摘要：近几年来，由于供热费收缴难、推行建筑节能等原因，一户一阀分户改造越来越得到各供热单位的重视，本文针对在分户改造系统中一层用户不热的现象，经过对系统水利计算后进行分析，讨论了自然循环附加压力对一户一阀分户改造供热系统的影响，以及解决不热用户的方法。
关键词：分户改造；自然循环附加压力；水利计算；解决办法
近几年来，由于供热费收缴难、推行建筑节能等原因，一户一阀分户改造越来越得到各供热单位的重视，通过这几年的实践，在供热范围内的一户一阀分户改造供热系统中，通过管道水利计算分析不热的原因及解决办法。
在机械循环采暖系统中，热水的循环流动主要依靠循环泵的扬程，自然循环附加压力与水泵扬程相比，往往可忽略不计。但对于一户一阀分户改造供热系统，由于各用户的环路均为并联环路，一层与顶层之间的高差较大，因此必须考虑各层的自然循环附加压力的影响，避免垂直失调现象。
1各层系统水利计算
本文选择较典型的一户一阀分户改造的供热系统（四层楼房），通过对各层用户系统的水利计算及各层用户系统的自然循环附加压力的计算，来分析自然附加压力对其供热系统的影响。
按焊接钢管及常用的接头零件来计算其阻力。各用户的热负荷的计算按面积热指标（60W/m2）估算，一层地面散热损失及顶层天棚的散热损失暂不考虑。由于各层供热面积及外墙的结构完全一样，所以各层用户的热负荷也完全一样。套间面积按60m2计算，每户的热负荷为：60W/m2×60m2=3600W，计算结果如下：
一层阻力为625.38Pa；二层阻力为655.22Pa；三层阻力为669.26Pa；四层阻力为695.92Pa。计算结果表明一层的阻力最小，最热的应该是一层用户。
2各层的自然循环附加压力的计算
自然循环附加压力是热水通过散热器散热后，由于温度降低、容重增大而产生的循环压力。供热系统在运行时的大多数时间里，室外温度高于设计计算温度，也就是说供热系统的供回水温差小于设计温差（25℃）。所以自然循环附加压力按其最大值的三分之一计算。公式如下：
Pfj=1/3h（rh-rg）
式中：Pfj—自然循环附加压力，kg/m2；
h—散热器中心差，即层高，按2.8m；
rg—设计供水温度（85℃）下水的容重，968.5kg/m3；
rh—设计供水温度（60℃）下水的容重，983.2kg/m3。
按上述计算，在设计流量下上一层系统比下一层系统的自然循环附加压力为：
Pfj=1/3h（rh-rg）=1/3×2.8（983.2-968.5）≈133.97Pa
则各层环路在设计流量所需的资用压力为：
一层阻力为625.38Pa；
二层阻力为655.22-133.97=512.25Pa；
三层阻力为669.26-133.97×2=401.32Pa；
四层阻力为695.92Pa-133.97×3=294.01Pa。
以上计算表明考虑自然循环附加压力后，在设计流量下一层用户的阻力是4层用户阻力的二倍还多。
3实际运行中的流量计算
由并联环路压力损失平衡定律可知，系统在运行中，构成并联环路的各分支环路的压力损失总是相等的，并且等于其分支点与合流点之间的总压力损失。系统在运行时，各层的阻力是相等）的。假设外网所提供的资用压力正好与四层阻力相等，则四层环路的流量会正好等于设计流量。那么一层的流量是多少呢?同一环路中流量与阻力压头的关系式为：
P=SG2
式中：S-这一环路的特性系数。
由上式可得一层的流量：G12=P1×G2SJ/PSJGSJ；
PSJ分别为设计流量和设计压降。
式中：Gsj——设计流量；
Psj——设计压降。
可得：G12=294.01×1242/625.38≈7229
G1≈85.02kg/h。
在设计温度下，一层环路的供回水温差约为：
（tg-th）=0.86Q/G=0.86×3600/85.02≈36.4℃。
由于温差的增大，散热器平均温度降低，散热量就远远满足不了一层用户要求。
以上还没有考虑到一层地面的散热量。如考虑一层地面散热量，一层环路的阻力还要增大，就更加不能满足要求。目前各个室外供热管网系统因为全部为支状管网。都存在着管网失衡的现象，在最不利环路的末端的用户，完全存在室外管网提供资用压力小于上述计算的四层环路阻力的现象。因此在一户一阀分户改造的系统中不热的用户往往是一层。
4解决办法
4.1做好改造的图纸设计和系统调试工作
由于分户供热改造是在原有的单管顺流垂直式系统的基础上实行的。目前，有的供热小区只对部分楼栋进行分户改造，而其它楼栋并没有实行分户改造，这样就会造成分户改造的楼栋由于室内管网系统阻力系数S的变大，导致流量G不足（与分户改造前相比，H=SG2），进而造成整个楼栋和单元不热，或者单元较高层住户不热（由于流量小）。要从根本上解决此问题，就要从设计角度重新考虑整个供热系统的平衡问题，对系统管网进行重新设计调整。经过定性分析（如图1、图2），供热系统某一用户阀门关小，系统水力工况变动情况。图中虚线、实线分别代表水力工况变动前后的水压图。具体调节措施为：可通过适当调节（阀门流量调小）个别温度偏高的单元（一般为系统近端），使整个系统的扬程变大，这样使分户改造的单元资用压差变大，增加分户改造单元的水流量。
4.2解决好系统垂直温降问题
在原来的系统中，供热循环水从顶层向下走，每个楼层的暖气片进水的温度都是相同的，比如60℃，水温从顶层向下逐渐降低，到底层的时候，暖气片的进水温度可能是45℃，在设计暖气片的片数配置是根据这样的垂直温降理论进行的。当分户改造后，作为顶层热用户，除第一组暖气片的进水温度达到原设计要求外，其它各组暖气片的进水温度都低于原设计要求，即散热量都低于原来的设计。
4.3热源方面保持系统水力工况平衡
从热源方面，可以通过调节系统供水出口的总阀门，来改变系统的扬程和流量，满足我们的要求。通过调节总阀门配合外网及单元阀门，作好系统的水力平衡和初调节，使整个系统水力工况平衡。
4.4解决好系统的排气和掉水问题
分户供热系统与旧系统的一个很大的不同是系统的排气问题。由于从前都是通过系统高点的集气罐和膨胀水箱集中排除系统内的空气，分户改造后是水平串联，个别散热器内的空气只能通过散热器上的跑风排出，增加了人为因素的排气难度，造成系统不热。分户改造为个别用户偷用系统热水创造了便利条件，加大了系统的失水量。
结束语
分户供热改造是实现计量收费的前提，是实现供热商品化的保证，也是实现供热体制改革的基础性工作。只有在分户循环供热改造过程中，不断提高供热系统的科技含量，切实解决好改造过程中存在的各种问题，提高供热质量和服务水平，得到社会各界和广大用热户的理解和支持，才能把这一有利于用热居民、有利于供热企业、有利于供热事业发展的分户循环供热改造工作真正做好。
参考文献：
[1] 高莉.实施供热分户计量改造存在的问题及对策[J].科技与生活，2011年17期.
论文作者:任文宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/16
标签：系统论文; 分户论文; 阻力论文; 环路论文; 压力论文; 流量论文; 用户论文; 《基层建设》2018年第30期论文;