变频水泵的控制原理

现代大厦都采用集中供冷（水），而分散的中央空调机组和众多的风机盘管，随时都在调节过程中，冷冻水的使用量也在不断变化。在供水管和回水管之间加装一只压差传感器，将压差数值转换成标准信号，送到微处理器，该数据经处理系统计算并与设定压力值比较后，给出比例调节（PID）后的输出频率，以改变水泵电动机的转速，从而来控制供回水管之间的压差恒定，形成一个完整的闭环控制系统。当管道用水量加大时，管道内的压差下降，通过控制回路使变频器输出频率上升，电动机转速上升，使管道内的压差回升至设定值；反之，频率会降低，管道内的压差回落，从而使冷冻水循环泵的转速（即改变冷冻水流量）跟踪冷冻水的需求量而变化，更好地解决压差平衡，最终达到供回水压差恒定的目的。冷冻水水多台，示所2 图成，如组水泵环循多台由可系统循泵处于并联工作，配置一台智能控制器，实现一台电动机在变频方式下工作，其余几台电动机在工频状态下工作。

图2 冷冻水循环水泵控制电路

在工频多泵并联+ 变频恒压供水系统中，当冷冻水的用水流量小于一台水泵在工频恒压条件下的流量时，则由一台变频水泵调速恒压供水，当冷冻水用水流量增大时，变频泵的转速自动上升；当变频泵的工作频率上升至50Hz 仍达不到设定压差时，变频供水控制器将自动启动一台工频水泵投入工作，这时变频水泵和工频水泵并联工作，工频水泵提供恒定的流量(工频转速恒压下的流量)，变频水泵转速将随着用水流量的大小而变化，从而调节供水量;如果用水量继续增加，则其余各并联工频水泵将按相同的原理相继投入运行。当冷冻水用水流量下降时，管道压差提高，变频调速泵的转速下降，当频率降低到一定值（如10Hz）时并经一定延时后，变频供水控制器发出一个指令，自动关闭一台工频水泵供水；如果用水流量继续下降，变频调速泵的频率再一次低到10 Hz ，则再切出一台运行在工频的循环泵；其余各并联工频水泵将按相同的原理相继退出运行。当用水流量接近于零，变频水泵处于自动停止状态 ，从而可以做到不用水时没有能量损耗，具有最佳的节能效果。为了减少工频泵自动投入或退出时的冲击(水力或电流冲击)，所有水泵都具有软启动功能，变频控制器能够自动控制电动机转速的上升，下降。在投入时，变频水泵的转速自动下降，然后慢慢上升以满足恒压供水的要求。在退出时，变频泵的转速应自动上升，然后慢慢下降以满足恒压供水的要求。

22 在补水定压装置中的应用

变频调速控制的补水系统如图3 所示，该系统由回水压力传感器、变频器、补水泵和装在循环泵房内的软水箱等组成，这些设备组成一个闭环系统。当循环系统的压力值设定后，如果系统有瞬时水量损失时，压力传感器的压力值将下降，导致变频器的输出频率增高，使补水泵转速增大，从而使循环水系统补水点压力恒定在系统要求的静水压力值上。该系统具有水泵运转低速平稳，使用可靠，寿命长的特点。

图3 补水定压装置原理框图

23 在楼宇自动化恒压供水中的应用

恒压供水是指在供水管网中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式，以保障住宅建筑的自动恒压供水。该系统的结构框图如图4 所示，由电动机变频调速装置与可编程控制器(PLC) 构成控制系统。系统具有控制水泵出口总管压力恒定、变流量供水功能，系统通过安装在出水总管上的压力传感器、流量传感器，实时地将压力、流量转换为电信号，输入至可编程控制器的输入模块，信号经CPU 运算处理后与设定的信号进行比较运算，得出最佳的运行工况参数，由系统输出逻辑控制指令和变频器的频率设定值，对恒压供水进行优化控制，自动控制电动机的投运台数和电动机的转速，从而使给水总管压力稳定在设定的压力值上。

图4 楼宇自动化恒压供水原理框图

24 在楼宇消防给水设备中的应用

楼宇消防给水系统如图5 所示, 消防水管路系统中的水压应始终保持在一定的压力值，图5 中的1 号泵和2 号泵为变频稳压泵，3 号泵和4 号泵为大功率消防泵。平时压力传感器对管路上水压进行检测，检测的信号送至控制器，再由变频器控制1、2 号泵交替工作。水泵的转速始终跟踪设定的消防压力值，从而保证平时稳定的消防压力值。当出现火警打开消防栓时，通过控制器启动3 号或4 号消防泵（3 号、4 号互为备用）开始工作，提供较大的消防用水。

图5 楼宇消防给水系统原理框图

25 在排风机中的应用

地下停车场（库）的换气控制系统如图6 所示， ，排风机的排风量要求是根据换气次数标准计算出来的，它必须满足“最大需求量”原则。但事实上一个环境的排风量并不是一个定数。地下停车场（库），在不同时段的停车量是变化的，即废气的排放量时刻在变化。该系统采用CO2 传感器检测车库空气质量，并由控制系统控制变频器输出，以改变风机的转速，从而改变排风量的大小，风机无须始终运行在高速排风状态，这样既节省能源也减少了噪音污染。

图6 排风机控制系统原理框图

01

热水锅炉增设进出口连通管的作用及注意事项：

1）减小热源阻力，降低压降。

2）当锅炉偶发故障时可及时检修，不影响外网供水。

3）改变运行方式便于调节。

4）供暖初期冷运行时可减少运行费用。

02

旁通管选择注意事项：

1）管径一般比主管径小一号到二号，但不得小于锅炉入口管径。

2）旁通管上要装阀门，阀门要选用可调节流量特性的阀门。

3）旁通管不要直接接到分水器上。

03

补水泵与循环泵的功能：

补水泵的作用是向系统充满水，并保证系统总是充满水；它的扬程主要取决于最高建筑物的高度且高于建筑物，流量取决于补水量。循环泵的作用是使系统中的水以一定的流量流动；它的流量取决于供暖面积，扬程取决于系统阻力。

04

有些循环水泵的出口阀门不能全部打开，否则会烧坏电动机，怎样解决？

循环水泵的出口阀门不能全开，主要是系统阻力小，网络特性曲线右移，由于流量增加造成轴功率急剧上升，因电流过高而烧坏电动机，如能在系统中安装自力式流量控制阀，限制流量，增加系统阻力，出口阀即可全部打开。

05

泵在什么情况下效率最高？

当泵的流量为额定流量时泵的效率最高。

06

在原有的供暖系统中增加新用户或扩充容量时要考虑的因素：

1）要使整个供暖系统的全部设备容量相互匹配；

2）注意供暖设备的极限工作能力，例如：循环泵的扬程、流量和功率；

3）注意供暖管网的极限输送能力；

4）注意热网的水力工况变化和新老热用户的兼容。

07

供暖系统中有哪些地方须安装压力表和温度计？

泵、除污器的出入口安装压力表；供暖设备（锅炉、换热器）的出入口安装压力表和温度计；集水器和分水器上安装压力表和温度计。

08

如何根据各部位压力表、温度计值，确定系统运行工况的优劣？

从分水器与集水器上的压力值来判断热网自用压头的大小，从循环水泵出口压力值与供热设备出口压力值检查热源内阻大小；从集水器与分水器的温度值差看热网的运行效果；从热源设备出入口的温度值查看热源设备的出力；从换热器一、二次系统出入口温差查一次网水平失调。

09

什么是同程式系统？什么是异程式系统？各有什么特点？

同程式系统：通过每一环路的水流经的路程相同的系统；异程系统：通过每一环路的水流经的路程不同的系统；同程式各环路之间的阻力容易达到平衡；但消耗材料较多；异程式环路之间的阻力很难达到平衡，但消耗材料较少，安装自力式流量控制阀效果显著。

10

热水锅炉增设进出口连通管的作用及注意事项：

在热水网路中，某一用户在其他用户流量改变时，保持本身的流量不变的一种能力。

11

如何提高网络的水力稳定性？

1）相对地减少网络干管的压降或相对地增大用户系统的压降。

2）合理地安装自力式流量控制阀。

12

用一般阀门调整各单体进户流量能否从根本上解决水平失调的问题？为什么？

很难，因为调整流量改变了系统的阻力特性系数，循环水泵的流量、扬程均发生变化，其他单体压差也会变化，流量就跟着变化，当然调整过的单体流量也会变化，这就需要反复调整，才能使流量接近要求，即系统勉强达到平衡，而一旦有人动阀门，整个系统的平衡又被破坏了，再次出现水力失调现象。

13

同程式热网能否解决水平水力失调？为什么？

因为解决水力失调的方法是使单体获得合适的供回水压差，而同程式热网并不能满足这一要求，同程式热网如果设计合理的话，能使各单体供回水压差基本接近，而各单体的资用压头并不相等，这样水力失调仍不可避免，如果热网设计不合理的话，仍会出现单体供回水压差过大的现象，有时甚至供回水压差为负值（循环水倒流）的现象。因此同程式热网并不能从根本上解决水平水力失调的问题。

14

各单体装了流量控制阀且已调试，仍达不到供暖要求，原因分析？

1）单体从热网所得循环水量不足（单体供回水压差不够）。

2）供水温度太低。

3）单体供回水阀门开度不够。

4）单体内部设计不合理，原因：有些住户散热器散热面积与围护结构耗热量不符（有的过大，有的过小）；用户内部存在水平失调；楼内存在主管线的水平失调，也存在楼层间的垂直失调；

5）局部管道、阀门、散热器堵塞。

6）单体内有些阀门开度不够。

15

水压图包含的内容。

横坐标表示供热系统的管道单管长度（m），纵坐标表示地形高度、建筑高度、动水压线高度、静水压线高度（m）。

16

热网正常运转对水压图的要求是什么？

保证用户有足够的资用压头，保证散热设备不被压坏，保证供热系统充满水不倒空，保证系统不汽化。

17

在流量控制阀未出现之前，为克服水力工况的水平失调，主要采取哪几种技术措施？

1）加大泵机组增加循环流量；

2）调节热用户供、回水阀门；

3）加大末端热用户管道直径；

4）采用同程供热方式；

5）在局部热用户供、回水管道上安装增压泵；

6）安装调压控制板或平衡阀等，限制部分热用户流量。

18

分析散热器表面温度符合要求，而室内达不到设计温度的原因。

1）散热器数量太少，供给房间的热量小于房间通过围护结构的散热量；

2）房屋围护结构不合理；

3）散热器布置位置不合理；

4）新房，潮气重，散热快。

19

在供暖系统中有几种运行调节方式，哪种适合自力式流量控制阀？

有质调、量调和质量并调3种方式；其中质调方式适合自力式流量控制阀。

20

怎样选择自力式流量控制阀的规格？

根据用户提供的供暖建筑面积算出流量值（按1 000 m2建筑面积需3 m3/h循环水计算），在自力式流量控制阀的最佳流量范围确定它的规格。

21

热水网路进行水力计算的主要任务是什么？

1）按已知的热媒的流量和压力损失，确定管道的管径；

2）按已知的热媒流量和管道管径，计算管道的压力损失；

3）按已知的管道直径和允许压力损失，计算或核算管道中的流量，并确定循环泵的扬程及流量，绘制出水压图。

22

热水供暖系统设置定压装置的目的是什么？有几种方式？

目的：使供暖系统能在稳定状态下运行，保证系统不倒空、不汽化；

方式：膨胀水箱定压；补水泵定压；稳压罐气体定压；变频补水泵定压等。

23

阀门产生噪音的主要原因？

1）机械振动；

2）汽蚀；

3）流速过大，阀前压力和阀后压力降过大；

4）配套的管路布置不合理。

24

安装自力式流量控制阀后在什么时候进行调解？

调解时间：有足够的排污时间后，确认已正常运行时进行调解；

注意事项：流量要合适，动作要轻；调节费力时注意检查阀门有无故障。

25

自力式流量控制阀既然能起减压作用，可以当减压阀吗？

不能，因为减压阀的流量是可变的，流量控制阀的流量是不可变的，它俩有本质的区别，所以流量控制阀不能当减压阀用。但有时因循环水泵扬程及流量均过大造成供水压力过高，超过散热器承压，而回水压力不高，这时可在供水干管上安装自力式流量控制阀起到减压作用，甚至效果比减压阀好，有时因地势偏差大，地势低的地方供水管上安装自力式流量控制阀可减小散热器承压。

26

一次网自力式流量控制阀应安装在什么位置？为什么？

应安装在换热器后一次网回水管上，因为该处温度相对较低，可延长阀门密封件的寿命，压力稳定，对阀瓣的冲击力较小，污物少；也可安装在换热器的供水管上。

27

一些小热网间断运行，升温后马上超压，不敢再烧，使热网不能正常运行，怎么办？

一些小热网，特别是新热网，零漏点，当启炉升温很快时，水温升高，体积膨胀，造成系统压力升高，超过规定压力。解决方法：1）用膨胀水箱定压；2）将锅炉的安全阀的设定启动压力尽量定高一些。同时，要用变频补水泵，定压点尽量定的低一些，但要保障系统高点不缺水。

28

供暖系统中哪些设备及仪表不能省掉？

1）供暖入口的除污器。

2）锅炉、换热器、水泵、除污器两端的压力表。

3）锅炉、换热器两端的温度计。

4）系统高端和最低端的压力表。

29

哪些系统不适合安装自力式流量控制阀？

1）采用量调解的系统；

2）采用蒸汽供热的系统；

3）供、回水压差接近或小于控制阀启动压差的系统；

4）热用户平均流量小于2 kg/m2的系统；

5）比摩阻R＞200 Pa/m的系统；

6）系统中不明的失水点过多、回水定压维持不了正常值的系统；

7）水质差、污物、泥沙含量高的系统；

8）只想安装在末端的系统。

30

在现场中，装了流量阀的系统出现不热，怎样判断故障原因？

有多种原因，如气堵、管堵污物、截断阀掉落等，也可能是流量阀出现了故障，如果是某处堵了气，或是有污物，拆了流量阀重新运行，很有可能污物冲走、气堵排除，系统就热了。

在这种情况下，人们很可能就认为是流量阀有问题，正确的判断方法应是这样的：在同一个热网中，将流量阀的凉阀和热阀互换安装，将出现四种情况：一是都热了，说明凉阀无问题，是气堵、污物堵的问题；二是都凉了，说明凉阀有问题，同时不热，系统也有问题；三是凉阀还凉，热阀还热，证明是凉阀有问题；四是凉阀热了，热阀凉了，说明凉阀无问题，应检查系统其他问题等。

常压锅炉：采用膨胀水箱定压，补水箱和膨胀水箱合二为一。补水通过膨胀水箱浮球阀或其他水位控制系统补进。膨胀水箱与锅炉之间不能有任何阀门。膨胀水箱的容量根据一次系统水容积膨胀量来选，通常选一立方米。一次系统循环水泵通常在锅炉出水口。 承压锅炉：采用定压罐定压，根据一次系统设计压力选择定压罐压力，根据一次系统水容积膨胀量选择定压罐有效膨胀量。定压罐通常带有补水控制及补水泵，补水通过补水泵进定压罐，如果有需要，另设一个补水箱（可以省略）。一次循环水泵可以根据需要设在系统任一点。

变频水泵控制器常见故障及解决方法！

变频水泵控制器常见故障及解决方法：

1、在客户用水时，有很大噪音，水的压力也不是很稳，请问这是什么原因造成的？

1用户用水时，水压波动剧烈，变频泵一直处于变频状态。

2由于用户用水和变频泵频繁变频导致的水压波动引起一些管道共振。

3变频部分频率可能和泵的机械振动频率相近引起共振。

4检查是否有气蚀现象（泵充水是否完全）、出口管路是否有空气积聚。

5检查无负压供水设备水泵的轴承是否有磨损。

6变频的参数没有设置好。

2、水泵启动瞬间压力很大？

1要检查管道是否有阻塞现象，造成压力突变（因为流量变小），要检查管道是否有漏水现象，造成压力不能保持。

2一般来说，供水机组是自动的，它的自动动作是靠压力来控制机组的开关动作。管道的流量大小也会影响很大，流量变小会造成水泵一启动，出口处至阻塞处压力突然变大，造成压力控制误动作，启动就会频繁（漏水也会）。

3启动水泵的瞬间，产生了水锤。

3、系统打不上水？

1检查水池有没有水，查看电机转的方向是否正确，变频器有可能被改向了。

2如果止回阀在电机的前端，止回阀的前端如果有水，而电机里的水又被排空，这时电机抽的是空气。查看电机前有没有阀门，把上面的水排掉，这样电机才抽的上水。

3以上都不能解决的话，就打开机子看看抽水的叶轮是不是破了，不过这时由于不平衡，电机的噪声会变大。

4、进水端已经有水箱的情况下，出水端的稳压罐是起什么作用？

1起到恒定水压的作用，但是现在一般情况下用泵就能解决恒压问题，不设置恒压罐。

2起到消除水锤的作用，减少水锤造成的管网冲击。

5、压力无法平稳，怎样去解决？

如果是用水量波动大，或者是供水管太细，就不好解决。可以尝试重新设置系统的PID参数、改变压力变送器的安装位置。

6、压力传感器安装的位置与节能没有关系吗？

没有关系，只取决于设定值。如果设在终端，压力就要低一些，如果是泵出口，压力就会高一些。

还有，如果在泵的出口，反应比较灵敏，这样频率波动比较大，这样可以通过控制器参数来忽略小信号，建议把压力传感器装在离泵的出口稍微远一点。

7、水泵长时间运行导致水发烫？

引起的原因：

用户长时间水量很小时，水泵长时间运行导致水发烫。

解决方法：

用水量很小的时候，控制会进入休眠状态，原来运行的大泵会自动停止运行，启动小泵（小泵可以参与变频，也可以不参与）。

如果系统用水量很少或者几乎不用的情况下建议小泵不需要参加变频，这样小泵达到一定压力会自动关闭，到了一定压力又会自动开启。如果用水量不是很大，但是需要维持恒压的系统，建议启用小泵参与变频，到没有用户用水时小泵会自动的休眠停机，避免了没有用户用水也一直转泵导致水发烫的问题，也为用户节省了电量。

8、长时间只运行一台泵，要人工去转换，有些水泵由于长时间不运转导致卡死现象，或者导致有臭水产生？

引起的原因：

由于现在很多供水系统都是由PIC控制的，系统中没有泵的轮换功能，由于长时间只工作一台水泵，其他水泵长时间没能转动容易锈死，水泵内的水由于长时间不转动而变黄发臭，泵的寿命也减短了。

解决方法：

变频恒压供水控制器系统提供一个根据用户需要的时间来设定水泵的轮换时间，水泵有了轮换将会很好的避免长时间只工作一台水泵，使的水泵的寿命也跟着增加，降低了维修成本。

中央空调的回水定压装置的作用是保证供水系统有足够的压力，使冷却水可以流到系统的边远位置，但实际上空调系统在运行时，由于热负荷的变化和温度控制系统的作用，使得冷却水系统的压力和流量是变化的，所谓变频定压，就是通过水泵变频来调节压力使冷却水系统保持恒定的压力。

水泵变频器的使用方法及参数调整如下：

水泵变频器的使用方法

1、根据“菜单说明”的操作流程，将参数名切换到要修改的参数。

2、这时参数名的小数点不闪烁，参数值的小数点开始闪烁。

3、按或，将参数值调到需要的值。

4、按确认输入，这时参数值的小数点不闪烁，参数名的小数点开始闪烁。

5、如要修改其他参数，重复上述操作。

6、所有参数都修改完后，按3秒退出参数设置菜单，回到正常工作状态。

水泵变频器的参数调整

1、参数9902表示选择控制参数，该参数设定ACSl40应用不同的控制参数。选择不同的控制参数，变频器控制端子具有不同的作用。参数9902数值从0~7。标准型选择9902的值为1。

2、参数9905设定ACSl40输出到电动机的最大电压值。当变频器的输出频率等于参数9907设定的额定频率时，输出电压同时达到额定电压值。ACSl40输出到电动机的电压无法大于电源电压。

3、参数9906设定ACSl40输出给电动机的电流，其值为使用的电动机铭牌上的额定电流值。

4、参数9907调整变频器输出电压的频率为电动机铭牌所标示的频率，此频率值应和参数1105和2008调整的频率值相等。

5、参数1003表示方向控制参数，选1电动机正转，选2电动机反转，选3电动机正向转动或反向转动。

6、参数0102表示电动机的转速。

7、参数0104表示电动机的电流值。

8、参数0105表示电动机轴的输出转矩，以额定转矩的百分数表示。

在本采暖季，对几个运行不正常的采暖系统－“问题工程”，进行了补救处理，结合近年来对其它工程的调研和反思，发现有许多原因，源于设计理念方面的一些模糊认识，现加以整理以供参考。

　1、热媒设计温度散热器热水采暖系统的热媒设计温度，一般根据热舒适度要求、系统运行的安全性和经济性等原则确定。供水温度不超过95℃，可确保热媒在常压条件下不发生汽化；适当降低热媒温度，有利于提高舒适度，但要相应增加散热器数量。所以一般经常采用95/70℃，例如：作为散热器“标准工况”的645℃，就是水温95/70℃的平均值与室温18℃的传热温差。许多采暖系统的设计计算资料，也按此条件编制。

　当然，热媒设计温度也要符合热源条件的可能性和考虑其它因素。例如：以较低温度的一次热媒进行换热所得的二次热媒，或采用户式燃气热水采暖炉的水温有限制，或采用塑料类管材为提高其耐用性时，也有采用85/60℃作为设计参数的。但是，再进一步降低散热器采暖的热媒设计参数，显然是不合理的。以95/70℃为比较基础，热媒平均温度每降低10℃，散热器数量约增加20％

　当前，存在不适当地过多降低散热器采暖热媒设计参数的倾向。原因是某些开发建设单位在提供设计条件时，按照热源的实际运行工况提出热媒没计参数，例如提出供水温度只有70℃。如不加深入分析，就直接采用这样的低参数进行设计计算，会使散热器数量增加很多，会出现同一热源的不同建筑，散热器数量相差近一倍的现象，更加剧了系统的失调度。

　多年以前，就曾进行过实态调查测定，结果表明：北京地区多数由城市热网或小区集中锅炉房供暖的住宅，即使设计水温为95/70℃，当达到设计室外温度时，运行水温一般只要70/55℃左右，即可保证设计室内温度。如果再按70/55℃的水温设计系统，是否运行水温又可进一步降低呢？似乎不应陷入如此恶性循环的怪圈。

　为何实际运行水温远低于热媒没计温度时，也可达到设计室温？主要是由于实际配置的散热面积，均不同程度地偏大于理论所需散热面积。根据理论推导和实际工程运行验证，对于设计水温95/70℃的系统，当散热面积偏大10％时，运行水温约可为90/65℃；当偏大20％时，运行水温约可为85/60℃；当偏大30％时，运行水温约可为825/575℃；当偏大40％时，运行水温约可为80/55℃。由于设计保守等各种因素，一般系统的散热面积均会偏大30％以上。[1]

　2、水力平衡比之散热器数量的多少而言，采暖效果主要取决于系统的水力工况。但是，心中无底又不认真进行系统水力平衡计算的设计，近来常可见到。

　位于北京大兴的一幢六层（局部带跃层）单元式普通住宅，室内采暖系统为干管异程的上供下回单管顺序式，卫生间和厨房采用高频焊钢制散热器，其它为四柱型铸铁散热器。上一个采暖季就反映室温偏低，曾判断为建筑保温质量不好，普遍均匀增加了散热器20％。本采暖季一开始，在同一热源供暖的其它建筑均供暖正常的情况下，本工程系统末端（尤其是下层）室温仍偏低，引起部分住户向市政府投诉。经现场调查和对系统设计进行水力平衡验算，确实存在较大的不平衡度。

　卫生间和厨房的立管管径一律取DN15，其它立管管径不论立管负荷大小，一律取DN20，入口处较有利的53号立管带六层，散热器27片，阻力损失仅为约580Pa，系统末端最不利的64号立管带七层，散热器63片，阻力损失高达约3700Pa，加上供回水干管的阻力损失，此两根立管的不平衡度约高达800％。远超过《采暖通风与空气调节设计规范》第386条关于“热水采暖系统的各并联环路之间的计算压力损失相对差额不应大于15％”的规定。[2]各层均匀增加散热器，更会加剧垂直失调。根据验算结果，笔者会同几位年轻设计人员对系统进行了调节，并建议运行维修人员进行精细调节，虽已得以改善，但先天性的失调是难以彻底解决的。参与调节设计人员的深切体会是：如果这种粗放设计的系统也能正常供暖，则教科书和规范岂非都得重写。

　同样，北京某大学的两幢六层单元式普通住宅，室内采暖系统也是干管异程的上供下回单管顺序式，采用四柱813型铸铁散热器，卫生间为DN32光管，由小区集中燃气锅炉房供暖。据使用单位和住户反映，自投入使用以来，冬季室内温度达不到市政府规定16℃的最低标准，在严寒期内，一至二层的室温，大多在12℃以下，已严重影响居民的生活环境质量。到现场对典型房间进行调查，室温和散热器温度，明显低于由同一热源供暖的其它建筑。据对设计采暖负荷进行验算，散热器数量符合常规计算结果。对系统设计进行水力平衡验算，则同样存在较大的不平衡度，不论立管负荷大小，双侧接散热器的立管管径一律取DN25×20，单侧接散热器的立管管径一律取DN20×20，而无外围护结构的卫生间，则采用DN32的光立管。1号楼入口处最有利的7号立管阻力损失约仅为900Pa，系统末端最不利的25号立管阻力损失高达约3500Pa，加上供回水干管的阻力损失，此两根立管的不平衡度约高达700％。而卫生间立管阻力损失约仅为60Pa加以环路划分偏大，室内系统水力失调现象必然会出现。笔者试图对系统进行调节，但质量低劣的铸铁阀门根本无法转动。除上述因素外，由于室外供暖管网的严重失调，致使1号楼和2号楼采暖流量不足，即使在入口处的有利环路，流量也明显不足。

　3、系统补水某供暖建筑面积22万多m2的居住小区，存在水力失调的室内系统末端底层住户，出现以下奇怪的现象：每到晚上八九点钟后散热器就开始降温，到半夜就完全不热，而次日早晨又会逐渐热起来。据深入调查，重新热起来是由于顶层住户在每晚临睡前和次日早晨起床后进行了手动放风所致。经改装了质量较好的自动排气阀后有所缓解，但系统中还是经常因有空气存在。显然，应彻底解决系统进入空气的问题。考试大(www．Examda。com)

　据查，系统未设置膨胀水箱，也未设置气压水罐等膨胀容积，只是依靠功率较大的补水泵进行补水定压，而补水泵则由电接点压力表控制启停，当降至下限值时水泵启动，达到上限值时停泵。由于设置在管路上的压力表，指针会发生抖动，上下限值的整定间距不能很小，因此，停泵后重新启动必然会有较长的时间间隔。在此时段内，由于水的不可压缩性和不可避免的系统泄漏，总会有空气进入系统，并积存于流量较小的系统末端顶点。

　由于该工程已无条件增设膨胀水箱和足够容积的气压水罐，采取了增设一台略大于系统泄漏量的小功率补水泵（075kW）的方法，使之连续运行，当流量大于系统泄漏量时，通过限压阀回流至软水箱，基本上解决了问题。由此可得到启示：用合理容积的膨胀水箱或气压水罐进行定压，是十分必要的，如无条件设置，则应采用不间断运行的变频补水泵，或像本工程所采取的简易方法。http://ksexamdacom

　4、竖向压力分区与“分环”

　《采暖通风与空气调节设计规范》第339条规定：“建筑物的热水采暖系统高度超过50m时，宜竖向分区设置”。条文说明作如下解释：其主要目的是为了减小散热器及配件所承受的压力，保证系统安全运行。暖通规范作上述限定十分必要。近年以来，高层建筑（尤其是高层住宅）的热水采暖系统因渗漏而使家装破坏的事故，时有发生。除散热器或其它构件的质量和施工安装队伍素质等因素外，主要由于承压过高。

　某二十五层高层住宅，原室内系统设计系是按竖向分区设置的，但由另一单位设计的热源，却为同一系统。在第一个采暖季，开发建设单位就因渗漏向住户赔偿家装破坏损失的费用高达十几万元，不得不进行了困难的改造。

　有些设计在热源处设置分集水器，对高低环分别接出供回水管路，将“分环”当作竖向压力分区，这是概念上的错误。“分环”可能有利于水力平衡和调节，但不可能对高区和低区分别实施定压，并不能克服低区所承受的较高静水压力。

　竖向压力分区能从热源上就分别设置。不宜分设时，一般采用间接换热的方法。间接换热虽比较稳妥，但换热后二次水的温度将有所降低，致使散热器数量增加。

　因此，在实际工程应用中，也有采用加压和减压的方法，即：热源系统按低区定压。高区系统供水经加压进入，回水则减压接回低区系统。从理论上分析，高区热媒循环水泵的工作扬程，要附加高低区系统的几何高差，不利于节能，但从技术经济的综合分析，可能仍有可取之处。但采用此种方法，要特别注意减压阀的“动静压差特性”，即：当高区系统水泵停止时，减压阀后的设定压力会升高一个动静压差值，此值在阀的额定流量条件下约为5m，造成低区开式膨胀水箱的溢流，并同时使高区系统亏水和空气进入。虽然性能较好的减压阀动静压差较小，但还是采用闭式膨胀水箱，或采用不间断运行的变频补水泵定压。

5、散热器的选择国家标准《住宅设计规范》有针对性地提到散热器的选择问题。规定“应采用体型紧凑、便于清扫、使用寿命不低于钢管的型式”。目前，散热器品种繁多，市场竞争剧烈，有从容选择的余地，但也要看到各种散热器在应用实践中都出现过不同性质的问题。关键是要针对系统的特性，较为适当地应用，要用其所长，避其所短。系统的运行、保养和水质控制等环节水平的提高，要有一个渐进的过程，一种有生命力的产品，应该提高其适应客观条件的性能，而不是对客观条件的苛求。

　铸铁散热器是一种适应性较强的品种，它的主要弊病是：体型不紧凑，如铸铁四柱或铸铁长翼型等陈旧型号，显然与节能的、装饰要求较高的建筑环境很不协调；由于价格竞争，偷工减料，常达不到额定散热量；内腔粘砂成为系统堵塞的重要原因；落后的铸造工艺和加工粗劣，组对接口容易漏水。一些发达国家自己不生产但仍乐于采用，并看作为高档产品，当然不是这样粗陋的品种。如不开发新的品种，必然会陷入困境。可喜的是，外型可类似于高档钢制散热器、内腔无粘砂的铸铁散热器，已开发成功并已形成生产能力，由于它对各种系统及运行管理水平的适应性强，可望有较大的发展空间。

　钢板材质的钢制散热器体型较薄且较美观，国外较多采用，引进并广泛应用以后，由于材质、生产工艺、运行水质等因素失控，八十年代后期曾发生大量腐蚀而造成过很大损失，至今，仍有过头的商业宣传误导用户，不断造成此类腐蚀现象重复发生。引进国外材料或生产工艺生产的一些高档散热器，在发生腐蚀现象以后，提出了一系列对于较大的集中供暖系统几乎无法达到的苛刻要求，例如：严格控制热媒含氧量、限定采用隔膜式膨胀罐定压方式、非采暖季满水保护、检修时只能局部放水、塑料管设阻氧层、内挂镁棒即采用“牺牲阳极保护”等。说明其形成腐蚀的主客观因素并未能根本解决，因此仍应慎用。但是，它还是可以应用于以燃气热水采暖炉或电热水采暖炉等分散热源的户式系统中。考试大论坛

　按寿命不低于钢管的耐腐蚀界定标准，早期开发的钢管材质的钢制串片管式散热器和后期开发的绕片式（包括高频焊或强绕）钢制散热器，仍是钢制散热器中可放心选用的主体品种。但此类散热器水阻较大，但又常不能提供准确的水阻特性数据，在单管系统中应用，尤其是采用两通恒温阀加跨越管的做法时，会发生散热器进流量过小的问题。此外，此类散热器的热工性能和特定形式的外罩有关，外罩的成本占其价格的相当比例，但外观难以满足用户的装饰要求，“罩外加罩”十分常见。

　铝制散热器是一种高效的散热器，同样也发生过腐蚀穿孔问题，除材质外，碱性水质和超量的氯化物都会对铝产生腐蚀，虽对此种散热器提出了内防护要求，但工艺上难以实施，也不便于检验。因为热水锅炉水质标准要求锅水的PH值应为10—12，说明此种散热器不能用于以锅炉为直接热源的集中供暖系统，但可在热网集中供热、用户侧为经热交换的二次热媒系统，也可以应用于以燃气热水采暖炉或电热水采暖炉等分散热源的户式系统。有些产品改进为采用铜铝复合，可能是铝制散热器的主要出路。

　6、关于分室温度控制无论是实施分户热计量的住宅户内采暖系统，还是其它建筑传统的垂直单管或双管系统，从节能和提高热舒适度出发，分室温度控制都是十分必要的。分室温度控制可以是自动的，也可以是手动的。在这方面的商业误导表现为：将分室温度控制等同于采用散热器恒温阀，并认为采用恒温阀就无需进行水力平衡计算。这种误导造成了一些系统的失调和对恒温阀的负面影响。

　采用质量较好的手动两通或三通调节阀实施分室温度控制，可能更适合于投资条件受限和供暖不足的普遍实际情况。即使有条件采用恒温阀时，也应该在弄清楚其水力特性基础上，正确地加以应用。

　散热器两通恒温阀的高阻水力特性，适合于双管系统。为适应我国市场的需要，国外又推出了针对单管系统的三通恒温阀和低阻两通恒温阀。因此，我们要面对三类恒温阀，而不是不加区别。

　用于双管系统的高阻两通恒温阀，又按不同的预置设定功能分成若干型号，其口径一般情况下应采用DN15，少量需采用DN20，无区别地采用较大口径不利于水力平衡。而用于单管系统的三通恒温阀和低阻两通恒温阀，则必须有DN15、DN20、DN25甚至更大的口径，以根据串接散热器的负荷适当选配。

　双管系统高阻两通恒温阀应用中的主要问题是极易堵塞，因此对总体供热不足和运行管理粗放的系统，似利少弊多。

　恒温阀在单管系统中应用，则发生问题较多，最突出的是采用两通恒温阀加跨越管的做法时，不适当地用了高阻恒温阀。

　单管系统即使采用低阻两通恒温阀加跨越管的做法，也应该核算散热器的进流系数。散热器的进流系数，取决于散热器通路和跨越管通路的阻力比，与恒温阀、散热器和两个通路的管径匹配有关，有一个较为复杂的计算过程。有些工程因散热器的进流量过小，不得不在跨越管段上再加阀门，这是一种很不合理的处置。根据工程实践经验，北京市分户热计量试用图集中，提出了一个界定标准，即进流系数应不小于30％，已被许多方面包括恒温阀生产厂所接受，有些国外的低阻两通恒温阀新一代产品，又降低了水阻力。

　7、关于塑料类管材在实施住宅分户热计量的户内采暖系统中，已大量采用塑料类管材，与金属管件接头处漏水成为一大公害，尤以交联铝塑复合（XPAP）管和交联聚乙烯（PE-X）管为甚。XPAP管由于其良好的阻氧性能，相对于其它塑料类管材，本来更适合于采用钢制散热器的户内埋地管道。

　有一种说法：接头处漏水是由于管道的纵向膨胀所引起，这是不确切的。管道受热后纵向膨胀形成的膨胀力，是伸长量、管材的弹性模量和管道截面积的乘积。钢管的线膨胀系数是0012（mm/mK），而塑料类管材线膨胀系数的概略值，按从小到大排列如下：XPAP管 0025；PB管 0130；PP-R管0180；PE-X管 0200，当然，线膨胀系数大的管材受热作用后会有较大的热伸长量。但塑料类管材的弹性模量远小于钢管，钢管的弹性模量为206×103kN/cm2，而例如PP-R管，在20℃时仅为80kN/cm2，95℃时又降低为25 kN/cm2因此，在管道截面积相同时，塑料类管材的膨胀力会远小于钢管。

　接头处漏水的主要原因，是管材与金属管件的配合和施工安装人员的操作经验问题。根据北京市标准《低温热水地板辐射供暖应用技术规程》对金属连接管件的要求，耐拔脱力应不小于3Mpa，因此是可以通过改进解决的。

　塑料类管材的纵向膨胀特性，则应在敷设方式上有所考虑。塑料类管材在地面内埋设时纵向膨胀受限，会转化为内应力，在管道强度计算的安全系数中可以消纳，而明装时则会发生较大的弯曲变形，且易受划伤而影响使用寿命。根据实际工程的问题和经验，北京市分户热计量试用图集中，只推荐在直埋（包括地面内或嵌墙敷设）时采用，非直埋的所有管道（包括明装或管道井内安装），仍推荐采用热镀锌钢管和螺纹连接，是很有必要的。

　8、户式热源的匹配水泵问题在采暖能耗得以严格控制的节能住宅中，采用燃气或电热水采暖炉等，作为户式采暖系统的热源，采暖费用甚至有可能低于燃气或电热的集中供暖系统，本采暖季是暖冬，与北京市集中供暖上调后的集中供暖采暖费相比，更显示出其实际采暖费用低的优势，因而是一种可行的方案，会具有较大的发展空间。户式采暖系统存在问题之一，是循环水泵与系统的配合。对于燃气或电热水采暖炉所配带的水泵，笔者曾询问过许多生产厂家，例如：流量、与流量相关的炉外剩余水头、排烟温度等，大都提不出明确的技术指标。由于住宅单户的套型面积和采暖负荷会相差较大，在同一容量循环水泵的作用下，会出现与设计条件不同的运行工况而造成失调。尤其是当采用地板辐射供暖或作为空调器的热源时，更容易发生流量不足而影响采暖效果。因此，应深入地协调系统、户式采暖炉和配带水泵的匹配问题。

　参考文献

　1、张锡虎。 供暖系统散热面积偏大及其影响。建筑设备1988年1期：36-38 2 GBJ 19-87 采暖通风与空气调节设计规范 （2001年版）