某热水采暖上供上回式垂直双管系统的改造及其反思北京市建筑设计研究院张锡虎梁晶葛昕总参工程兵第四设计研究院刘露提要本文介绍了某热水采暖上供上回式垂直双管系统的设计和实际运行过程发生的问题，在分析了产生问题原因的基础上，提出了若干个解决办法和实施方案，经采用其中便于实施的方案进行改造以后，取得了预期效果，通过反思得到了一些可供设计借鉴的经验。关键词热水采暖上分式垂直双管系统改造反思1工程概况北京地区某综合商业楼，建筑面积约14500㎡，地上四层，首层和二层临街为对外营业的商户，三层和四层为众多公司的营业用房。设计采暖负荷1077kW，额定流量37m3/h，处于集中供暖管网某一环路的末端，系统入口外网供回水压差约为2m水柱。该工程于2000年设计，受工程条件所限，采用了上供上回式垂直双管系统形式，供、回水干管设置在四层顶板下的吊顶内。系统型式如图1。图1采暖系统示意图建成以后运行初期，就出现比较严重的垂直水力失调，表现为四层和三层的散热器热，二层特别是一层基本上不热。经仔细调节，即关小四层和三层散热器1支管上的阀门开度，情况有所改善。但是，在商户入住、自行进行精细装修过程中对采暖系统进行装饰性包覆，并作了局部改动，特别是改变了散热器支管阀门调节后的开度，又回复到严重的垂直水力失调状态。但由于干管、立管和散热器几乎全部被包覆，十分难以进行调节和检修。2004年，当地供热部门曾经在楼外增设加压泵站进行加压以增加流量，虽略有效果，但由于影响附近其他住宅采暖系统而无法运行，改造未获成功。2006年初，我们接受委托对该工程进行了改造设计，经实际运行检验证明，改造获得了成功。2故障原因分析这是垂直双管系统比较典型的垂直水力失调。主要原因是：（1）立管沿垂直方向各散热器环路，即使不考虑自然作用压力，也不能满足《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）4.8.6条关于“各并联环路之间的计算压力损失相对差额不应大于15％”的水力平衡要求。以比较典型的24#立管（附图2）为例，计算压力损失如表1。图2该工程的24#立管表1各散热器环路之间的计算压力损失相对差额2所在部位许用压差散热器环路计算压力损失剩余压差四层散热器环路485.2Pa68.3Pa416.9Pa三层散热器环路286.0Pa38.0Pa248.0Pa二层散热器环路146,8Pa54.2Pa92.6Pa首层散热器环路146,2Pa0（2）《采暖通风与空气调节设计规范》4.8.9条还规定：机械循环系统双管热水采暖系统和分层布置的水平单管热水采暖系统，应考虑水在散热器和管道中冷却而产生的自然作用压力的影响采取相应的技术措施。根据设计热媒参数95/70℃计算，供、回水立管的自然作用压力值Δγ·h＝15.83mm水柱/m＝155.8Pa/m，取其2/3，Δγ·h≌100Pa/m。楼层平均高度按照3.6m计算，每一楼层的自然作用压力值为360Pa。以首层散热器中心为计算基准线，水力平衡状态如表2。表2各散热器环路计及自然作用压力后的剩余压差所在部位许用压差＋自然作用压力散热器环路计算压力损失剩余压差四层散热器环路485.2＋1080=1565.2Pa68.3Pa1496.9Pa三层散热器环路286.0＋720=1006.0Pa38Pa968.0Pa二层散热器环路146.8＋360=506.8Pa54.2Pa452.6Pa首层散热器环路146.8Pa0（3）增大散热器环路支管的计算压力损失，有利于各散热器环路之间的水力平衡虽然采用了阻力相对较大的截止阀，但由于管径为DN20mm，散热器环路的阻力损失仍然较小。最大的一个散热器环路（包括散热器、连接支管和两个截止阀）的计算压力损失，仅占立管总计算压力损失的6.9％。而实际上安装的是普通的闸阀。（4）当采用下分式（下供下回）垂直双管系统形式时，各层散热器环路之间计算压力损失相对差额，有条件采用自然作用压力加以抵消。而上供上回式垂直双管系统，各层散热器环路计算压力损失相对差额与自然作用压力是叠加的。例如：在经过首层散热器环路与经过四层散热器环路的并联点（即附图2中之2和2＇），经四层散热器环路的计算压力损失，比经首层散热器环路小了416.9Pa，而又多得到了1080Pa的自然作用压力，这样，四层散热器环路的剩余压差达到1565.2Pa，是其环路计算压力损失的22.9倍，必然会造成严重的水力失调。33改造方...
