摘要：熱水供暖系統設計，為了保證室內能夠達到設計溫度，必須使流進散熱器的熱水流量與房間的熱負荷相匹配，散熱器才能散發足夠熱量以彌補由于建筑物圍護結構散失的熱量，保證室內溫度。供暖系統設計只有通過正確的水力計算，才能保證流進各散熱器的熱水流量達到設計要求。室內供暖系統各并聯環路之間不同的水力平衡率是造成室溫差別的重要因素之一，控制水力平衡率是保證室內供暖達到設計要求的重要手段之一。

關鍵詞：供熱系統；水力平衡；室內溫度

1、引言

寒冷季節由于室內與室外環境之間存在較大的溫差，建筑物由于圍護結構的散熱將會使室內溫度降低。為保證室內人們生活工作的需要，在北方地區，散熱器熱水對流供暖系統是一種常見的室內供暖方式。每年供暖季節開始之初，由于室內溫度達不到要求，或者同一建筑物內，室溫差別較大引起的投訴也經常被曝光。究其原因，在熱負荷和散熱器數量正確的前提下，各并聯環路之間的水力平衡率是造成室內溫差過大的主要因素之一。

2、水力平衡對室溫的影響

2.1 水力平衡率對流量的影響

相關計算公式可按照下列公式計算

式中:P為管路的壓力損失，Pa；S為管道的阻力特性系數，Pa/(kg/h)²,G為管道的水量，kg/h； ⊿%為并聯環路的平衡率；K為實際工況流量系數；上述公式中，帶上標＇的為實際運行工況參數。

熱水供暖系統通常采用離心式水泵提供循環動力，離心式水泵運行時，其流量和揚程會根據系統管路的阻力特性最終達到穩定，即每個并聯環路實際的⊿%均等于0。在實際項目中，由于設計及安裝的多種因素，供暖系統運行時，各并聯環路并不一定能夠按照室內供暖需求的流量分配，為避免造成過大的影響，《民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范》^[1](GB50736-2012)5.9.11條規定：“室內熱水供暖系統的設計應進行水力平衡計算，并應采取措施使設計工況時各并聯環路之間(不包括共用段)的壓力損失相對差額不大于15%”。

對于供暖系統，一般情況下系統允許的總控制阻力(資用壓力)是已知的，即使是獨立的供熱系統，其循環水泵也是已知的，可以根據其允許的總控制阻力，通過計算機編程采用迭代方法計算出不同設計工況平衡率對應的實際工況流量系數K。計算結果詳圖1。

從圖中可以看出，即使按照規范要求⊿%不大于15%設計的系統，實際工況下，其實際工況流量系數K仍然在1.085～0.933之間變化，當⊿%更大時，K也將變大。這種變化勢必造成部分環路實際運行時不能完全按照設計分配，終將對室內溫度造成影響。2.2 K對室內溫度的影響散熱器通過對流方式將管道內熱水的熱量傳遞給室內，用以補充室內向環境所散失的熱量，從而保證室內的溫度需求。不論管道內流量不足或過大，終將維持室內外傳熱的熱平衡，達到穩定的室內溫度。通過計算機編程采用迭代計算，可以計算出穩定后的室內溫度t_n＇。相關計算公式如下：式中:Q為房間熱負荷，W；C為建筑采暖熱負荷綜合值，W/℃；t_n為室內設計溫度，℃；t_wn為室外采暖計算溫度，℃；t_pj為散熱器表面平均溫度，℃；t_sg為熱水供水溫度，℃；t_sh為熱水回水溫度，℃；A,B為散熱器特性系數；上述公式中，帶上標＇的為實際運行工況參數。下面分別以雙管系統和單管系統為例，進行計算，初始設計工況詳表1。表1 設計參數

系統形式	房間編號	tn	tsg	tsh
		℃	℃	℃
雙管系統		18	85	60
單管系統	Ⅰ	22	85
	Ⅱ	20
	Ⅲ	18
	Ⅳ	25
	Ⅴ	16
	Ⅵ	14		60

雙管系統計算結果詳圖2，單管系統計算結果詳圖3～圖8。3、結論綜上所述，供暖系統運行時通過對并聯環路流量的重新分配，從而導致室內溫度產生差異；從計算結果中可以看出，雙管系統影響較小，但是單管系統特別是靠近回水段即使不平衡率在±15%以內，室內溫度也將產生較大差異。供暖系統設計時，應嚴格控制并聯環路的水力平衡率。

總結

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