石兆玉,再议供热系统的水力平衡

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1、再议供热系统的水力平衡清华大学石兆玉摘要：由于水力失调，引起的冷热不均，至今仍然是困扰本行业的难题。本文重点指出：积极推广热计量收费，是实现水力平衡、消除冷热不均的关键技术措施。文中还就节流式水力平衡、有源式水力平衡技术的关键环节，进行了具体分析，提出了解决办法。关键词：供热系统、水力平衡、计量收费、节流、有源供热、空调系统的水力失调进而引起的冷热不均现象，历来是困扰业内人员的老大难问题。20世纪七十年代末，八十年代初，我国科技人员和管理运行人员在学习国外先进经验的基础上，对这一难题从理论到技术进行了比较深入的探讨。30年来，随着国家的改革、开放，经济发展、节能减排和环境保

2、护，本行业也有了长足的进步。但是在供热体制改革，建筑节能和热计量收费的推广应用过程中，仍然存在着各种不同的争论。比如如何解决系统的水力平衡进而消除冷热不均？再如水力平衡与节能减排、计量收费到底有着什么样的因果关系？就是其中的一个重要的争论热点。为了进一步推动行业的技术进步，有必要在新的形势下，就这一问题进行“老话新说“，以期达到更多的共识。1、推广热计量收费是消除冷热不均最有效的措施在二十世纪七十年代末，八十年代初，我们在研究供热系统水力工况的基础上，拓展研究了热力工况，并就水力工况与热力工况的相互关系给出了奠基性的结论：指出系统的水力不平衡，是导致系统冷热不均的重要原因；

3、并就国内长期推行的“大流量、小温差”运行方式从理论上进行了深入的利弊分析，明确指出“大流量、小温差”运行方式虽然能自动消除系统的冷热不均，但这是一种大投入、高能耗、低产出因而是落后的运行方式。上述结论在我的《供热系统运行调节与控制》[1]这本书中，有详细的论述。在[1][2]文献中，对水力不平衡引起的冷热不均，进而造成的能量浪费，进行了数量分析：一般情况下，能量浪费20-30%；如果采用“大流量、小温差”运行方式，既加大循环水泵又增加锅炉台数提高供水温度，则能量浪费可能达到40-50%。至今业内有人仍然不承认系统冷热不均会7造成能量浪费；有的虽然承认，但往往把这部分能量的浪

4、费，统计到管网的散热损失中。这是理念上的错误。我们应该明白，冷热不均、大流量运行，实际上是造成二种能量的浪费：一部分是热量浪费、一部分是电量浪费。热量浪费是由于系统近端热用户室温过热，通过开窗户等方式浪费掉的，所以把这部分热量算在管网损失里边是没有道理的。关于电量的浪费，这是由于加大循环水泵增加的电功率造成的，跟管网热损失同样没有关系。在正常情况下，如按照传统方法设计循环水泵，则水泵电耗约占供热系统总能耗的1%左右，如果采用大流量运行方式，当实际循环流量为设计循环流量的1.5倍以内时，系统能耗则要占到2-3%，如果循环流量再增大，则电耗占系统能耗的比例将达到很不合理的程度。

5、分析能量浪费的原因，目的是为了了解节能的潜力和提出节能的措施。就本行业而言，在建筑节能上，主要应该抓好三方面的技术措施：一是在满足人们的基本需求下，尽量减少能耗，具体措施是改善建筑物围护结构的保温性能，进行分阶段变室温控制，实现最低的冷热负荷供给；二是尽量利用（供热）、减少（制冷）自由热（太阳能、家用电器、照明等），防止有用能的浪费；三是提高供热、空调系统的能效。前二条技术措施，有明显的节能效果，但不会提高系统能效。在第三条的提高系统能效方面，目前人们对冷、热源的能效的提高，管网热损失的降低，都有比较明确的努力目标，唯独对系统的水力失调、冷热不均的克服，缺乏统一认识。当前对

6、计量收费究竟节不节能的争论，就说明这一点。我坚持认为，推广计量收费是一项建筑节能的重要举措。计量收费，除了利用自由热和调动热用户的行为节能外，最主要的功能是解决了系统的水力平衡，节约了因冷热不均引起的热量浪费，提高了系统能效。有人认为上述节能只是附带效果，计量收费本身不节能。我不能赞同这样的看法。我认为，“计量收费”应该包含完整的技术内容，不能只片面地理解为安装热表。因为热计量收费是供热商品化实现公平交易的一个重要方式，因此，谁受热谁交钱和谁交钱谁享受必须皆得，也就是说，供热作为商品，一定要追求“价廉物美”，实现热价合理，供热效果好。为此，推广计量收费，必须同时即安装热表又

7、安装调节装置，这是一对双胞胎，绝不能偏废。而安装调节装置，就是为了提高系统的可调性，实现水力平衡，消除冷热不均，改善供热效果。从节能的意义上讲，就是为了消除因冷热不均带来的热量浪费，进而提高系统能效20-30%，这是相当可观的节能潜力，绝对不能忽视。这些年来，从国家的有关文件和计量收费的技术规程都可以看出，在规定计量措施的同时，都明确规定了系统的调节措施，其意义就在这里。多年的实践也证明，凡是计量与调节皆顾的，推广效果都比较好；凡是只注意计量不注意调节的，都走了弯路。这些经验、教训应该很好记取。我们不是常常期盼有消