提出的问题是典型的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，本人借鉴于一个与您提出的相类似的一个散热器供暖系统，也是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，也出现垂直水力失调问题。系统形式如图1。
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。

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问题，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，又恢复到严重的垂直水力失调状态。

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》（GB 50019-2003）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。

（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。

（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1080Pa的自然作用压力，这样，四层散热器环路的许用压差达到了1565.2Pa，剩余压差达到了1496.9Pa，许用压差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。

改造方案：

根据现场实际条件，我们共提出了以下两种改造方案：

（1）干管系统可以基本不变动，调整各层连接散热器支管和阀门的直径，旨在减少上层散热器环路过多的剩余压差，相应增加下层散热器环路的流量。

对本工程多数采用DN25mm立管和DN20mm散热器支管的立管，按照计算压力损失相对差额和自然作用压力综合影响，采用不等温降方法计算，立管总流量在各层之间的概略分配比例，如表3。

如果将各层连接散热器支管和阀门的直径做如下改造，立管总流量在各层之间的概略分配比例变化将对平衡较为有利，如表4。

如果再能将一至四层散热器供水支管闸阀，更换为高阻力的自力式温控阀，将会得到更好的效果。

（2）各层连接散热器支管和阀门基本不变动，在首层顶板下增设回水水平干管，将首层（及二层）不热的散热器回水管，改为连接于该回水水平干管上，如图3。

（1）上供上回式垂直双管系统，由于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，存在先天性的水力失衡不利条件，应该尽量避免在多于一层的建筑中采用。

（2）如果一定需要采用上供上回式垂直双管系统，应该进行仔细的水力平衡计算，并采取防止垂直水力失调的可靠技术措施。

（3）上供上回式垂直双管系统的立管底部，容易积存污物造成阻塞，在管道被建筑装饰所覆盖隐蔽的条件下，很难进行冲洗排除。

（4）采暖系统的设计，不仅要进行干管环路和立管之间的水力平衡计算，对于垂直双管系统，更重要的还应该进行同一立管各层散热器环路之间的水力平衡计算。