常见壁挂炉采暖、热水系统错误 5： 没有基本的水力平衡措施
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上周实在太忙了，一周没有写文章，这周不能再拖更了。 欧洲疫情措施全面取消，总部的同事们扎堆拉我开会，基本每天一个电话会，每个会都要提前准备，因此没有时间写文章。
前言
上次我们聊到了死守等管长敷设这个问题，这就直接带出了我们本篇文章所说的常见错误：没有基本的水力平衡措施。从表象上说，系统水力失衡最常见的表现就是：系统的不同区域出现冷热不均，但是这里首先要强调的是，以我个人的经验，在我们日常工作中碰到的系统出现冷热不均的现象，有很大比例严格意义上并非水力失衡造成的，而是另一个常见错误：不进行基本的水力计算，说大白话就是管道或者水泵选型错误造成的。 我们放在下一篇讲。 这一篇，我们先讲严格意义上的水力平衡问题。
错误描述
未能向目标供暖区域提供其所需要的流量及资用压差
错误分析
水力平衡问题的根源来自三个主要方面：
- 首先就是到达每个供暖区域的回路，管道长度是不一样的，对资用压差的要求也是不一样的。 这一点大家基本都意识到。
- 另外，每个供暖区域，其需要的采暖负荷是不一样的，也就造成其要求的流量时不一样的，那怕到达两个区域的管路长度是一样的，但是由于其采暖负荷要求不同，流量要求也就不同。这一点很多朋友忽视了，同样也是我们在第四篇中谈到的等管长敷设方式为什么不能完全解决水力平衡问题的原因。
- 最后一点，如果采取了分室温控，就是每个采暖末端或者采暖区域，对于流量的需求是动态的，从而导致了其所需要的资用压差是动态的，而且会使整个系统的压降分布处于动态变化中。 例如：采用了分室温控的散热器系统，散热器恒温阀会随室温变化降低散热器流量。 采用了传统通断式热点驱动器的分室温控地暖系统，地暖回路会被温控器控制开启或者关闭，自身的流量会在0或者某值之间切换。而整个系统的流量也会变化，造成系统压差分布的变化。
错误危害
分析清楚了来源，那么我们就更容易得出了这类错误的危害。
- 首先是大家最直观能感受到的冷热不均，也就是有些房间的供热效果很差，这个往往是大家对于水力平衡问题最直接的感受。 但是忽略水力平衡问题的危害绝不仅仅局限于冷热不均。
- 其次，当有冷热不均发生的，有冷的房间，就必然有过热的房间，过热的房间会从两个方面带来能耗的增加：一个是房间温度高了，就必然对外散热量更大，系统能耗更高。 另外房间过热，也就往往意味着这些房间的水流量大于实际所需，流经该房间的水没有被充分降温，以较高的温度回到主机，而对于锅炉、热泵，回水温度过高，都意味着主机能效的降低，从而导致整个系统的能耗升高。
- 注意对于地暖和散热器等末端，其散热特性决定了流量即使增加很大，其散热量也不会显著增加，所以过热的房间中的温控装置并不会更快地关闭，因此其他流量不足的房间还是需要等待，这造成了水力失衡衡的第三个危害：整个系统和所有房间到达设定温度的时间过长，也就是我们所说的系统启动时间过长。 这一点同样说明了自动温控并不能完全替代水力平衡措施
- 第四点，如果由于水力失衡问题或者是水泵选型问题 （过大的水泵选型，这个我会专门写一篇文章），某些房间的采暖回路承受了过大的压差时，就会出现管道的水流噪声以及阀门噪声问题（散热器恒温阀、地暖分集水器阀芯）。而且这些噪声问题在只有部分房间开启（用户主动关闭部分房间采暖或者部分房间已经到达设定温度，温控器自动关闭这些房间采暖回路）的时候，会更加恶化。
- 还有一些水泵功耗等等附加问题，也是水力平衡造成的，对于燃气壁挂炉采暖系统相对而言比较轻，就不展开讲了。
解决办法
水力失衡的危害这么多，那怎么办呢？很多朋友会说，鸟叔，你怕不是想卖平衡阀吧！难道要我们像老外一样，系统上遍布平衡阀？虽然鸟叔和水力平衡这个行业有多年的缘分，但是对于小型燃气壁挂炉采暖、热水系统来说，我们还是要抓住主要矛盾看问题，采取合理和适用的解决方法。
首先对于所有大小的系统，基本的水力计算：管道口径和水泵选型，是基础，这些基础性的东西出了问题，会表现为水力失衡的假象，后面水力平衡措施做得再好，也不起作用。
其次， 对于所有的采暖系统而言，房间与房间之间的水力平衡问题是共同的，那我个人更推荐在应对房间与房间之间的水力平衡问题时，采用带有阻力预设定功能的散热器恒温阀、分集水器。这样可以从根本上解决房间与房间之间的水力平衡问题。 其他可能的常见技术手段：主管道的同程式布置、散热器系统中的章鱼式系统、甚至我们上一篇问题中谈到的等管长敷设，都能解决一部分的房间与房间水力平衡问题，但不彻底。
那么对于小系统而言，解决了房间与房间之间的水力平衡问题，我们基本就解决了整个系统的问题。
那么对更大一点的系统，不仅有房间与房间之间的水力平衡问题，也会出现区域与区域，或者层与层之间的水力平衡问题，例如：大平层、别墅等更大体量的系统。 对于我们的壁挂炉采暖热水系统，在我们现有的技术条件下，我更推荐一些相对简单并且易实施的技术措施：
- “拆分”：分区（层）设置二次泵，或者分区（层）设置混水中心。 例如，大平层中，动区设置一组混水中心，精确设置一组混水中心；大别墅中，地下室和首层设置一台二级泵，而二层、单层合设一台二级泵。 具体分区和分层方法可以根据具体案例的建筑条件和功能分区进行具体分析和设置。
- “缩短”：尽量缩短主管道的长度，以减少分区（层）之间由于主管道长度差异造成区（层）之间的阻力差
- “放大”：适当放大主管道的管径，减少主管道阻力在整个采暖系统阻力中所占份额和权重。具体的细节，我们可以留待水力计算相关文章去讨论。
- “增大”：适当增大每个回路末端部分的阻力，增加每个回路自有管路部分的阻力在整个采暖系统阻力中所占的份额和权重。 例如：每个分区的支路，适当增大阻力。
如果系统的体量更大，超大别墅或者轻商用项目，以上的技术措施如果不够用的情况下，可以考虑采用加装水力平衡阀门来解决水力平衡问题。
还有一些动态的水力平衡问题，例如部分负荷时候的噪声问题，可以采用变频泵、联动控制、压差旁通等技术手段来解决。 这部分我们留在后面关于水泵问题的常见错误时来解决。
后记
当我们这一系列的文章，逐渐展开的时候，大家有没有发现，壁挂炉采暖和热水系统中的很多问题是互相交织在一起和互相牵连的，同一个表征，可能是很多不同原因单独或者共同造成的，解决某一问题，同样需要从不同方面去入手。 这就是系统这一词的含义：我们的系统不是简单的主机与材料的堆砌，背后不仅包含系统中不同产品的协同，也包含着我们作为专业技术人员对系统的理解与集成工作，希望有一天，我们的消费者与从业者都能认识到除了主机与材料，其他的部分也是有着巨大价值的。
好了，这就是关于壁挂炉采暖、热水系统中的水力平衡问题，受限于篇幅，很多问题并没有展开分析。 如果有朋友对这篇文字中涉及的问题感兴趣，可以评论区联系我，如果是典型性的问题，我可以在后期的其他文章中进行补充。
