王靖華,王寧
(浙江大學建筑設計研究院，浙江杭州310027)

　　摘　要： 介紹了幾種常用的熱水系統(tǒng)形式并對各種形式的優(yōu)缺點進行了分析，總結(jié)出各種系統(tǒng)在應用中出現(xiàn)問題的根源，提出了建議采用的合理系統(tǒng)形式。
　　關鍵詞：高層住宅；熱水系統(tǒng)；分區(qū)；回水
　　中圖分類號：TU995.1
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2002)08-0067-03

1　熱水系統(tǒng)形式

　　根據(jù)鍋爐房和熱交換器的設置情況，熱水系統(tǒng)形式可分為以下幾種：
　　①整個區(qū)域集中設置鍋爐房和熱交換器，統(tǒng)一設置供、回水管網(wǎng)，其特點是設備集中、系統(tǒng)較大、調(diào)節(jié)能力強、便于管理維修。但由于供、回水管路過于復雜，回水管阻力難以平衡而使有些末端用戶回水不暢、無效冷水［1］過多、熱水的使用效率低，同 時由于室外熱水供、回水管線過長，熱水系統(tǒng)的熱損失很大。
　　②區(qū)域內(nèi)集中設置鍋爐房或利用城市熱網(wǎng)作為一次水，每幢建筑單獨設熱交換器換熱并設二次水系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的阻力平衡容易控制，熱水的運行效率及供水品質(zhì)可以得到保障，但熱交換器間布置分散、系統(tǒng)較小、調(diào)節(jié)能力較弱、管理難度較大，因而只適宜在居住相對密集的高層住宅中應用。
　　③采用以上二者相結(jié)合的形式，即相對鄰近的幾個高層設置集中的鍋爐房及熱交換設備，然后布置二次水管網(wǎng)到各個高層。為避免二次水管網(wǎng)回水不均衡，建議采用完全并聯(lián)的方式(即每幢建筑單獨設一組供、回水管，在熱交換器間設集、分水器)。此系統(tǒng)單從管路的供、回水平衡方面分析是合理的，但筆者在實踐中發(fā)現(xiàn)這種系統(tǒng)的管路以熱交換器間為中心呈放射狀布置且進、出熱交換器間的管路很密集，故其布置及安裝有一定的難度且熱水系統(tǒng)的管路總體 熱損失較大、經(jīng)濟性稍差。

2 熱水系統(tǒng)的豎向分區(qū)?

　　熱水系統(tǒng)的豎向分區(qū)應按規(guī)范^［2］與冷水系統(tǒng)的分區(qū)相同，而典型的20層高層住宅的冷水系統(tǒng)一般分成上下兩個區(qū)，由屋頂水箱或變頻調(diào)速泵直供至上區(qū)，下區(qū)采用減壓閥減 壓后供水。
2.1集中換熱跨減壓閥分區(qū)回水系統(tǒng)
　　這種系統(tǒng)的回水泵工況很難達到設計工作點，主要原因是：回水泵的理論揚程為原計算揚程加上減壓閥的減壓差，但正常情況下回水泵的工作揚程不計減壓閥的減壓差只需0.06MPa左右，而圖1所示的該系統(tǒng)減壓差為0.30MPa(即回水泵揚程只有減壓差的1/5)。

　　在上述工況下若常用的可調(diào)式減壓閥工作點發(fā)生微小偏移則回水泵就難以工作在設計的工作點。在實際調(diào)試過程中就出現(xiàn)過這種情況：將減壓閥的閥后壓力調(diào)到0.05MPa時該層的熱水水嘴出流很小(由于回水泵流量偏大)，隨著閥后壓力的逐漸調(diào)高熱水出流逐漸變大，直至閥后壓力達到0.10MPa時熱水出流才完全正常(實際上此時最下層壓力已超壓)，而回水泵由于揚程變小、流量變大而不能工作在設計的工作點上，只有人為調(diào)節(jié)回水泵的出水閥以提高阻力來限制水泵的出流量。若回調(diào)減壓閥閥后壓力使分區(qū)的最下層不超壓且最上層能正常出流，實際上要做到這一點很難，其重要原因是該系統(tǒng)減壓閥前的輸水管兼作了上區(qū)的配水管，這不符合常規(guī)的減壓閥設計規(guī)則。系統(tǒng)若要在減壓閥前單獨設輸水管，則應上、下區(qū)單設回水泵或在上區(qū)配水管下端設減壓閥(接至統(tǒng)一設置的回水泵回水管上)。這兩種選擇都會使系 統(tǒng)的立管數(shù)量增加一倍，使系統(tǒng)的安裝既不經(jīng)濟也不簡便。因此，筆者認為采用跨減壓閥分區(qū)回水可以使系統(tǒng)容量變大，易于管理及調(diào)節(jié)，但其回水泵^［3］的運行工況會因減壓閥工作點的微小偏移而出現(xiàn)很大波動。
2.2分區(qū)換熱、分區(qū)回水系統(tǒng)
　　該系統(tǒng)相對于前一個系統(tǒng)的特點是不跨減壓閥回水(見圖2)，避免了回水泵工況不穩(wěn)的狀況。

　　由圖2可見這樣熱交換器要分組設置，系統(tǒng)顯得比較復雜、管網(wǎng)容量小、隨機調(diào)節(jié)能力差，故可將相鄰幾幢建筑組成同一組管網(wǎng)以克服以上缺點。在設計上區(qū)管網(wǎng)時若采用熱交換器上置(設在屋頂?shù)臋C房)和下行上給式管網(wǎng)時要注意回水泵的設置高度與水箱定壓點的高差H(一般回水泵總是附設在熱交熱器間)，此高差低于回水泵計算揚程時在泵的吸入端就會形成負壓。在封閉狀態(tài) 下冷水加熱至60℃左右，根據(jù)水氣平衡原理原來在冷水狀態(tài)下溶入的氣體會隨著溫度的升高而逐漸釋放出來，但在圖2這種管網(wǎng)狀態(tài)下，水流在下行過程中由于壓力逐漸增大而使氣體的釋放量相對較少，水流在上行過程中壓力逐漸減小使氣體釋放量逐漸加大，若在水泵的吸入端形成負壓的話則氣體很可能在該處集聚而造成水泵氣蝕或吸氣斷流。筆者在參加此系統(tǒng)實際工程調(diào)試時就遇到過這種情況，即當系統(tǒng)處于封閉狀態(tài)運行(即無出水狀態(tài))、水溫逐漸由常溫加熱到60℃左右時回水泵尚能正常回水，隨后在配水管上逐漸增加出流且其流量遠未達到設計流量時出現(xiàn)了水泵斷流現(xiàn)象。因此，在設計下行上給式熱水系統(tǒng)時應認真推敲回水泵的設置位置以防止負壓吸氣現(xiàn)象出現(xiàn)，并將熱交換器及回水泵設在下部比較安全可靠(見圖3)，盡管這樣做熱交換器的承壓要大一些，但為了系統(tǒng)的可靠運行是值得的。

3　結(jié)論與建議

　　①高層住宅的熱水系統(tǒng)應采用每幢建筑單獨設熱交換器、二次水自成系統(tǒng)的形式。為加大單個系統(tǒng)容量，將幾幢建筑的供、回水管組合成二次水系統(tǒng)時為避免某些末端用戶回水不暢、無效冷水過多，每幢建筑應自成供、回水系統(tǒng)并在機房單獨設回水泵以保證回水質(zhì)量。
　　②高層住宅熱水系統(tǒng)的豎向分區(qū)應與冷水系統(tǒng)分區(qū)相同。為確保系統(tǒng)回水的穩(wěn)定性，建議采用分區(qū)換熱、分區(qū)回水系統(tǒng)。
　　③為保證高層住宅熱水系統(tǒng)中回水泵吸入端不出現(xiàn)負壓、斷流現(xiàn)象，換熱器及回水泵均應下置并輔以常規(guī)的上行下給式全循環(huán)管網(wǎng)才比較安全可靠。

參考文獻：
［1］馮萃敏，付婉霞.集中熱水系統(tǒng)中無效冷水的實測分析與節(jié)水改造［J］.給水排水，2002,28 (1): 73-76.
［2］核工業(yè)部第二研究設計院.給水排水設計手冊：建筑給水排水(第2版)［M］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.?
［3］段潤斌.熱水循環(huán)泵相關參數(shù)的計算［J］.中國給水排水,2002,18(1):71-73 .

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　　收稿日期：2002-05-08