1、浅谈水力平衡在暖通系统中的重要性【摘要】本文从水利平衡的基本理念入手，进而分析了暖通空调水力失衡的原因，在此基础上进一步论述了定流量系统水力平衡，以及变流量系统的全面水力平衡的要点，最后，本文阐述了变流量系统设计,阀门选用和试运行，以期能够保证暖通空调系统中的水力平衡。 【关键词】水力平衡；暖通空调 中图分类号： TK7 文献标识码： A 一、前言 暖通空调中的水力平衡关乎暖通空调系统的运行质量和用户的使用效果，一旦水力失衡，暖通空调系统就会引发各种问题，因此，必须重视水力平衡在暖通空调中的重要性。 二、水力平衡概述 1、静态水力失调和静态水力平衡由于设计、施工、设备材料等原因导致的系统管道特
2、性阻力数比值与设计要求的管道特性阻力数比值不一致,从而使系统各用户的实际流量与设计要求的流量不一致引起的水力失调,叫做静态水力失调。静态水力失调是稳态的、根本性的,是系统本身所固有的。通过增设静态水力平衡设备,在水系统初调试时对系统管道特性阻力数比值进行调节,使其与设计要求的管道特性阻力数比值一致,从而使系统总流量达到设计总流量,同时使各末端设备流量达到设计流量,可以实现静态水力平衡。2、动态水力失调和动态水力平衡系统实际运行过程中当某些末端阀门开度改变引起水流量变化时,系统的压力产生波动,其他末端的流量也随之发生改变,偏离末端要求流量,引起水力失调,这种水力失调叫做动态水力失调。动态水力失调
3、是动态的、变化的,它不是系统本身所固有的,是在系统运行过程中产生的。在管道系统中增设动态水力平衡设备,利用其屏蔽作用使末端设备流量在用户阀门开度改变时互不干扰,可以实现动态水力平衡。 三、暖通空调系统水力失衡原因分析 通常产生水力失衡的客观原因有如下几个方面： 1、建筑物水力平衡测试是十分必要的，但在实际的操作中，很多建筑都没有进行科学的水力平衡调试，使得暖通空调系统设计值不能自动符合不同用户的不同需求值。 2、管网是影响水力平衡的重要因素，如果管道设计的不合理，不科学，甚至出现管道堵塞等，这就极大的增加了系统阻力，进而导致水力失衡。 3、循环水泵选择不当，流量、压头过大或过小，都会使工作点偏
4、离设计工况点太多而导致水力失衡。 4、在相同的体系中，用户来量的变化，需要对流量进行重新分配，而分配的滞后性会造成水力失衡。 5、在我国，大多数的传统建筑都没有调节设备装置，业主无法自行调节流量，从而导致水力失衡。 6、暖通系统不能合理的分配流量，为了解决部分用户的问题而调节水循环量，这样就增加了系统受力设备的负担，最终导致水力失衡。 7、在实际的使用中，出现问题后，随意的变动管网，阀门等，这些不科学的调节都会导致水力失衡。 四、定流量系统水力平衡分析 定流量水力平衡系统是暖通空调设计中常见的水力系统，在运行过程中系统各处的流量基本保持不变。常用的主要有以下几种形式： 1、完全定流量系统 完全
5、定流量系统是指系统中不含任何动态阀门，系统在初调试完成后阀门开度无须作任何变动，系统各处流量始终保持恒定。完全定流量系统主要适用于末端设备无须通过流量来进行调节的系统，如末端风机盘管采用三速开关调节风速和采用变风量空气处理机组的空调系统以及系统要求较低、只需气候补偿器调节供暖水温即可满足基本需要的供暖系统等。 完全定流量系统只存在静态水力失调，不存在动态水力失调，因此只需在相关部位安装静态水力平衡设备即可。通常在系统机房集水器上安装水力平衡阀；对于空调水系统，可以在建筑物各层水平回水管上安装水力平衡阀。对于某些系统，虽然也不包含任何动态阀门，但由于无法通过其它非流量手段进行调节，因此在实际运行
6、中用户会因为房间过冷或过热而改变阀门开度从而改变流量，因此可以认为这种系统介于定流量和变流量之间。 2、单管串联（带旁通管）供暖系统 单管串联供暖系统包括垂直双管水平单管串联系统以及垂直单管系统等。这种系统主管的流量基本不变，因此是定流量系统。以前者为例，来说明实现系统水力平衡的方式。 这种系统主要存在静态水力失调，在水平分支管上由于三通或二通温控阀的调节作用而存在一定的动态水力失调。因此只需在相关部位增设相关的水力平衡设备即可使系统保持水力平衡。具体如下： （一）在系统机房集水器上安装水力平衡阀； （二）在立管回水管上设水力平衡阀； （三）在水平分支管上安装流量调节器保证各分支环路流量恒定（
7、既可在本分支环路内部管道特性变化时保持流量恒定，也可在其它环路流量变化时避免受其干扰） 。 五、变流量系统的全面水力平衡 随着人们对空气品质要求、节能意识的不断提高以及空调系统的大型化,变流量水力系统在暖通空调工程中占据越来越重要的位置。变流量系统一般既存在静态水力失调,也存在动态水力失调,因此必须采取相应的水力平衡措施来实现系统的全面平衡。 1、静态水力平衡的实现 通过在相应的部位安装静态水力平衡设备,使系统达到静态水力平衡。实现静态水力平衡的判断依据是:当系统所有的自力式阀门均设定到设计参数位置,所有末端设备的温控阀(电、气动阀)均处于全开位置时,系统所有末端设备的流量均达到设计流量。从以
8、上可以看出,实现静态水力平衡的目的是使系统能均衡地输送足够的水量到各个末端设备,并保证末端设备同时达到设计流量。 但是,末端设备在大部分时间是不需要这么大流量的。因此,系统不但要实现静态水力平衡,还要实现动态水力平衡。 2、动态水力平衡的实现 通过在相应部位安装动态水力平衡设备,使系统达到动态水力平衡。实现动态水力平衡的判断依据是:在系统中各个末端设备的流量达到末端设备实际瞬时负荷要求流量的同时,各个末端设备流量的变化只受设备负荷变化的影响,而不受系统压力波动的影响,即系统中各个末端设备流量的变化不互相干扰。变流量系统的动态水力平衡在保证系统供给和需求水量瞬时一致性(这个功能是由各类调节阀门来
9、实现的)的同时,避免了各末端设备流量变化的相互干扰,从而保证系统高效稳定地将设备在各个时刻所需的流量准确地输送过去。目前在暖通空调变流量系统中常用的兼具动态平衡与调节功能的动态水力平衡设备主要有动态平衡电动二通阀(风机盘管用)、动态平衡电动调节阀(各类空调箱用)等。 六、变流量系统设计,阀门选用和试运行 1、系统设计问题 变流量与定流量系统设计的不同,不单单是两通控制阀代替三通控制阀,由于两通控制阀的使用,变流量水系统的工作压力应总高于相应的定流量水系统的压力,而且应该设计成自平衡系统。因此,在系统设计时,必须强调控制阀及其执行机构的重要性,阀体必须是高质量的,要经得起系统中存在的附加动压和静
10、压。在工程设计说明中,对安装和系统维护也应提出要求,如传感器控制盘管阀一般总是控制流量。根据阀门运行的最大阀塞行程再设定差压传感器,可以进一步减少水的输送能耗。 2、控制阀的各项性能要求 （一）阀门规格的选定; （二）阀门执行机构规格的选定执行机构要具有能够紧紧关闭、使阀塞处于精确位置的能力。 （三）阀体静态额定能力要求：普通供暖通风空调用阀体的额定压力值一般是 1720kPa,。 （四）阀体动态额定能力要求：阀体的动态额定能力是指所设计的湿润部件最大流量时的压差。 （五）流量特性要求变流量水系统的阀门、阀孔和阀塞特性,在供暖和制冷盘管的输出流量下,阀杆行程必须近似于线性作用,具有等百分比特性的阀门非常接近于这个要求。 （六）压力升高比要求变流量水系统要设计成自平衡的水力系统。 七、结束语 综上所述，导致暖通空调水力失衡的原因很多，针对水力失衡的情况，必须采取有效的措施来应对，从而确保暖通空调保持良好的水力平衡，促进暖通空调的稳定运行。 【参考文献】 1邹瑜.供热空调系统水力平衡技术及其应用J.中国建设信息，2011. 2洪天真，江亿，彦启森.供热空调系统保证率设计的概念J.暖通空调，2011. 3赵南玉水力平衡技术在空调系统的应用J科技资讯 2010.
