率可端加0IB5 IW/ (niVk);3當(dāng)空氣調(diào)節(jié)機(jī)組內(nèi)果用濕膜加濕方法時(shí)，單位風(fēng)量耗功率可增加0 053 WZ (n?/h)a5.M2T空氣調(diào)節(jié)冷翻水系紜的愉運(yùn)靛陂匕(ER)應(yīng)按下苴計(jì)算，目不應(yīng)K于表5. 27中的規(guī)定 "直口ER = 0.002342/(df* #(53.27)式中 U水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程(小卜7'供回水溫若(七卜7水泵在設(shè)計(jì)工作點(diǎn)的效率()0

8、表5.3.27空氣調(diào)節(jié)冷熱水系統(tǒng)的最大輸送能效比IEH)網(wǎng)管制排水管i莒四管制然水管道空調(diào) 冷水管道管迎類(lèi)型產(chǎn)旅地區(qū)塞冷地區(qū)/夏 熟冬冷地區(qū)耳熱冬眠地區(qū)Eti0.005770.004330.008650.006730 0241注：兩管制熱水管道系統(tǒng)中的輸送能效比例，不適用于采用直燃式冷熱水機(jī)組 作為燉源的空氣圃節(jié)熱水奈統(tǒng)，此來(lái)校核所選風(fēng)機(jī)和水泵的合理與否2)循環(huán)水泵揚(yáng)程減去冷(熱)源設(shè)備系統(tǒng)和末端設(shè)備(包括末端設(shè)備的調(diào)節(jié)閥)的阻力，即為最不利環(huán)路的許用壓力損失3)將最不利環(huán)路的許用壓力除以最不利環(huán)路供回水干管總長(zhǎng)度L,如考慮局部阻力約為總阻力的 0. 2. 0. 3倍，可得最不利環(huán)路的平均比摩

9、阻 R-(o. 7-0. 8) /L 4)為有利于并聯(lián)環(huán)路之間的水力平衡，許用壓力損失的分配應(yīng)盡量減小公共段阻力損失所占的比例。在圖1中即減小管段GA 和 BH 段的阻力所占總阻力損失的比例，增加AB 兩點(diǎn)間的阻力損失。這樣AB 間資用壓力更大時(shí)，分母變得較大，更容易平衡。例如北京市新建集中供暖住宅分戶(hù)熱計(jì)量設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中作出了以下規(guī)定，“用戶(hù)二次水側(cè)室外管網(wǎng)最不利環(huán)路管道的比摩阻， 宜不大于60 Pa m， 且其壓力損失宜不大于熱源出口處總壓差的l 4。 ”5）根據(jù)水力平衡原則，與最不利環(huán)路并聯(lián)的其他環(huán)路，應(yīng)根據(jù)與最不利環(huán)路并聯(lián)點(diǎn)的供回水壓差（許用壓力損失），確定其平均比摩阻。但最大流速不應(yīng)超過(guò)采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范第4 8 8 條的規(guī)定。6）在使用平均比摩阻時(shí)，在同一環(huán)路內(nèi)，末端管段應(yīng)取較小比摩阻，起始管段應(yīng)取較大比摩阻。7）當(dāng)與最不利環(huán)路并聯(lián)的環(huán)路，因受最大流速制約而不能達(dá)到較大計(jì)