民用建筑暖通空调设计的若干问题(-7西安).pdf

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1、民用建筑暖通空调设计的若干问题民用建筑暖通空调设计的若干问题 北京市建筑设计研究院北京市建筑设计研究院 张锡虎张锡虎 2011.7.23 西安2011.7.23 西安 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范民用建筑供暖通风与空气调节设计规范 编制工作进展情况编制工作进展情况 1）进度1）进度 2010年4月完成了征求意见稿；2010年4月完成了征求意见稿； 2010年6月15日前意见返回；2010年6月15日前意见返回； 2010年底前完成送审稿并召开审查会;2010年底前完成送审稿并召开审查会; 2011年4月完成报批稿;2011年4月完成报批稿; 可望于（6月）批准发布?可望于（6月）批准发

2、布? 参编单位的构成参编单位的构成 参编单位参编单位2003标准2003标准新标准新标准 设计、科研、院校设计、科研、院校17172020 企业企业3 31818 3）删除的内容3）删除的内容 围护结构最小传热阻； 围护结构最小传热阻； 工业通风部分。 工业通风部分。 适用范围适用范围 1.0.2 本规范适用于新建、扩建和改建的 民用建筑的供暖、通风与空气调节设计。 1.0.2 本规范适用于新建、扩建和改建的 民用建筑的供暖、通风与空气调节设计。 本规范的通用性方法及规定也适用于工业 建筑 本规范的通用性方法及规定也适用于工业 建筑。 本规范不适用于有特殊用途、特殊净化 与防护要求的建筑物以及

3、临时性建筑物的 设计。 。 本规范不适用于有特殊用途、特殊净化 与防护要求的建筑物以及临时性建筑物的 设计。 发展过程发展过程 TJ 19-75工业企业采暖通风与空气调节设 计规范 TJ 19-75工业企业采暖通风与空气调节设 计规范 GBJ 19-87采暖通风与空气调节设计规范 GBJ 19-87采暖通风与空气调节设计规范 GB 50019-2003采暖通风与空气调节设计规 范 GB 50019-2003采暖通风与空气调节设计规 范 GB 50019-2011民用建筑供暖通风与空气调 节设计规范 GB 50019-2011民用建筑供暖通风与空气调 节设计规范 4）增加了若干新技术或新理念4）

4、增加了若干新技术或新理念 毛细管网辐射系统； 毛细管网辐射系统； 温湿度独立控制； 温湿度独立控制； 蒸发冷却； 蒸发冷却； 户式燃气炉； 户式燃气炉； 复合通风； 复合通风； 区域供冷； 区域供冷； 燃气冷热电三联供； 燃气冷热电三联供； 锅炉房与热力站； 锅炉房与热力站； 附录A 附录A“室外空气计算参数室外空气计算参数”和附录 B 和附录 B“室外空气计算参数简化方法室外空气计算参数简化方法”； 引入了JGJ 173-2009供热计量技 术规程的基本内容。 引入了JGJ 173-2009供热计量技 术规程的基本内容。 室外空气计算参数比较（以北京为例）室外空气计算参数比较（以北京为例）

5、室外空气计算参数GBJ 19-87设计手册新规范 空调计算干球温度 室外空气计算参数GBJ 19-87设计手册新规范 空调计算干球温度33.233.633.533.233.633.5 空调计算湿球温度空调计算湿球温度26.426.326.426.426.326.4 通风计算干球温度通风计算干球温度3029.929.7 3029.929.7 通风计算相对湿度通风计算相对湿度64（最热月平均）64（最热月平均）58615861 空调日平均空调日平均28.629.129.628.629.129.6 采暖计算干球温度采暖计算干球温度-9-7.5-7.6-9-7.5-7.6 空调计算干球温度空调计算干球

6、温度-12-9.8-9.9-12-9.8-9.9 空调计算相对湿度空调计算相对湿度45（最冷月平均）45（最冷月平均）37443744 通风计算干球温度通风计算干球温度-5-5-7.6-3.6-7.6-3.6 年平均温度年平均温度11.412.311.412.3 冬 季 夏 季 冬 季 夏 季 室外空气计算参数比较（以西安为例）室外空气计算参数比较（以西安为例） 室外空气计算参数GBJ 19-87设计手册新规范 空调计算干球温度35.235.1 室外空气计算参数GBJ 19-87设计手册新规范 空调计算干球温度35.235.135.035.0 空调计算湿球温度2825.8空调计算湿球温度282

7、5.825.825.8 通风计算干球温度2630.7通风计算干球温度2630.730.630.6 通风计算相对湿度72（最热月平均）54通风计算相对湿度72（最热月平均）545858 空调日平均30.730.7空调日平均30.730.730.730.7 采暖计算干球温度-5-3.2采暖计算干球温度-5-3.2-3.4-3.4 空调计算干球温度-8-5.6空调计算干球温度-8-5.6-4.4-4.4 空调计算相对湿度67（最冷月平均）空调计算相对湿度67（最冷月平均）6666 通风计算干球温度-166通风计算干球温度-166-0.1-0.1 年平均温度13.3-年平均温度13.3-13.713.

8、7 冬 季 夏 季 冬 季 夏 季 对征求意见稿的较大修改对征求意见稿的较大修改 5.3.1 散热器供暖系统应采用热水作为 热媒；散热器集中供暖系统宜按 75/50( 5.3.1 散热器供暖系统应采用热水作为 热媒；散热器集中供暖系统宜按 75/50(征求意见稿为60/45征求意见稿为60/45)连 续供暖进行设计，且供水温度不宜大于 85，供回水温差不宜小于20。 )连 续供暖进行设计，且供水温度不宜大于 85，供回水温差不宜小于20。 5.4.1 热水地面辐射供暖系统供 水温度宜采用3545，不应 超过60；供回水温差不宜大于 10，且不宜小于5；毛细管 网辐射( 5.4.1 热水地面辐射

9、供暖系统供 水温度宜采用3545，不应 超过60；供回水温差不宜大于 10，且不宜小于5；毛细管 网辐射(供暖供暖)系统供水温度宜满 足表5.4.1-1 的规定，供回水温 差宜采用36。 )系统供水温度宜满 足表5.4.1-1 的规定，供回水温 差宜采用36。 与民用建筑采暖通风与空 气调节设计规范有关的常 见问题和若干新技术的合理 应用 与民用建筑采暖通风与空 气调节设计规范有关的常 见问题和若干新技术的合理 应用 1 采暖（空调）水系统的若干问题1 采暖（空调）水系统的若干问题 2 水系统的定压和补水2 水系统的定压和补水 3 水压试验压力3 水压试验压力 4 管道热伸长及其补偿4 管道热

10、伸长及其补偿 5 调节阀门的正确使用5 调节阀门的正确使用 6 公共建筑通风的若干问题6 公共建筑通风的若干问题 7 防排烟设计的若干“边缘”问题7 防排烟设计的若干“边缘”问题 8 全空气末端变风量系统的是是非非8 全空气末端变风量系统的是是非非 9 冷暖辐射空调9 冷暖辐射空调 10 空调房间冬季冷负荷及其应对10 空调房间冬季冷负荷及其应对 11 低温热水地面辐射供暖的利弊得失11 低温热水地面辐射供暖的利弊得失 12 塑料类管材的特性和选择计算12 塑料类管材的特性和选择计算 13 循环泵的水力特性、常见故障和认识误区13 循环泵的水力特性、常见故障和认识误区 14 系统若干环节的较佳

11、调节控制方式14 系统若干环节的较佳调节控制方式 15 设备的降噪和隔振设计15 设备的降噪和隔振设计 16 关于建筑节能设计标准16 关于建筑节能设计标准 如何简释暖通空调的主要任务？如何简释暖通空调的主要任务？ 就是实现就是实现房间的热平衡房间的热平衡。例如供 暖,为保持房间的某一合理温度，就 需要使房间的失热量与得热量相平 衡，即供暖房间的热平衡。即： 。例如供 暖,为保持房间的某一合理温度，就 需要使房间的失热量与得热量相平 衡，即供暖房间的热平衡。即： Q Q失 失 = Q= Q得 得 房间的失热房间的失热即热负荷，涉及：即热负荷，涉及： 建筑热工 建筑热工 节能 节能 室内外计算温

12、度 室内外计算温度 负荷计算方法 负荷计算方法 房间得热房间得热即采暖设施供热量，涉及：即采暖设施供热量，涉及： 散热设备 散热设备 热媒 热媒 室内管网 室内管网 室外管网 室外管网 热源 热源 计量与调节控制 计量与调节控制 采暖供热系统的节能 采暖供热系统的节能 实现房间热平衡,这是暖通空 调工程 实现房间热平衡,这是暖通空 调工程简单简单的一面。的一面。 复杂复杂的一面是:需要实现无数 个房间的热平衡;需要实现无数 个房间的动态热平衡。 的一面是:需要实现无数 个房间的热平衡;需要实现无数 个房间的动态热平衡。 用什么来完成这个任务呢?用什么来完成这个任务呢? 主要用三个基本公式。对这

13、三 个基本公式的理解深度和灵活运 用，可以反映出暖通空调的理论 概念水平和工程技术水平。 主要用三个基本公式。对这三 个基本公式的理解深度和灵活运 用，可以反映出暖通空调的理论 概念水平和工程技术水平。 稳定传热公式 稳定传热公式 水力学基本公式 水力学基本公式 能量转换基本公式 能量转换基本公式 2 GSP tKFQ = = 水力学基本公式 式传热学稳定传热基本公 能量转换公式：热量(或其他负 荷)、温差(或焓差、湿差、含灰尘 浓度差等)与传输介质流量的关 系； 能量转换公式：热量(或其他负 荷)、温差(或焓差、湿差、含灰尘 浓度差等)与传输介质流量的关 系； Q = G（XQ = G（X1

14、 1-X-X2 2） 或：或： G = Q/(XG = Q/(X1 1-X-X2 2） 一、采暖（空调）水系统的若干问题一、采暖（空调）水系统的若干问题 1.一种甚为流行的倾向1.一种甚为流行的倾向 不主要依据水力平衡原则，而是按照流速、 比摩阻直接确定管径的错误做法甚为流行。以 至于经常出现不论所在环路的许用压差大小， 只要散热器数量相近，就选用相同管径，大量 工程实例证明，这样的 不主要依据水力平衡原则，而是按照流速、 比摩阻直接确定管径的错误做法甚为流行。以 至于经常出现不论所在环路的许用压差大小， 只要散热器数量相近，就选用相同管径，大量 工程实例证明，这样的“设计设计”必然会出现严重

15、 的冷热不均。 必然会出现严重 的冷热不均。 完全依靠调节可行吗？很难！完全依靠调节可行吗？很难！ 集中采暖系统不但要满足单个房间散热量和 供热量的热平衡，还要同时满足非常多个建筑 空间的热状态。亲自处理过 集中采暖系统不但要满足单个房间散热量和 供热量的热平衡，还要同时满足非常多个建筑 空间的热状态。亲自处理过“问题工程问题工程”就会体 会到，完全依靠调节实现水力平衡是十分困难 的。 就会体 会到，完全依靠调节实现水力平衡是十分困难 的。 而层层设置自动调节配件而层层设置自动调节配件“武装到牙齿武装到牙齿”的复 杂配置，既不符合现实经济条件，弄得不好还 会发生负面效应。 的复 杂配置，既不符

16、合现实经济条件，弄得不好还 会发生负面效应。 2.系统水力平衡的基本要求和措施2.系统水力平衡的基本要求和措施 GB 50019-2003 采暖通风与空气调节设 计规范4.8.6条规定：热水采暖系统的各并 联环路之间的计算压力损失相对差额不应大于 15；6.4.9条规定：空气调节水系统布置和 选择管径时，应减少并联环路之间的压力损失 的相对差额，当超过15时，应配置调节装置。 GB 50019-2003 采暖通风与空气调节设 计规范4.8.6条规定：热水采暖系统的各并 联环路之间的计算压力损失相对差额不应大于 15；6.4.9条规定：空气调节水系统布置和 选择管径时，应减少并联环路之间的压力损

17、失 的相对差额，当超过15时，应配置调节装置。 为什么是15呢？为什么是15呢？采暖通风与 空气调节设计规范4.8.6条的条 文说明中，延续了 采暖通风与 空气调节设计规范4.8.6条的条 文说明中，延续了“基于保证采暖 系统的运行效果，参照国内外资料 规定 基于保证采暖 系统的运行效果，参照国内外资料 规定”的说法。而对空调水系统为 何也采用15？6.4.9条的条文说 明并没有正面应对。 的说法。而对空调水系统为 何也采用15？6.4.9条的条文说 明并没有正面应对。 这个15的规定是相当严格的。 并联环路计算压力损失相对差额不 大于15%，最大只会引起的流量偏差 8%左右，引起平均水温和散

18、热量偏 差2%左右，即使是对水温降影响比 较敏感的单管系统下游，引起平均 水温和散热量偏差也只有5%左右。 这个15的规定是相当严格的。 并联环路计算压力损失相对差额不 大于15%，最大只会引起的流量偏差 8%左右，引起平均水温和散热量偏 差2%左右，即使是对水温降影响比 较敏感的单管系统下游，引起平均 水温和散热量偏差也只有5%左右。 在调试过程中发现，即使并联环 路之间计算压力损失相对差额达到 20%，最大只会引起的流量偏差11% 左右，引起平均水温和散热量偏差 3%左右，单管系统下游引起平均水 温和散热量偏差7%左右,也不至于 出现严重的冷热不均。 在调试过程中发现，即使并联环 路之间计

19、算压力损失相对差额达到 20%，最大只会引起的流量偏差11% 左右，引起平均水温和散热量偏差 3%左右，单管系统下游引起平均水 温和散热量偏差7%左右,也不至于 出现严重的冷热不均。 因此，对调试只要求例如流量偏差 不大于10%左右或即使再稍大些，也 可认为 因此，对调试只要求例如流量偏差 不大于10%左右或即使再稍大些，也 可认为“流量大体够流量大体够”，就应该不出现 严重的冷热不均。 ，就应该不出现 严重的冷热不均。 而达到这个标准，通过下述途径和 步骤的正常设计，是应该能够做到的。 而达到这个标准，通过下述途径和 步骤的正常设计，是应该能够做到的。 使计算压力损失相对差额不大于15的基本

20、 使计算压力损失相对差额不大于15的基本 途径和步骤途径和步骤无非是：无非是： A 合理划分和均匀布置环路：所有并联的循环 系统，则应以均衡和水力平衡为布置的基本原 则。 A 合理划分和均匀布置环路：所有并联的循环 系统，则应以均衡和水力平衡为布置的基本原 则。 B 按照增大末端设备、减小公共段阻力比例的 原则，合理选择确定各段的管径和比摩阻。 B 按照增大末端设备、减小公共段阻力比例的 原则，合理选择确定各段的管径和比摩阻。 C 在计算的基础上，根据水力平衡要求配置C 在计算的基础上，根据水力平衡要求配置必 要的 必 要的水力平衡装置。水力平衡装置。 5.9.12 室内供暖系统总压力应符 合

21、下列原则： 5.9.12 室内供暖系统总压力应符 合下列原则： 1 不应大于室外热力网给定的资用 压力降； 1 不应大于室外热力网给定的资用 压力降； 2 应满足室内供暖系统水力平衡的 要求； 2 应满足室内供暖系统水力平衡的 要求； 3 供暖系统总压力损失的附加值宜 取10%。 3 供暖系统总压力损失的附加值宜 取10%。 总压力损失和比摩阻取值及其分配 总压力损失和比摩阻取值及其分配 比较合理的方法应该是：比较合理的方法应该是： 根据GB 50189-2005公共建筑节能 设计标准对集中热水采暖系统热水循 环水泵的耗电输热比（EHR）和空气调节 冷热水系统的输送能效比（ER）的，合 理确定

22、循环水泵的扬程。 根据GB 50189-2005公共建筑节能 设计标准对集中热水采暖系统热水循 环水泵的耗电输热比（EHR）和空气调节 冷热水系统的输送能效比（ER）的，合 理确定循环水泵的扬程。 水泵工作点的水泵工作点的轴功率轴功率（kW），按下式计算：（kW），按下式计算： 102 HG N = 水在工作温度下的密度，kg/L； 水在工作温度下的密度，kg/L； G 水泵工作点的流量，L/s；G 水泵工作点的流量，L/s； H 水泵工作点的扬程，m；H 水泵工作点的扬程，m； 水泵样本提供的工作点的效率，。水泵样本提供的工作点的效率，。 循环水泵扬程减去冷（热）源设备系统和末 端设备（包括

23、末端设备的调节阀）的阻力，即为 循环水泵扬程减去冷（热）源设备系统和末 端设备（包括末端设备的调节阀）的阻力，即为 最不利环路最不利环路的许用压力损失（P）。的许用压力损失（P）。 将最不利环路许用压力损失（P），除以最 不利环路供回水干管总长度（L），如考虑局 部阻力约为总阻力的0.2-0.3,可得最不利环路的 平均比摩阻（i）。 将最不利环路许用压力损失（P），除以最 不利环路供回水干管总长度（L），如考虑局 部阻力约为总阻力的0.2-0.3,可得最不利环路的 平均比摩阻（i）。 () L P i 8.07.0 在使用 在使用“平均比摩阻平均比摩阻”时，在同一环路 内，末端管段应取较小比摩

24、阻，起始管 段应取较大比摩阻。 时，在同一环路 内，末端管段应取较小比摩阻，起始管 段应取较大比摩阻。 根据水力平衡的原则，与最不利环路 并联的其他环路，根据与最不利环路并 联点的供回水压差（许用压力损失）， 确定其平均比摩阻。但最大流速不应超 过有关规范的规定。 根据水力平衡的原则，与最不利环路 并联的其他环路，根据与最不利环路并 联点的供回水压差（许用压力损失）， 确定其平均比摩阻。但最大流速不应超 过有关规范的规定。 为有利于并联环路间的水力平衡，许 用压力损失的分配，应尽量减少 为有利于并联环路间的水力平衡，许 用压力损失的分配，应尽量减少“共同段共同段” 阻力损失所占的比例。阻力损失

25、所占的比例。 例如：北京市新建集中供暖住宅分 户热计量设计技术规程中，作出了以 下规定： 例如：北京市新建集中供暖住宅分 户热计量设计技术规程中，作出了以 下规定：“用户二次水侧室外管网最不利 环路管道的比摩阻, 宜不大于60Pa/m, 用户二次水侧室外管网最不利 环路管道的比摩阻, 宜不大于60Pa/m, 且其压力损失, 宜不大于热源出口处总 压差的1/4 且其压力损失, 宜不大于热源出口处总 压差的1/4。” 当并联环路的压力损失计算差大于15%时， 应对计算压力损失较小的环路配置适当的调节 装置，且标记出所需要的调节量。这样的环路 应该是局部的, 而不是全部或大多数。 当并联环路的压力损

26、失计算差大于15%时， 应对计算压力损失较小的环路配置适当的调节 装置，且标记出所需要的调节量。这样的环路 应该是局部的, 而不是全部或大多数。 例如：北京市新建集中供暖住宅分户热计 量设计技术规程中，作出了以下规定： 例如：北京市新建集中供暖住宅分户热计 量设计技术规程中，作出了以下规定：“应计 算室外管网在每一建筑供暖入口的资用压差, 以对照室内系统的总压力损失, 正确选择入口 调节装置。 应计 算室外管网在每一建筑供暖入口的资用压差, 以对照室内系统的总压力损失, 正确选择入口 调节装置。” 3.关于同程与异程 那么，采用使各并联环路的路程相近的同程 系统，是否可以免除上述复杂过程而达到

27、 那么，采用使各并联环路的路程相近的同程 系统，是否可以免除上述复杂过程而达到“自 然平衡 自 然平衡”的效果呢？的效果呢？ 认为同程系统认为同程系统“天然平衡天然平衡”是片面的，而且 吃过不少亏。举例： 是片面的，而且 吃过不少亏。举例： 顺义一中宿舍楼干管同程上供下回单管顺 序式 顺义一中宿舍楼干管同程上供下回单管顺 序式 马家堡高层住宅的户内同程系统 马家堡高层住宅的户内同程系统 下图所示室外热水采暖干管同程系统中， 1#、2#、3#楼的室内系统均相同，而供水管段 A-B、B-C和回水管段D-E、E-F的管径均相同， 如果不进行调节，试判断哪一幢建筑得到的流 量相对最少？ 下图所示室外热

28、水采暖干管同程系统中， 1#、2#、3#楼的室内系统均相同，而供水管段 A-B、B-C和回水管段D-E、E-F的管径均相同， 如果不进行调节，试判断哪一幢建筑得到的流 量相对最少？ 123 ABC FED 这是一个同程系统供水管的末端，又是回水 管的起始端。 这是一个同程系统供水管的末端，又是回水 管的起始端。 沿水流方向，供水管自AB的流量大于 BC，但管径相同，因此水力坡降先陡后平； 回水管则相反，自FE的流量小于ED，但管 径相同，因此水力坡降先平后陡。先陡后平的 供水管水力坡降线，与先平后陡的回水管水力 坡降线，画在水压图上，不就是很形象的 沿水流方向，供水管自AB的流量大于 BC，但

29、管径相同，因此水力坡降先陡后平； 回水管则相反，自FE的流量小于ED，但管 径相同，因此水力坡降先平后陡。先陡后平的 供水管水力坡降线，与先平后陡的回水管水力 坡降线，画在水压图上，不就是很形象的“两头 大、中间小 两头 大、中间小”的资用压差吗？的资用压差吗？ 在水压图上，可清楚地看到2#建筑的 许用压差相对最小。由于 在水压图上，可清楚地看到2#建筑的 许用压差相对最小。由于“室内系统均 相同 室内系统均 相同”，因此其得到的流量相对最少。 这也是同程系统的一种常见的现象。如 果AB水力坡降过大，而FE水力坡降 过小，有可能使两根水力坡降线相交， 与2#楼的连接点还有可能出现 ，因此其得到

30、的流量相对最少。 这也是同程系统的一种常见的现象。如 果AB水力坡降过大，而FE水力坡降 过小，有可能使两根水力坡降线相交， 与2#楼的连接点还有可能出现“逆循 环 逆循 环”，即许用压差为负值。这在异程系 统是不会发生的。 ，即许用压差为负值。这在异程系 统是不会发生的。 同程式系统的设计要点：同程式系统的设计要点： A 使供、回水管的水力坡降（比摩阻） 相近； A 使供、回水管的水力坡降（比摩阻） 相近； B 使供、回水管的水力坡降线尽量远 离，即尽量减少 B 使供、回水管的水力坡降线尽量远 离，即尽量减少“共同段共同段”阻力损失所 占的比例。 阻力损失所 占的比例。 C 许用压差和环路阻

31、力损失相匹配。C 许用压差和环路阻力损失相匹配。 4.关于重力（自然作用压力）的处理4.关于重力（自然作用压力）的处理 某热水采暖上供上回式垂直双管系统的改 造及其反思(暖通空调2007年1月期) 某热水采暖上供上回式垂直双管系统的改 造及其反思(暖通空调2007年1月期) 介绍某热水采暖上供上回式垂直双管系统的 设计和实际运行过程发生的问题，在分析了产 生问题原因的基础上，提出了若干个解决办法 和实施方案，经采用其中便于实施的方案进行 改造以后，取得了预期效果，通过反思得到了 一些可供设计借鉴的经验。 介绍某热水采暖上供上回式垂直双管系统的 设计和实际运行过程发生的问题，在分析了产 生问题原

32、因的基础上，提出了若干个解决办法 和实施方案，经采用其中便于实施的方案进行 改造以后，取得了预期效果，通过反思得到了 一些可供设计借鉴的经验。 1 工程概况1 工程概况 北京某综合商业楼，建筑面积约14500，地 上四层，首层和二层临街为对外营业的商户，三 层和四层为众多公司的营业用房。设计采暖负荷 1077kW，额定流量37m 北京某综合商业楼，建筑面积约14500，地 上四层，首层和二层临街为对外营业的商户，三 层和四层为众多公司的营业用房。设计采暖负荷 1077kW，额定流量37m3 3/h， 处于供暖管网某一 环路的末端，系统入口供回水压差约为2m水柱。 /h， 处于供暖管网某一 环路

33、的末端，系统入口供回水压差约为2m水柱。 该工程于2000年设计，受工程条件所限，采用 了上供上回式垂直双管系统形式，供、回水干管 设置在四层顶板下的吊顶内。系统型式如下图。 该工程于2000年设计，受工程条件所限，采用 了上供上回式垂直双管系统形式，供、回水干管 设置在四层顶板下的吊顶内。系统型式如下图。 1234 建成后运行初期，就出现比较严重的垂直水 力失调，四层和三层的散热器热，二层特别是 一层基本上不热。经关小四层和三层散热器支 管阀门开度，情况有所改善。但在商户入住、 自行进行精细装修过程中，对采暖系统进行装 饰性包覆，并作了局部改动，特别是改变了散 热器支管阀门调节后的开度，又回

34、复到严重的 垂直水力失调状态。由于干管、立管和散热器 几乎全部被包覆，十分难以进行调节和检修。 建成后运行初期，就出现比较严重的垂直水 力失调，四层和三层的散热器热，二层特别是 一层基本上不热。经关小四层和三层散热器支 管阀门开度，情况有所改善。但在商户入住、 自行进行精细装修过程中，对采暖系统进行装 饰性包覆，并作了局部改动，特别是改变了散 热器支管阀门调节后的开度，又回复到严重的 垂直水力失调状态。由于干管、立管和散热器 几乎全部被包覆，十分难以进行调节和检修。 2004年，当地供热部门斥资数 十万元在楼外增设加压泵站进行 加压以增加流量，虽略有效果， 但由于影响附近其他住宅采暖系 统而无

35、法运行，改造未获成功。 2004年，当地供热部门斥资数 十万元在楼外增设加压泵站进行 加压以增加流量，虽略有效果， 但由于影响附近其他住宅采暖系 统而无法运行，改造未获成功。 2 故障原因分析2 故障原因分析 这是垂直双管系统比较典型的垂直水 力失调。主要原因是： 这是垂直双管系统比较典型的垂直水 力失调。主要原因是： （1）立管沿垂直方向各散热器环路，即 使不考虑自然作用压力，也不满足采 暖通风与空气调节设计规范4.8.6条关 于 （1）立管沿垂直方向各散热器环路，即 使不考虑自然作用压力，也不满足采 暖通风与空气调节设计规范4.8.6条关 于“各并联环路之间的计算压力损失相对 差额不应大于

36、15 各并联环路之间的计算压力损失相对 差额不应大于15”的要求。以比较典型 的24#立管2为例，计算压力损失如下表。 的要求。以比较典型 的24#立管2为例，计算压力损失如下表。 所在部位许用压差散热器环路 计算压力损失 剩余压差 四层散热器环路485.2Pa 68.3Pa416.9Pa 三层散热器环路286.0Pa 38.0Pa248.0Pa 二层散热器环路146.8Pa54.2Pa92.6Pa 首层散热器环路146.2Pa0 所在部位许用压差散热器环路 计算压力损失 剩余压差 四层散热器环路485.2Pa 68.3Pa416.9Pa 三层散热器环路286.0Pa 38.0Pa248.0P

37、a 二层散热器环路146.8Pa54.2Pa92.6Pa 首层散热器环路146.2Pa0 各散热器环路之间的计算压力损失相对差额各散热器环路之间的计算压力损失相对差额 （2）采暖通风与空气调节设计规范4.8.9 条还规定：机械循环双管热水采暖系统和分层 布置的水平单管热水采暖系统，应考虑水在散 热器和管道中冷却而产生的自然作用压力的影 响采取相应的技术措施。 （2）采暖通风与空气调节设计规范4.8.9 条还规定：机械循环双管热水采暖系统和分层 布置的水平单管热水采暖系统，应考虑水在散 热器和管道中冷却而产生的自然作用压力的影 响采取相应的技术措施。 根据设计热媒参数95/70计算，供、回水立

38、管的自然作用压力值为15.83mm水柱/m 155.8Pa/m，取其2/3，楼层平均高度按照3.6m 计算，每一楼层的自然作用压力值为360 Pa。 根据设计热媒参数95/70计算，供、回水立 管的自然作用压力值为15.83mm水柱/m 155.8Pa/m，取其2/3，楼层平均高度按照3.6m 计算，每一楼层的自然作用压力值为360 Pa。 以首层散热器中心为计算基准线，水力平衡 状态如下表。 以首层散热器中心为计算基准线，水力平衡 状态如下表。 所在部位所在部位许用压差自然作用压力许用压差自然作用压力散热器环路散热器环路 计算压力损失计算压力损失 剩余压差剩余压差 四层散热器环路四层散热器环

39、路485.21080=1565.2Pa485.21080=1565.2Pa68.3Pa68.3Pa1496.9Pa1496.9Pa 三层散热器环路三层散热器环路286.0720=1006.0Pa286.0720=1006.0Pa38 Pa38 Pa968.0Pa 968.0Pa 二层散热器环路二层散热器环路146.8360=506.8Pa146.8360=506.8Pa54.2Pa54.2Pa452.6Pa452.6Pa 首层散热器环路首层散热器环路146.8Pa146.8Pa0 0 各散热器环路计及自然作用压力后的剩余压差各散热器环路计及自然作用压力后的剩余压差 （3）增大散热器环路支管的计

40、算压力损 失，有利于各散热器环路之间的水力平 衡，设计虽然采用了阻力相对较大的截止 阀，但由于管径为DN20mm，散热器环路的 阻力损失仍然较小。最大的一个散热器环 路（包括散热器、连接支管和两个截止阀） 的计算压力损失，仅占立管总计算压力损 失的6.9。而实际安装的是普通的闸阀。 （3）增大散热器环路支管的计算压力损 失，有利于各散热器环路之间的水力平 衡，设计虽然采用了阻力相对较大的截止 阀，但由于管径为DN20mm，散热器环路的 阻力损失仍然较小。最大的一个散热器环 路（包括散热器、连接支管和两个截止阀） 的计算压力损失，仅占立管总计算压力损 失的6.9。而实际安装的是普通的闸阀。 （4

41、）当采用上供上回式垂直双管系统，各层散 热器环路计算压力损失相对差额与自然作用压力 是叠加的。例如：在首层散热器环路与四层散热 器环路的并联点（即附图中之2和2），四层散 热器环路的计算压力损失，比首层散热器环路小 416.9Pa，而又多得到1080Pa的自然作用压力， 四层散热器环路的许用压差达到了1565.2 Pa， 剩余压差达到了1496.9Pa，许用压差是其环路计 算压力损失的22.9倍，必然会造成严重的水力失 调。 （4）当采用上供上回式垂直双管系统，各层散 热器环路计算压力损失相对差额与自然作用压力 是叠加的。例如：在首层散热器环路与四层散热 器环路的并联点（即附图中之2和2），四

42、层散 热器环路的计算压力损失，比首层散热器环路小 416.9Pa，而又多得到1080Pa的自然作用压力， 四层散热器环路的许用压差达到了1565.2 Pa， 剩余压差达到了1496.9Pa，许用压差是其环路计 算压力损失的22.9倍，必然会造成严重的水力失 调。 对本工程多数采用DN25mm立管和 DN20mm散热器支管的立管，按照 计算压力损失相对差额和自然作 用压力综合影响，采用不等温降 方法计算，立管总流量在各层之 间的概略分配比例，如下表。 对本工程多数采用DN25mm立管和 DN20mm散热器支管的立管，按照 计算压力损失相对差额和自然作 用压力综合影响，采用不等温降 方法计算，立管

43、总流量在各层之 间的概略分配比例，如下表。 立管总流量实际在各层的概略分配比例立管总流量实际在各层的概略分配比例 所在层流量占立管总流量的比例 四层40 三层30 二层20 首层10 所在层流量占立管总流量的比例 四层40 三层30 二层20 首层10 3 改造方案3 改造方案 根据现场实际条件，提出了四种 改造方案： 根据现场实际条件，提出了四种 改造方案： （1）干管系统基本不变动，调整各 层连接散热器支管和阀门的直径， 减少上层散热器环路过多剩余压 差，增加下层散热器环路流量。 （1）干管系统基本不变动，调整各 层连接散热器支管和阀门的直径， 减少上层散热器环路过多剩余压 差，增加下层散

44、热器环路流量。 将各层连接散热器支管和阀门的直径作如下改造，立管 总流量在各层之间的概略分配比例变化将对平衡较为有 利，如下表。（如果再将一至四层散热器供水支管闸阀， 更换为高阻自力式温控阀，将会得到更好的效果。） 将各层连接散热器支管和阀门的直径作如下改造，立管 总流量在各层之间的概略分配比例变化将对平衡较为有 利，如下表。（如果再将一至四层散热器供水支管闸阀， 更换为高阻自力式温控阀，将会得到更好的效果。） 所在层所在层供水支管及 阀门 供水支管及 阀门 回水支管及 阀门 回水支管及 阀门 流量占立管总流 量的比例 流量占立管总流 量的比例 四层四层DN15DN15DN15DN152525

45、 三层三层DN15DN15DN20DN202727 二层二层DN20DN20DN20DN203030 首层首层DN25DN25DN25DN251717 （2）各层连接散热器支管和阀门基本不动，在首层顶 板下增设回水水平干管，将首层（及二层）不热的散热 器回水管，改为连接于该回水水平干管上，如下图。 （2）各层连接散热器支管和阀门基本不动，在首层顶 板下增设回水水平干管，将首层（及二层）不热的散热 器回水管，改为连接于该回水水平干管上，如下图。 1234 （3）利用2004年在楼外增设、已经被 弃用的加压泵站，采用混水器与室外 管网连接，在不改变建筑物供热量和 入口额定流量的前提下，使内部系统

46、的循环流量增加2-3倍，相应使自然作 用压力降低2-3倍，如下图。 （3）利用2004年在楼外增设、已经被 弃用的加压泵站，采用混水器与室外 管网连接，在不改变建筑物供热量和 入口额定流量的前提下，使内部系统 的循环流量增加2-3倍，相应使自然作 用压力降低2-3倍，如下图。 室内采暖系统供回水温差如按10计 算，系统循环流量为： 室内采暖系统供回水温差如按10计 算，系统循环流量为： hm /622.92 100010 8601077 3 = 并联配置3台室内系统二次水循环泵，G =35 65m 并联配置3台室内系统二次水循环泵，G =35 65m3 3/h，H =13.810m，两用一备。

47、/h，H =13.810m，两用一备。 B 供水加压兼混合 一次供水 一次回水 二次供水 二次回水 （4）在改造方案3的基础上，将三层和四层 散热器的支管上两个DN20mm截止阀的其中一 个（散热器支管上原有的阀门许多已经锈蚀 难以转动），改为DN15mm的高阻恒温阀，后 为节省改造费用，采用了高阻恒温阀不带温 控器的阀座。 （4）在改造方案3的基础上，将三层和四层 散热器的支管上两个DN20mm截止阀的其中一 个（散热器支管上原有的阀门许多已经锈蚀 难以转动），改为DN15mm的高阻恒温阀，后 为节省改造费用，采用了高阻恒温阀不带温 控器的阀座。 上述方案1和2，由于需要进入商户的营业 空间

48、施工，并对已经形成的装修有较大影 响，遭众多商户抵制未能实施。最后，实施 了对建筑内部影响较小的方案3和4。 上述方案1和2，由于需要进入商户的营业 空间施工，并对已经形成的装修有较大影 响，遭众多商户抵制未能实施。最后，实施 了对建筑内部影响较小的方案3和4。 4 改造后运行效果4 改造后运行效果 改造后的该系统于2006年11月中旬开始试运 行，经过现场测试情况如下： 改造后的该系统于2006年11月中旬开始试运 行，经过现场测试情况如下： （1）在室外供暖管网正常运行的条件下，由于 混水器所需压差很小，系统入口供回水压差不小 于1m水柱，就可以满足本系统一次水37m （1）在室外供暖管网正常运行的条件下，由于 混水器所需压差很小，系统入口供回水压差不小 于1m水柱，就可以满足本系统一次水37m3 3/h的额 定流量。且一次水流量只取决于入口阀门的开 度，而与二次水的循环流量无关。说明采用混水 器连接不