管网水力平衡

1、并联管路的阻力平衡并联管路的阻力平衡无论对于供热热水管路、空调水系统管路、空调风管管路还是 除尘、蒸汽管路等，都存在并联管路。而并联管路的阻力平衡 问题就是水力平衡问题的核心。流体输配管网为什么要达到水力平衡？这时因为如果并联管路水力失调，即阻力不平衡（工程上一般 两支管的阻力差小于15%，含尘风管不超过10%即认为平衡,（不含公共管路）如图：即J图 1 (其中 Pai=Pa2=Pa, Pbi=Pb2=Pb)应用等温降的水力计算方法时预先假定末端设备的温降相等， 即供回水温差相等，由此确定了各个支管的管段流虽。此时根 据并联管路平衡原理，该流虽必然存在一个唯一的管径，使之 达到平衡。但由于管径

2、规格的限制不能选择到该管径。这时并 联管路的资用压力相等，阻力相等。就会导致在实际运行当中， 实际流虽偏离根据负荷确定好的管段流n。而流n一旦偏离设计流虽，通过末端设备的换热以后，放出（吸收）的热虽就会 偏离设计值，出口温度也相应会发生改变。对于该系统，假设，那么水泵的扬程必然为最不利环路 GA1B1H所以A2B2环路的可资利用的压力（资用压力）就为，如果 A2B2的阻力损失与其资用压力满足式 1）,那么并联管路就 是平衡的。否则如果根据等温降法预先确定的末端2的流虽L2和假设的管径D2计算出来的阻力损失不满足资用压力时， 则说明管径选择不合适，（这是一种倒推法，根据预定好的流 虽来选管径）调

3、节管径使阻力损失与资用压力相符合。但通过 这种调管径的方法经常存在难以满足要求的情况（受管径规格所限），所以需要采用阀门进行调节。如果反过来，如果预先确定好管径 D1, D2,那么根据并联管 路压力平衡的流体力学原理得到各支管的流虽和对应的温降。这种设计方法能使设计工况与实际工况基本一致。但问题难点在于对末端设备不在额定设计温差和额定流虽时设备出力的 计算上。然而遗憾的是在实际的设计当中，经常采用的方法是，很多时 候对于并联管路的管径也是根据预先确定的流虽，采用控制流速或者比摩阻的方法确定的。 这种做法导致的结果就是并联环 路水利不平衡，流虽偏离设计流虽，从而导致冷热不均。从文献暖通空调，张锡

4、虎高工的工程设计问答一中可知：使并联环路平衡的基本途径和步骤是；1/合理划分和均匀布置环路.例如管路不能过长，较大负荷不宜 布置在环路末端。系统总压力损失和比摩阻的取值及其分配，比较合理的方法应该是：首先第一步是先确定水泵的扬程，这里不是根据计算的最不利 环路的阻力损失加上设备阻力和阀门阻力的和再留一定的富 余虽。而是根据GB 50189-2005公共建筑节能设计标准对 集中热水供暖系统循环水泵耗电输热比(EHR)和空气调节冷热 水系统输送能效比(ER)的要求，确定循环水泵的扬程。5. 2.8集中热水采暖系统热水循环水泵的糕电输蛆比（EHR），应待合下式要求：EHR 二 N/Qr）（5.2.8

5、-】）EHR w 0.0056（14 + aSL）/i;（5.2.8-2）式中n水泵在设计工况点的轴功率（kW）；Q建筑供热负荷（kW）；7考虑电机和传动部分的效率（）;当采用直联方式时，=0.85；当采用联轴器连接方式时,7 = 0.83;由设计供回水温度差（©系统中管道全部采用钢 管连接时，取&=25无；系统中管道有部分采用塑 料管材连接时，取& = 20丁；2L室外主干线（包括供回水管）总长度（m）；当 St500m 时,a = 0.0115；当 500<SA< 1000m 时，“二0.0092；当 2L>l（XX）m 时，二 0.0069口对

6、于空调水系统和风系统，可按照原始办法计算出循环水泵或风机的杨程再根据GB 50189-2005公共建筑节能设计标准中对S"6空气调节风系统的作用半径不宜过大.风机的单位风量施功率也）应按下式计茸，井不应 大于袤5. Sl黑中的规定。叽=P/（3600 鱼）（5,3.26）式中单位风量性功率W/ （0h）；P风机全压值（Pak巩包含风机、电机及传劫效率在内的总效率（%）表5.3.蓊 风机的单位风倡耗功率限值W/ （nF/。】系统型式办公建筑商业、旅馆建筑粗效过滤粗、中敕过旗粗裁这滤粗、中效过滤网管制定风星系统QM0.480必B 、 一0.52四-制定风母系统0.470,530.510.

7、58两管制变Ml量系统0.38D.62卜68四管制变统0.030的D.671),74注：】普通机械通凤系统中不包括厨房等需要特定过滤装性的房间的通风系 统；2严寒地区增设预热盘管时，单位风量耗功率可增加0IB5 IW/ （niVk）;3当空调节机组内采用湿膜加湿井法时，单位町量耗功率可增加0 053 W （n?/h）L5.3.27空气调苗冷翊水孕纾的输胡裁比fER）应拶下式计异，目不应入于圭5泾屈7中的烈定ER = 0.002342/（df* 时 （53.27） 式中 U水泵设计扬程（mb胡供回水温差（Y）;彳水泵在设计工作点的效率（%）,表5.3.27空气调节冷热水系肮的最大输送能效比（ER

8、）管双类削1礴管制姑水肯值四管制 然水管道冷水管道严腐地区塞拎地区/夏 热冬冷地区夏热苓暖地区Eti0.00577 '0.004330.008650.006730 0241注，两管制热水管道系统中的辎送能效比他，君适用于采用宜燃式怜焦水机组 作为蜗源的空气调节热水奈统，此来校核所选风机和水泵的合理与否2）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，即为最不利环路的许用压力损失3）将最不利环路的许用压力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倍，可得最不利环路的平均比摩阻 Rq（o. 70. 8） /L4）为有利于并

9、联环路之间的水力平衡，许用压力损失的分配应尽虽减小公共段阻力损失所占的比例。在图1中即减小管段GA和BH段的阻力所占总阻力损失的比例，增加 AB两点间 的阻力损失。这样AB间资用压力更大时，分母变得较大，更 容易平衡。例如北京市新建集中供暖住宅分户热计虽设计技术规程中 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60 Pa/m，且其压力损失宜不大于热源出口 处总压差的1/4。”5）根据水力平衡原则，与最不利环路并联的其他环路，应根据 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采暖通风与空气调节设计规 范第4. 8. 8条的规定。6）在使用平均比摩阻时，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。7）当与最不利环路并联的环路，因受最大流速制约而不能达到较大计算压力