常見壁掛爐采暖、熱水系統錯誤 5: 沒有基本的水力平衡措施
上周實在太忙了,一周沒有寫文章,這周不能再拖更了。 歐洲疫情措施全面取消,總部的同事們扎堆拉我開會,基本每天一個電話會,每個會都要
上周實在太忙了,一周沒有寫文章,這周不能再拖更了。 歐洲疫情措施全面取消,總部的同事們扎堆拉我開會,基本每天一個電話會,每個會都要提前準備,因此沒有時間寫文章。
前言
上次我們聊到了死守等管長敷設這個問題,這就直接帶出了我們本篇文章所說的常見錯誤:沒有基本的水力平衡措施。從表象上說,系統水力失衡最常見的表現就是:系統的不同區域出現冷熱不均,但是這里首先要強調的是,以我個人的經驗,在我們日常工作中碰到的系統出現冷熱不均的現象,有很大比例嚴格意義上并非水力失衡造成的,而是另一個常見錯誤:不進行基本的水力計算,說大白話就是管道或者水泵選型錯誤造成的。 我們放在下一篇講。 這一篇,我們先講嚴格意義上的水力平衡問題。
錯誤描述
未能向目標供暖區域提供其所需要的流量及資用壓差
錯誤分析
水力平衡問題的根源來自三個主要方面:
- 首先就是到達每個供暖區域的回路,管道長度是不一樣的,對資用壓差的要求也是不一樣的。 這一點大家基本都意識到。
- 另外,每個供暖區域,其需要的采暖負荷是不一樣的,也就造成其要求的流量時不一樣的,那怕到達兩個區域的管路長度是一樣的,但是由于其采暖負荷要求不同,流量要求也就不同。這一點很多朋友忽視了,同樣也是我們在第四篇中談到的等管長敷設方式為什么不能完全解決水力平衡問題的原因。
- 最后一點,如果采取了分室溫控,就是每個采暖末端或者采暖區域,對于流量的需求是動態的,從而導致了其所需要的資用壓差是動態的,而且會使整個系統的壓降分布處于動態變化中。 例如:采用了分室溫控的散熱器系統,散熱器恒溫閥會隨室溫變化降低散熱器流量。 采用了傳統通斷式熱點驅動器的分室溫控地暖系統,地暖回路會被溫控器控制開啟或者關閉,自身的流量會在0或者某值之間切換。而整個系統的流量也會變化,造成系統壓差分布的變化。
錯誤危害
分析清楚了來源,那么我們就更容易得出了這類錯誤的危害。
- 首先是大家最直觀能感受到的冷熱不均,也就是有些房間的供熱效果很差,這個往往是大家對于水力平衡問題最直接的感受。 但是忽略水力平衡問題的危害絕不僅僅局限于冷熱不均。
- 其次,當有冷熱不均發生的,有冷的房間,就必然有過熱的房間,過熱的房間會從兩個方面帶來能耗的增加:一個是房間溫度高了,就必然對外散熱量更大,系統能耗更高。 另外房間過熱,也就往往意味著這些房間的水流量大于實際所需,流經該房間的水沒有被充分降溫,以較高的溫度回到主機,而對于鍋爐、熱泵,回水溫度過高,都意味著主機能效的降低,從而導致整個系統的能耗升高。
- 注意對于地暖和散熱器等末端,其散熱特性決定了流量即使增加很大,其散熱量也不會顯著增加,所以過熱的房間中的溫控裝置并不會更快地關閉,因此其他流量不足的房間還是需要等待,這造成了水力失衡衡的第三個危害:整個系統和所有房間到達設定溫度的時間過長,也就是我們所說的系統啟動時間過長。 這一點同樣說明了自動溫控并不能完全替代水力平衡措施

- 第四點,如果由于水力失衡問題或者是水泵選型問題 (過大的水泵選型,這個我會專門寫一篇文章),某些房間的采暖回路承受了過大的壓差時,就會出現管道的水流噪聲以及閥門噪聲問題(散熱器恒溫閥、地暖分集水器閥芯)。而且這些噪聲問題在只有部分房間開啟(用戶主動關閉部分房間采暖或者部分房間已經到達設定溫度,溫控器自動關閉這些房間采暖回路)的時候,會更加惡化。
- 還有一些水泵功耗等等附加問題,也是水力平衡造成的,對于燃氣壁掛爐采暖系統相對而言比較輕,就不展開講了。
解決辦法
水力失衡的危害這么多,那怎么辦呢?很多朋友會說,鳥叔,你怕不是想賣平衡閥吧!難道要我們像老外一樣,系統上遍布平衡閥?雖然鳥叔和水力平衡這個行業有多年的緣分,但是對于小型燃氣壁掛爐采暖、熱水系統來說,我們還是要抓住主要矛盾看問題,采取合理和適用的解決方法。
首先對于所有大小的系統,基本的水力計算:管道口徑和水泵選型,是基礎,這些基礎性的東西出了問題,會表現為水力失衡的假象,后面水力平衡措施做得再好,也不起作用。
其次, 對于所有的采暖系統而言,房間與房間之間的水力平衡問題是共同的,那我個人更推薦在應對房間與房間之間的水力平衡問題時,采用帶有阻力預設定功能的散熱器恒溫閥、分集水器。這樣可以從根本上解決房間與房間之間的水力平衡問題。 其他可能的常見技術手段:主管道的同程式布置、散熱器系統中的章魚式系統、甚至我們上一篇問題中談到的等管長敷設,都能解決一部分的房間與房間水力平衡問題,但不徹底。
那么對于小系統而言,解決了房間與房間之間的水力平衡問題,我們基本就解決了整個系統的問題。
那么對更大一點的系統,不僅有房間與房間之間的水力平衡問題,也會出現區域與區域,或者層與層之間的水力平衡問題,例如:大平層、別墅等更大體量的系統。 對于我們的壁掛爐采暖熱水系統,在我們現有的技術條件下,我更推薦一些相對簡單并且易實施的技術措施:
- “拆分”:分區(層)設置二次泵,或者分區(層)設置混水中心。 例如,大平層中,動區設置一組混水中心,精確設置一組混水中心;大別墅中,地下室和首層設置一臺二級泵,而二層、單層合設一臺二級泵。 具體分區和分層方法可以根據具體案例的建筑條件和功能分區進行具體分析和設置。



- “縮短”:盡量縮短主管道的長度,以減少分區(層)之間由于主管道長度差異造成區(層)之間的阻力差

- “放大”:適當放大主管道的管徑,減少主管道阻力在整個采暖系統阻力中所占份額和權重。具體的細節,我們可以留待水力計算相關文章去討論。
- “增大”:適當增大每個回路末端部分的阻力,增加每個回路自有管路部分的阻力在整個采暖系統阻力中所占的份額和權重。 例如:每個分區的支路,適當增大阻力。
如果系統的體量更大,超大別墅或者輕商用項目,以上的技術措施如果不夠用的情況下,可以考慮采用加裝水力平衡閥門來解決水力平衡問題。
還有一些動態的水力平衡問題,例如部分負荷時候的噪聲問題,可以采用變頻泵、聯動控制、壓差旁通等技術手段來解決。 這部分我們留在后面關于水泵問題的常見錯誤時來解決。
后記
當我們這一系列的文章,逐漸展開的時候,大家有沒有發現,壁掛爐采暖和熱水系統中的很多問題是互相交織在一起和互相牽連的,同一個表征,可能是很多不同原因單獨或者共同造成的,解決某一問題,同樣需要從不同方面去入手。 這就是系統這一詞的含義:我們的系統不是簡單的主機與材料的堆砌,背后不僅包含系統中不同產品的協同,也包含著我們作為專業技術人員對系統的理解與集成工作,希望有一天,我們的消費者與從業者都能認識到除了主機與材料,其他的部分也是有著巨大價值的。
好了,這就是關于壁掛爐采暖、熱水系統中的水力平衡問題,受限于篇幅,很多問題并沒有展開分析。 如果有朋友對這篇文字中涉及的問題感興趣,可以評論區聯系我,如果是典型性的問題,我可以在后期的其他文章中進行補充。









