引言
计量供热的实现要求对系统形式进行变革,相应的水力计算方法也与传统系统略有不同;散热器恒温阀、压差控制器等设备的引入加大了设计人员的设计工作量;与传统的采暖系统相比,新双管系统是适合于计量供热的主要系统形式,但管路平衡和计算工作量比传统单管系统大得多,给设计工作增加了难度;同时,原有的采暖系统水力计算软件也已不能适应计量供热系统设计的需求。作者对适合于计量供热系统的水力计算方法进行了较深入的研究，针对单管跨越式、垂直双管和新双管（双-双管）三种系统形式，利用可视化软件开发工具Visual Basic编制了水力计算程序，希望能为计量供热的系统设计提供参考依据。
数学模型
1．各管段阻力损失的计算
本程序参考有关设计手册建立了局部阻力管件的数据库。程序在初始条件输入时，要求用户选择各管段存在的局部阻力管件名称及相应的数目，程序在水力计算的过程中通过调用数据库查询的子程序可得到各局部阻力管件的局部阻力系数ζ值，结合相对应的管件数目，计算出管段决的局部阻力系数。
2．平均比摩阻的确定
最不利环路的平均比摩阻为：
传统的热水采暖系统α一般取0.5，适合计量供热的采暖系统由于加入了一些高阻力的管件和阀门，与传统的采暖系统有所不同。适合计量供热的采暖系统最不利环路的散热器恒温阀压降一般为500Pa（多层建筑），传统计量供热总压降一般为10000～20000Pa，若按20000 Pa计，加上恒温阀压降则系统总压降为25000 Pa（只计算系统的室内部分），其中沿程压力损失应为20000×0.5=10000 P，则沿程损失占总压力损失的估计百分数应为10000/25000=0.4。
图1
对于垂直双管式系统，上层散热器管路通过与下一层散热器管路的平衡关系确定该管路的资用压力，得到管路的平均比摩阻，进而确定管路的管径。图1是上下两层散热器管路示意图，A-B-D和A-C-D为并联管路，管路A-B-D可通过与管路A-C-D的平衡关系进行水力计算确定管径。下面 来估算管路A-B-D沿程损失占管路压力总损失的百分数。管路的沿程比摩阻按照经济比摩阻90Pa/m进行估算，则管路A-B-D总阻力损失为（3+5）×90=720Pa，传统采暖系统中α按0.5取值。这里局部阻力（不计散热器恒温阀的阻力）按照传统采暖系统的方法来估算，等于沿程阻力，也为720Pa，散热器恒温阀压降按照5000Pa估算，则管路A-B-D的总阻力损失为6440Pa，散热器恒温阀压降按分数为720/6440=0.112。由此可见，α的值依具体情况是变化的。初始条件输入过程若用户已输入了资用压力，软件计算时α取0.4，按式（12）计算出最不利环路的平均比摩阻；各个小环路根据平衡确定管径时，先不计入恒温阀的阻力α取0.5按式（12）计算平均比摩阻，管径平衡计算后再计入恒温阀的阻力。若发现用户没有输入资用压力的数值，则软件默认平均比摩阻为经济比摩阻60～120Pa/m。
3．重力循环作用压力的计算
热水计量供热循环作用压力的大小，取决于：机械循环提供的作用压力，水在散热器内冷却所产生的作用压力和水在循环环路中因管路散热而产生的附加作用压力。机械循环系统中，水在循环环路中冷却产生的附加作用压力，占机械循环总循环压力的比例很小，在进行系统总资用压力计算时可忽略不计。
对机械循环双管系统，水在各层散热器冷却所形成自然循环作用压力不相等，在进行各立管散热器的并联环路水力计算时，应计算在内。自然循环作用压力的计算公式为：
对于双管系统，通过上层散热器环路的作用压力比通过底层散热器的大，其相邻两层重力循环作用压力的差值为。
4．散热器恒温调节阀Kv值的计算
Kv值是散热器恒温阀选型的依据：
用于双管系统的散热器恒温阀具有高阻力的特性，用于单管系统的散热器恒温阀阻力系数也比普通阀门高。恒温阀的设计压降临恒温阀选型的重要因素，它的高与低直接影响着采暖系统的运行工况及其经济性。取值过高，除增加循环水泵能耗外，在无压差控制的情况下，还有出现噪声的危险，而且由于此时预设值过小易发生堵塞现象。相反，取值过低，会降低恒温阀的阀权度，同时也不利于克服高层建筑的垂直失调。丹麦Danfoss公司用于双管系统的散热器恒温阀产品样本上建立恒温阀压降取0.1～0.3bar
