分户供暖系统平均比摩阻的合理选用
供热考试2
供热知识考试卷( 1)岗位姓名分数一、填空 (每小题 2 分，共计 20 分)1、在整个采暖季节，系统流量维持设计( )不变，随着室外温度的变化，只调节( )温度的高低，称做集中质调节。
2、室内工作区的温度是指距地面( )高度范围内的温度。
3、供热管道的连接方式有 ( ) 、( )和 ( ) 。
4、供热管道的敷设方式有 ( ) 、( ) 和 ( ) 三种。
5、室内机械循环热水采暖系统水力计算的经济比摩阻为 ( ) 。
6、分户热计量供热系统热负荷计算时应考虑 ( ) 。
7、循环水泵运行和停止时，压力保持不变的点称为( ) 。
8、采暖系统由( ) 、( ) 和( ) 组成9、设计采暖系统时，系统的最高点应设 ( ) ，最低点应设 ( ) 。
10 、水力稳定性是指其他用户流量改变时，保持本身 ( ) 不变的特性。
二、选择题 (3x6=18 分)1、低温热水采暖系统是指供水温度为( )的采暖系统。
A、≥100℃；B、≤100℃；C、＜100℃。
2、下列室内采暖管道，可以采用焊接连接的有( )的管道。
A、≤DN32；B、≥DN32；C、＞DN32。
3、单层外门的外门开启附加率( )双层外门的外门附加率。
A、大于；B、小于；C、等于；D、无法判断。
4、通行地沟净高为( ) 。
A、1.8m；B、1.4m；C、1.2m；D、0.5m5、按地带法计算地面传热系数时，地带的划分是按建筑物 ( ) 进行划分的。
A、内表面向里 2 米；B、建筑轴线向里 2.5 米；C、外表面向里 2 米；D、内表面向里 2.5 米6、组成地面的( )为保温材料时，该地面为保温地面。
A、所有材料；B、一层材料； C 、几层材料。
三、判断题： (2x6=12 分)1、室内工作区的温度是指距地面 4m 高度范围内的温度。
( )2、计算房间采暖热负荷时，凡高于 4m 的房间均须进行高度附加。
( )3、自然循环热水采暖系统供回干管坡度一般为 0.003 。
室内热水供暖系统的水力计算
确定立管1的管径
立管1与管段3~10并联。同理，资用压力
立管选用最小管径DN15*15。
计算结果，立管1总压力损失为3517pa。
不平衡率24.3%，超过允许值，剩余压头用立管阀门消除。
通过上述计算可以看出：
例题1与例题2的系统热负荷，立管数，热媒参数和供热半径都相同，机械循环系统的作用压力比重力循环系统大地多，系统的管径就细很多。
根据并联环路节点平衡原理（管段15，16与管段1，14为并联管路），通过第二层管段15，16的资用压力为
确定通过立管1第二层散热器环路中各管段的管径
求平均比摩阻
管段15，16的总长度为5，平均比摩阻为
根据同样方法，按15和16管段的流量G及Rpj，确定管段的d，将相应的R,v值列入表中。
根据各管段的热负荷，求接近Rpj的管径。 将查出的d,R,v,G值列入表中。
2
确定长度压力损失
01
将每一管段R与l相乘，列入水力计算表中
02
根据系统图中管路的实际情况，列出各管段局部阻力管件名称。利用附录表，将其阻力系数 记于表中，最后将各管段总局部阻力系数 列入表中。
由于机械循环系统供回水干管的R值选用较大，系统中各立管之间的并联环路压力平衡较难。例题2中，立管1，2，3的不平衡率都超过 ±15% 的允许值。在系统初调节和运行时，只能靠立管上的阀门进行调节，否则例题2的异程式系统必然回出现近热远冷的水平失调。如系统的作用半径较大，同时又采用异程式布置管道，则水平失调现象更难以避免。
进行第一种情况的水力计算时，可以预先求出最不利循环环路或分支环路的平均比摩阻 。
01
Pa/m
02
式中 ——最不利循环环路或分支环路的循环作用压力，Pa； ——最不利循环环路或分支环路的管路总长度，m； ——沿程损失约占总压力损失的估计百分数
供热工程结课知识点
1.供热工程的研究对象和主要目标：以热水和蒸汽作为热媒的建筑物供暖系统和集中供热系统2.冬季供暖通风系统的热负荷，建筑物或房间得失热量：3.室内计算温度：距地面2m以内人们活动地区的平均空气温度4.室外计算温度：5.冷风渗透耗热量计算：缝隙法、换气次数法、百分数法6.冷风侵入耗热量计算：外门基本耗热量乘以百分数(一道门的附加值比两道门的小,是因为一道外门的基本负荷大。
)7.散热器的基本要求：8.散热器散热面积的计算9.最小传热阻：a.维护结构内表面温度值满足内表面不结露要求b.室内空气温度与维护及结构内表面温度的温差满足卫视要求10.经济传热阻：在一个规定年限内，使建筑物的建造费用和经营费用之和最小的维护结构传热阻11.选择散热器的基本要求：a.热工性能方面的要求(传热系数K)；b.经济方面的要求(金属热强度q=K/G)；c.安装、使用和生产工艺方面的要求；d.卫生和美观方面的要求；e.使用寿命的要求12.常见散热器的形式：铸铁散热器(翼型散热器、柱形散热器)；钢制散热器(板型散热器、钢制柱形散热器)13.重力循环热水供暖系统的循环作用压力的大小，取决于水温(水的密度)在循环环路的变化状况。
循环作用的只有散热器中心之间这段高度的水柱密度差。
14.垂直失调：在供暖建筑物内，同一竖向的各层房间的室温不符合设计要求的温度，而出现上、下层冷热不均的现象。
【措施：采用不同管径使各层阻力达到平衡】15.水平失调：在远近立管处出现流量失调而引起在水平方向冷热不均的现象16.垂直式系统的形式：上供下回式；下供下回；中供式；下供上回式；混合式17.分户采暖18.分户采暖与传统采暖系统的区别主要是户内散热器具有可调性19.膨胀水箱的作用：a.贮存热水供暖系统加热的膨胀水量b.重力循环上供下回式系统中起着排气的作用c.恒定供暖系统压力d.补水20.膨胀水箱容积：21.分水器：将低温热水平稳的分开并导入每一路的地面辐射供暖所铺设的盘管内集水器：将散热后的每一路内的低温水汇集到一起22.为什么热水在室内供暖系统管路内的流动状态，几乎都是处在过渡区内：23.基尔霍夫流量定律：对于供暖系统，流入节点与流出节点的代数和为零基尔霍夫压降定律：对于供暖系统中的任一个回路，个管段的压降代数和为零24.与热水作为供热暖系统的热媒相对比，蒸汽哪些特点：a.相态发生了变化b.状态参数变化很大c.热媒温度高(节省散热设备面积，但散热器表面温度高，易烧烤积在散热器上的有机灰尘，产生异味，卫生条件差)d.比热容大(蒸汽管道中可采用高流速，减轻前后加热滞后的现象)e.比热容大，密度小，不会像热水供暖那样，产生很大水静压力25.按供汽压力大小，将蒸汽供暖分为三类：高压蒸汽供暖(供汽的表压力高于70kPa)、低压蒸汽供暖(供汽的表压力等于或低于70kPa)、真空蒸汽供暖(系统中的压力低于大气压) 26.干式凝水管：湿式凝水管：27.散热器入口阀门前的蒸汽剩余压力通常为1500~2000Pa：a.保证蒸汽流入散热器所需的压力损失b.靠蒸汽压力将散热器中的空气驱入凝水管28.水塞：落在管底的沿途凝水被高速蒸汽流掀起形成“水塞”水击：蒸汽供暖系统中，沿管壁凝结的沿途凝水可能被高速蒸汽裹带，形成随蒸汽流动的高速水滴；水塞随着蒸汽一起高速向下，在遭到阀门、拐弯或向上的管段等使流动方向改变时，水滴或水塞在高速下与管件或管子撞击，产生“水击”，出现噪声、振动或局部高压，严重时破坏管件接口的严密性和管路支架29.余压回水：靠疏水器后的余压输送凝水的方式30.疏水器：a.自动阻止蒸汽逸漏b.迅速排出用热设备及管道内的凝水c.排除系统中积留的空气和其他不凝性气体31.疏水器的选择计算：32.减压阀：通过调节阀孔大小，对蒸汽进行节流而达到减压的目的，并能自动地将阀后压力维持在一定的范围内。
浅析同程式供暖系统优缺点
浅析同程式供暖系统优缺点随着生活水平的提高，人们对生活质量也提出了更高的要求，室内环境就是非常重要的一项。
室内温度主要由空调和采暖系统进行控制。
摘要供暖系统水管的连接方式主要分为同程式系统和异程式系统，根据不同的建筑选择不同的连接方式以达到满足用户需求，造价经济的目的。
本文介绍了同程式供暖系统的优缺点。
同程式系统便与水力平衡，但是需要单独设置回程管，增加了投资，水力工况不稳定，当管路过长时还容易产生水力失调。
关键词同程式，采暖，阻力平衡，水力失调什么是同程式系统同程式系统是指经过每一个并联环路的管长基本相等，供水干管和回水干管内热媒的走向相同或者基本相同，也可以简单的理解为先供后回式。
如下图1所示，靠近热源的散热器A首先接受到供水，在散热器内发生热交换后由1管口流出，再与第二组散热器B中的回水（2管口流出）相汇合，以此类推，直到与最后一组散热器的回水相汇和后一同流回换热站。
图1同程式系统的优点有利于进行阻力平衡。
流体在管内流动时产生的局部阻力和沿程阻力是决定系统是否会发生水平失调的重要影响因素，在系统设计计算时，为使各末端设备达到预期的供暖效果，各并联环路的流量应满足设计要求，所以各并联环路的阻力也应尽量相等，不能超过一定的偏差，否则系统运行时将自动进行阻力平衡，使得管内流量无法达到设计要求，导致散热器无法达到预期得散热效果。
系统阻力是否平衡是评定设计合格与否的重要标准，在采暖系统设计中，要求各支路间的阻力差值控制在10%~25%之间，系统可以稳定运行。
沿程阻力是指流体介质在管内流动时，会与管壁产生摩擦，这部分能量损失被称为沿程阻力损失，沿程阻力损失与管段长度成正比。
由沿程阻力公式hf=λlv²/2gd （1）1.--管长1.--管径v---断面平均流速g---重力加速度λ---沿程阻力系数，也称达西系数，一般由实验测定。
可知沿程阻力与管长，管径、沿程阻力系数和断面流速有关，当在同一供暖系统内，同一管段内沿程阻力系数相同、管径相同、管长相同、断面平均流速也相同，根据同程式系统各并联环路的长度相等的特点，各环路所产生的沿程阻力损失基本相等。
供热工程-第四章 室内热水供暖系统的水力计算
2、室内热水供暖系统水力计算的方法 、
等温降法和不等温降法 等温降法就是采用相同的设计温降进行 水力计算的一种方法。 水力计算的一种方法。该方法认为双管系统 每组散热器的水温降相同，如低温双管热水 每组散热器的水温降相同， 供暖系统，每组散热器的水温降都为25度 供暖系统，每组散热器的水温降都为25度； 单管系统每根立管的供回水温降相同， 单管系统每根立管的供回水温降相同，如低 温单管热水供暖系统， 温单管热水供暖系统，每根立管的水温降都 为25度。在这个前提下计算各管段流量，进 度 在这个前提下计算各管段流量， 而确定各管段管径。此法简便、易于计算， 而确定各管段管径。此法简便、易于计算， 但不易使各并联环路阻力达到平衡， 但不易使各并联环路阻力达到平衡，运行时 易出现近热远冷的水平失调问题。 易出现近热远冷的水平失调问题。
r h 、 r g ——供水和回水密度， kg m 3 ——供水和回水密度 供水和回水密度，
D Pf
压力，Pa，注意： 压力，Pa，注意：通过不同立管和楼层的循环环路的附 是不相同的， 选定。 加作用压力 D P 是不相同的，应按附录 3-2 选定。
f
重力循环异程式双管系统的最不利循环环路是 通过最远立管底层散热器的循环环路， 通过最远立管底层散热器的循环环路，计算应由此 开始。 开始。 最不利环路是各并联环路中允许平均比摩组最 小的一个环路， 如图4-1重力循环异程式双管系统 重力循环异程式双管系统， 小的一个环路 ， 如图 重力循环异程式双管系统 ， 因所有立管上对应各层散热器的中心至锅炉中心的 垂直距离都相等， 垂直距离都相等，所以最不利环路就是环路总长度 最长的立管I的最底层散热器 的环路 的最底层散热器I 的环路。 最长的立管 的最底层散热器 l的环路。
供热工程练习题 - 答案
1、供热系统包括热源、供热热网和热用户三个基本组成部分。
2、在机械循环上供下回式水平敷设的供水干管应设沿水流方向上升的坡度，在供水干管末端的最高点处设集气罐来进行集中排气。
3、疏水器的作用是阻汽、排水。
4、一般情况下，室内热水采暖系统的流动状态几乎都是处于紊流过渡区区，室外热水的流动状态大多处于紊流粗糙区区。
5、集中供热系统各热用户用热系统的热负荷，按其性质可分为为季节性热负荷和常年性热负荷两大类。
6、常用的阀门有截止阀、闸阀、蝶阀、止回阀、手动调节阀、电磁阀。
7、疏水器根据作用原理不同可分为机械型疏水器、热动力型疏水器和热静力式疏水器。
8、我国《暖通规范》规定：供暖室外计算温度，应采用历年平均不保证____5___天的日平均温度。
9、热水供暖系统按系统循环动力的不同，可分为__自然__循环系统和__机械__循环系统。
10、温调式疏水器属热静力型疏水器，其动作部件是一个波纹管的__温度敏感元件__。
11、根据供热调节地点不同，可分为__集中调节___、__局部调节__和__个体调节__三种调节方式。
12、在管路的水力计算中，通常把管路中__流量__和__管径__都没有改变的一段管子称为一个计算管段。
13、为消除剩余压头，通常在用户引入口或热力站处安装_调压装置__。
14、供热管道附件是供热管道上的管件，如__阀门__、__补偿器__和__支座__等。
15．__热负荷延续时间图__是用来表示整个热源或用户系统热负荷随室外温度或时间变化的图。
16、常用的热水换热器有__壳管__式、__板__式、___容积式___式等。
17、室内工作区的温度是指距地面2米高度范围内的温度。
18、供热管道的敷设方式有架空、埋地、地沟三种。
19、循环水泵运行和停止时，压力保持不变的点称为定压点。
20、设计采暖系统时，系统的最高点应设排气装置，最低点应设泄水阀。
1、采暖：使室内获得热量并保持一定的室内温度，已达到适宜的生活条件或工作条件的技术。
浅谈供暖热网系统热力平衡调节
浅谈供暖热网系统热力平衡调节作者：白天宇来源：《南北桥》2022年第10期[ 作者简介 ]白天宇，男，北京人，北京市热力集团石景山分公司，大学本科，研究方向：供热。
[ 摘要 ]目前，大部分开发商在新建住宅区时，优先考虑的房屋供暖方式是水暖，因热水供暖的优势较多，可以将室内温度控制在较为均衡的状态，给住户提供舒适的居住体验，加之热水供暖的投资费用和管理费用比其他方式低，大多数住户能够接受。
但热水供暖在建设和使用期间，也存在着或大或小的问题，需要通过做好供暖热网系统热力平衡技术的调整，从根本上解决供暖的问题。
[ 关键词 ]供暖热网;水力失调;热力平衡中图分类号：TK12 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2022.10.060面对大部分民用供暖是以热水供暖的方式，供暖行业需要对其产生的问题做好观察和改造，充分做好供暖热网系统热力平衡技术的调整，使供暖热网系统在安全的前提下发挥作用。
同时保障住户及时享受应有的供暖服务，收取合理的供暖费用，进一步完善供暖热网系统[1]。
1 热水供暖存在的问题大部分使用热水供暖的是较为寒冷的地区，暖气设备受到天气因素的影响，在初冬开启时容易发生暖气片泄漏的情况，加之市面上的暖气片质量不一，一旦使用材质较差的暖气片，很大程度上会对住户造成热水浸泡风险，具有一定的危险性。
因此，在使用前要多方面检查供暖设备是否正常，只有做好室内供暖的安全防护措施，才能维持供暖热网系统热力平衡，让供暖系统能够安全稳定地运行[2]。
2 热水供暖的日常维护供暖热网系统在冬季使用期间，由于霜冻及大雪，会引起供暖管道冻裂的问题，在日常维护时应当对容易发生冻裂的管道加强保暖防护，安装管道除污器，定期清理管道内的污渍和废弃物残留，让暖气设备处于干净、无堵塞的状态。
因供暖管道中存在空气而导致形成气堵，影响水流正常循环，为保证供暖热网系统的正常使用，需要及时排掉管道中的空气[3]。
供热工程试题
1、高层建筑都要考虑由热压和风压引起的冷风渗透量。
2、围护结构附加耗热量包括风力附加、高度附加和朝向附加3、根据供热系统中散热给室内的方式不同，主要分为对流供暖和辐射供暖。
4、暖风机是由通风机和电动机及空气加热器组合而成的联合机组。
5、热水供暖系统按系统循环动力的不同，可分为自然循环系统和机械循环系统。
6、供暖系统的设计热负荷：指在设计室外温度下，为了达到要求的室内温度，供暖系统在单位时间内向建筑物供给的热量。
7、冷风渗透耗热量：在风力和热压造成的室内外压差作用下，室外的冷空气通过门、窗等缝隙渗入室内，被加热后逸出，把这部分空气从室外温度加热到室内温度所消耗的热量。
8、金属热强度：散热器内热媒平均温度与室内空气温度差为1°C时，每公斤质量散热器单位时间所散发的热量9、围护结构的最小传热阻：满足围护结构内表面不结露，以及内表面温度与室内空气之间的温差满足人的舒适和卫生要求的热阻。
10、采暖：使室内获得热量并保持一定的室内温度，以达到适宜的生活条件或工作条件的技术11、阐述散热器的布置原则：散热器一般布置在外墙的窗台下；两道外门之间，门斗及开启频繁的外门附近不宜设置散热器；设在楼梯间或其他有冻结危险地方的散热器，立、支管宜单独设置，且其上不允许安阀门；楼梯间布置散热器时，应尽量布置在底层或按一定比例分布在下部各层；散热器一般明装；托儿所以证，底部距地面不小于60mm，距窗台板不小50mm，背部与墙面净距不小于25mm。
12、阐述如何布置室内热水管路比较合理。
应根据建筑物的具体情况，如建筑物的外形、结构尺寸，与外网连接运行情况等因素来选择合理的布置方案，力求系统管道走向布置合理，节省管长管材，便于调节和排除空气，各并联环路的阻力易于平衡。
13、试述散热设备向房间传热的方式及具体的形式有哪些。
散热设备向房间传热的方式主要有下列三种状况；1）供暖系统的热媒（蒸汽或热水），通过散热设备的壁面，主要以对流散热方式（对流传热量大于辐射传热量）向房间传热。
城市供热的一些参考数据2011.03.25
DBJ01-602-97(50%)
新设计标准
1.07.2004(65%)
耗热量指标W/m2
31.7
25.3
20.6
14.7
耗煤指标kg/ m2/年
25.0
17.5
12.4
8.8
热耗热标GJ/ m2
0.7
0.5
0.4
0.4
锅炉效率
55%
60%
68%
68%
管网效率
85%
90%
90%
90%
2．采暖设计热负荷的调研
推荐值
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
47-53
51
64-73
70
33-44
40
45-61
55
（5）北京市不同供热形式建筑的热指标，见表7
表7不同供热形式建筑热指标
供热形式
采暖建筑物耗热量指标（w/m2）
采暖设计热指标（w/m2）
选用区间
推荐值
选用区间
推荐值
市政热力
21-47
34
28-65
事故工况下最低供热量保证率t＞-1040%，t＜-2065%
供热调节
对于有生活热水的供热系统，闭式供水温度不低于70℃，开式不低于60℃。
设计流量
一次水7-12t/万m2.h二次水间供25-30t/万m2.h混水30-35t/万m2.h
水力计量
主干线比摩阻30pa/m-70pa/m
支干线、支线
介质流速≯3.5m/s，支干线比摩阻≯300pa/m
3．4分户热计量
3．5热量表
供热系统的设计和调控
第四章供暖系统水力计算
Pa
式 中 ζ zh — — 段 折 局 阻 系 管 的 算 部 力 数 S —— 段 阻 特 数 简 阻 数 ， 管 的 力 性 （ 称 力 ） Pa/(kg/h) 2 , 它 数 表 当 段 量 = 1kg/h时 压 损 值 的 值 示 管 流 G 的 力 失 。
这种方法在单管顺流式系统水力计算时用。 3.当量长度法 3.当量长度法 基本原理是将管段的局部损失折合为沿程损失来计算。 2 2
（一）沿程损失 在管路的水力计算中， 在管路的水力计算中，把管路中水流量和管径都没有改变的一 段管子，称为一个计算管段． 段管子，称为一个计算管段．任何一个热水供暖系统都是由许多 串联与并联的计算管段组成．每米管长的沿程损失(也称为比摩阻， 串联与并联的计算管段组成．每米管长的沿程损失(也称为比摩阻， 比压降) 其值可用流体力学中的达西 比压降)。其值可用流体力学中的达西维斯巴赫公式进行计算 Pa／m Pa／ （4-1） λ ——管段的摩擦阻力系数； 式中 ——管段的摩擦阻力系数； d ——管道内径，m； ——管道内径， v ——热媒在管道内的流速，m/s； ——热媒在管道内的流速，m/s； ρ ——热媒的密度，kg／ ——热媒的密度，kg／m3。 值的确定： 1. λ值的确定： 摩擦阻力系数，取决于热媒在管道内的流动状态和管壁的粗糙程度， 摩擦阻力系数 ， 取决于热媒在管道内的流动状态和管壁的粗糙程度 ， 即 (Re， ε=K／ λ＝(Re，ε) ， Re = vd ，ε=K／d
d 2 R=
λ ρv2
ν
Re——雷诺数，流动状态的准则数，当Re<2320时，流动为层流流 Re——雷诺数，流动状态的准则数， Re<2320时 动，当Re＞2320时，流动为紊流流动； Re＞2320时 Μ——热媒的运动粘滞系数，㎡/s； ——热媒的运动粘滞系数， K ——管壁的当量绝对粗糙度； ——管壁的当量绝对粗糙度； ε——管壁的相对粗糙度；其它同前． ——管壁的相对粗糙度；其它同前．
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1 分户供暖系统平均比摩阻的合理选用 吉林建筑工程学院 王春青 冉春雨 韩在刚 摘要：分析了分户供暖系统中供回水温差、系统重力作用压头及户内总阻力损失对系统共用立管比摩阻选用的影响,运用基尔霍夫定律分析了下供下回异程式双立管供暖系统的水力平衡状况,得出了在没有平衡调节装置的情况下,合理选用共用立管的平均比摩阻的意义,通过计算确定了分户供暖系统共用立管设计比摩阻的影响因素和平均比摩阻的范围。 关键词:分户供暖；平均比摩阻；下供下回异程式系统；水力平衡；重力压头 0引言 分户计量供热系统在我国已实施多年，目前我国对新建住宅适合计量供热的室内采暖系统形式形成了共识，即新建住宅宜采用共用立管的分户水平式供暖系统。分户计量供暖系统可以看作是由传统垂直单管的供暖系统做90°旋转而得到的，但二者在设计、使用方式和运行上却有很大的差别，尤其是在立管及户内系统形式、设计参数选择等方面，有关新形式采暖系统尚缺乏较深入的分析与研究。设计人员在设计过程中，仅凭经验盲目依照手册上推荐的设计参数进行设计，增加了系统不平衡率，导致运行调试困难；盲目增设水力平衡元件，导致工程造价增加；增大水力平衡计算的工作量。针对上述情况，本文结合共用立管比摩阻的合理取值、系统重力作用压头影响及合理确定户内系统的总阻力损失，进行了较深入的分析计算以供设计人员参考。 1常用系统形式的推荐 分户计量供暖系统分为单元立管供暖系统和户内水平供暖系统2种。单元立管供暖系统有4种型式：上供下回同程式立管系统、上供上回异程式立管系统、下供下回异程式立管系统及下供下回同程式立管系统。户内水平供暖系统通常有4种型式：水平单管串联式系统、水平双管并联式系统、水平单管跨越式系统和水平网程式系统(即低温地面辐射供暖系统)。对单元立管供暖系统和户内水平供暖系统的型式进行组合，有16种供暖型式可适合分户计量供暖的要求。[1][2]在供暖设计时，考虑系统水平干管的安装要求和运行管理方便，通常采用下供下回式系统；考虑到自然重力压头作用与管网最不利环路阻力损失平衡，单元立管系统通常采用异程式立管系统[3][4]，考虑到户内系统的可调性与施工方便，户内供暖系统通常采用单管跨越式或低温地面辐射供暖系统[5]。 2 下供下回异程式双立管供暖系统水力平衡 2.1重力循环作用压力的影响 用于下供下回异程式立管供暖系统的各并联环路的水力不平衡主要是由于重力循环作用压力引起的，表1给出了不同供回水温度（包括传统散热器供暖系统和低温地板辐射供暖系统工程运行温度）下1 m高差的重力循环作用压力值(ΔPG)。可以看到，分户供暖系统设计过程中，不同工作温度的重力循环作用压力小于95/70℃传统散热器采暖方式的重力循环作用压力，所以它对共用立管水力平衡影响的程度会因为采暖供回水温度的不同而有所区别。 2.2下供下回异程式双立管供暖系统的水力平衡分析[6][7]
表1 不同供回水温度下1m高差产生的重力循环作用压力值 图1为下供下回异程式双立管供暖系统水力平衡分析简图，对于该系统，顶层用户环路是最远环路，首层用户环路为最近环路，其水力平衡是在水平分环不额外加设平衡手段(如静态平衡阀)时的水力平衡。基本判断标准是，在合理的管径匹配下，
供回水温度 （℃） 重力循环作用压力ΔPG（Pa•m-1） 50～40 40.2 55～45 44.1 60～50 48.0 80～60 111.7 85～60 142.1 95～70 155.8 2
首层与顶层水平分环系统的资用压差不平衡率≤15%，对这2个环路进行水力平衡计算，即得系统最大不平衡率表达方式为： { EMBED Equation.3 |1111max--nn-ΔPΔPΔPk
(2.1) 式中：为系统最大不平衡率；为第一层用户环路资用压头，Pa； 为顶层用户环路资用压头,Pa。 对这2个环路应用基尔霍夫第二定律： 第一层用户环路资用压头： （2.2） 顶层用户资用压头：
（2.3） 式中：为第一层户内系统资用压力，Pa；为共用供水立管总阻力损失，Pa；为共用回水立管总阻力损失，Pa；为顶层户内系统资用压力，Pa；为1m高程差产生的重力循环作用压力，Pa；为供水立管平均比摩阻，Pa/m；为回水立管平均比摩阻，Pa/m；h为层高，m；n为楼层数。 将式（2.2），式（2.3）代入式（2.1），整理得：
= （2.4） 分户采暖系统各层户内系统形式基本一致，资用压力基本相同，在正常运行前,对户内系统进行预调节，设，ΔPh为户内系统资用压头；同时设， R为立管平均比摩阻，Pa/m，则有： （2.5） 当主立管的阻力能够抵消由于温差、高差产生的重力循环作用压力时,kmax趋于0，最利于平衡。供暖期随着室外温度的变化，通过运行调节，供、回水温度都要变化,重力作用压头也会随之而变化。以质调节为例，供、回水温度差在最冷天最大，重力作用压头值也最大；相反，供暖初期或终期供、回水温度差最小，重力作用压头值也最小。在整个供暖期重力作用压头值是变化的，而设计所用的重力作用压头只能取一个定值。考虑供暖期室外温度延续时间的分布，采用供暖期室外平均温度下的重力作用压头作为设计值，即取自然作用压头的的2/3作为计算值[8]。 表2为假设楼层层高为2.9 m，户内资用压力为25 kPa，重力作用压头按工程中常见的供回水温度计算，即55℃/45℃(地板辐射采暖)、80℃/60℃、95℃/70℃时的不平衡率值（“系统高度”中括号内数值表示建筑层数）。对于不同供回水温度的供暖系统，参考表2的数值，立管的平均比摩阻较小时，由于户内资用压力ΔPh相对于立管的阻力损失较大，系统具有良好的水力平衡性。 2.3下供下回异程式双立管供暖系统共用立管平均比摩阻的取值 在95/70℃供回水温度下，重力循环作用压力值较大，适当增大立管平均比摩阻时，立管阻力增大，与重力循环作用压力相互抵消，系统的平衡性较好[9]。 但在低温水采暖系统中，重力循环作用压力仅为95/70℃供回水温度下的25%~30%，系统平衡受影响的程度大为不同，所以平均比摩阻的范围也有变化。 由表2可以看出,立管平均比摩阻如取为30 Pa/m,立管阻力和重力循环作用压力可以近似抵消，首层与最不利环路间不平衡率较小，如果平均比摩阻取较大数值，系统的不平衡率变化较大，虽然控制在15%以内，但平衡效果并不理想，如果将平均比摩阻值继续扩大，立管的平衡率将超出规定范围，所以在低温水系统中，立管的平均比摩阻不能按照散热器采暖方式推荐的60~120 Pa/m的经济比摩阻取值。
图1为下供下回异程式双立管供暖系统水力平衡分析简图 3
另外，随着户内资用压力的提高，不平衡率减小，即在较大的户内阻力下，系统有较好的平衡性。因此适当加大分环阻力对改善水力平衡、加强水力稳定性有利。传统的双管系统很难满足系统高阻力的要求，而共用立管的水平分环系统由于增加了锁闭阀、热量表、过滤器、温控阀等高阻力原件，较易实现较高的分环阻力。不过，由于管径规格的限制，不能无限制提高户内阻力，一般户内阻力损失不超过30 kPa。
表2 不同比摩阻、重力作用压力、高度的不平衡率 比摩阻 R(Pa/m) 重力压头 ΔPG（Pa/m） 系统高度 H（m） 不平衡率 kmax（%） 比摩阻 R（Pa/m） 重力压头 ΔPG（Pa/m） 系统高度 H（m） 不平衡率 kmax（%）
30 44.1 20.3(7) 2.48 40 44.1 20.3(7) 4.10 34.8（12） 4.26 34.8（12） 7.04 46.4（16） 5.68 46.4（16） 9.39 111.7 20.3(7) -1.18 111.7 20.3(7) 0.45 34.8（12） -2.02 34.8（12） 0.77 46.4（16） -2.69 46.4（16） 1.02
155.8 20.3(7) -3.56 155.8 20.3(7) -1.94 34.8（12） -6.11 34.8（12） -3.33 46.4（16） -8.15 46.4（16） -4.44
50 44.1 20.3(7) 5.73 60 44.1 20.3(7) 7.34 34.8（12） 9.83 34.8（12） 12.61 46.4（16） 13.1 46.4（16） 16.81 111.7 20.3(7) 2.07 111.7 20.3(7) 3.69 34.8（12） 3.55 34.8（12） 6.33 46.4（16） 4.73 46.4（16） 8.44
155.8 20.3(7) -0.32 155.8 20.3(7) 1.31 34.8（12） -0.54 34.8（12） 2.24 46.4（16） -0.72 46.4（16） 2.99
3 结论 3．1下供下回异程式双立管供暖系统有利于利用管路系统阻力损失平衡因重力作用压头产生的影响。相应系统不平衡率较低，在系统承压能力范围内（<50mH2O），[10]随系统高度增加最大不平衡率随之增加，但均可以满足系统平衡要求。 3．2供暖热水参数，对系统的水力平衡有很大影响，它决定了立管各层重力水头的大小。对于传统的采用较高供回水温度（95℃/70℃、80℃/60℃，温差为25℃和20℃）的散热器采暖系统比低温地板辐射供暖系统（55℃/45℃，温差为10℃）的最大不平衡率普遍偏小。 3．3共用立管的比摩阻取值范围因供回水温差而不同。对于供回水温差较低的低温地板辐射供暖系统共用立管的最大不平衡率随平均比摩阻取值增大而增大，立管的平均比摩阻不能按照散热器采暖方式推荐的60~120 Pa/m范围选取，推荐平均比摩阻值范围为20~50 Pa/m。对传统采用较大温差的散热器采暖系统推荐平均比摩阻值范围为40~60 Pa/m，并应根据户内系统阻力损失按比例选取，对较高层建筑而言户内系统阻力损失应取较高值。 3．4户内阻力损失宜取20~30 kPa，不宜低于20 kPa，不满足时应附加阻力装置。因为较大的分环阻力不仅对改善水力平衡、加强水力稳定性有利，也对削弱重力水头的影响有利。传统的双管系统显然很难满足分环系统高阻力的要求，而共用立管的水平分环系统较易实现较高的户内阻力值。 不过有一点值得注意：户内阻力损失值的确定与户内系统的管径选择有直接关系，以往户内系统管径确定是以平均比摩阻60~120 Pa/m为依据的，但以此为依据确定的系统管径规格，无法保证理想的户内阻力损失值，除非附加阻力装置，否则户内阻力损失值过小，而且过小的比摩阻取值也给室内管道系