对暖通空调水力平衡的分析以及调节方法的探讨
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摘要：本篇文章主要针对空调水力系统的调节平衡问题，在空调水力的失调和空调水力失衡的基础之上来作为调节的基础，并且对空调水力流量系统在调节过程中所处的平衡环节做出了全面详细的分析。
进入21世纪以来，我国社会经济进入了蓬勃发展的时期，人们日常的水平也不断的提高，极大的刺激了科技技术水平的提升，在这个过程中，建筑行业自身的能耗也在不断的增大，建筑中的暖通空调就处在这样一个状况之下，建筑内的暖通空调主要属于一种人们在日常生活过程中所使用的节能型的中央空调。对于建筑行业来说，空调的暖通系统出现失调的现象是极为普遍的，这主要是由于暖通空调在运行的过程中，对水力的分配没有达到一个均匀数值，从而造成了整个建筑内个别区域内出现夏天没有制冷效果，冬天没有供暖的情况，暖通空调系统出现了供冷供热不合理，但是对于能源的消耗却依然是标准甚至超过原来设计耗能的，这就导致了能源耗损的情况出现[1]。近几年来，在大多数暖通空调的水力调节系统的一些比较重要的部位都使用了水力来作为平衡阀，通过平衡阀来对系统供水系统进行调节。
1.水力失调
在使用暖通空调的过程中，如果它流向各个用户间的流量与初期设定的流量不同，那么暖通空调就出现了失调的现象，失调现象也可以分为动态的失调和静态失调这两类，静态失调主要是指的在设定的条件小，暖通空调没有达到要求的流量，或者说与设计的流量不符，这就是暖空空调系统出现了根本上的系统问题，如果不及时将这个问题解决掉，这个问题就会一直伴随着暖通空调的运行而存在。特别是在一些定流量的系统之中，出现静态失调这种现象是比较普遍的，动态失调就供水系统在运作的过程中，受到用户对水流的改变影响，从而使得整个系统的阻力、压力在不断的发生变化[2]，从而使得一些用户的流量受到影响，这一类现象是随着用户变化而变化的，是属于动态性的。
2.水力平衡调节
2.1水力平衡及元器件
水力平衡是指系统管网中各个用户在其它用户流量改变时保持本身流量不变的能力，通常通过用户的水力稳定性系数来表示用户出现的最大流量。目前常用的水力平衡元件有流量平衡阀，分为静态流量平衡阀和动态流量平衡阀，它们在特性和使用功能上是有所差别的，在实际应用中应根据使用需要进行正确选择[3]。
静态流量平衡阀静态平衡阀的工作原理是通过调节阀芯与阀座的间隙，改变流体流经阀门的阻力，达到调节流量的目的。
通常来说，动态的供水系统流量平衡阀具体的作用是通过在阀门进出的压力差值变化不同来实现的，从而维持整个阀门流量处在一个恒定的范畴内，管道网路保持着一个整体上的流量平衡，可直接根据设计来设定流量，阀门可在水压作用下，自动消除管线的剩余压头及压力波动所引起的流量偏差。动态流量平衡阀的作用是能够锁定流经阀门的水量。
2.2水力调节
对于目前绝大部分的暖通空调水系统，其设计只有水力平衡阀的设计流量，而不知道压差，而且系统中包含多个水力平衡阀。因此，下面我们就一般系统水力平衡阀的联调进行分析。
⑴并联水系统流量分配；并联系统各个水力平衡阀的流量与其流量系数KV值成正比。如图1所示，调节阀VI、V2、V3组成的并联系统，则QVl：QV2：QV3=KVl：KV2：KV3。当调节阀V1、V2、V3调定后，KVl、KV2、KV3保持不变，则QVl、Qv2、Qv3的比值保持不变。
⑵串联水系统流量；串联系统中各个平衡阀的流量是相同的，调节阀Gl和调节阀V1、V2、V3组成串联系统，则QGI=Qvl+QV2+QV3；
⑶串并联组合系统流量分配的特点：实际E是—个串并联组合系统。其中平衡阀V1、V2、V3组成并联系统，平衡阀V1、V2、V3又与平衡阀Gl组成串联系统。
系统水力平衡联调的具体步骤如下：
（1）将系统中的断流阀和水力平衡阀全都调至全开位置，对于其它的动态阀门也将其调至最大位置；
（2）对水力平衡阀进行分组及编号，按一级并联阀组1-6、二级并联阀组I、系统主阀G顺进行；
（3）测量水力平衡阀VI-V18的实际流量 ，并计算水力失调度；
（4）对每个并联阀组内的水力平衡阀的水力失调度进行分析；
（5）对一级并联阀组2-6分别进行调节，从而使各一级并联阀组内的水力平衡阀的流量比均相等；
（6）测量二级并联阀组I内水力平衡阀G1-G6的实际流量，并计算出水力失调度；
（7）调节系统主阀G，使G的实际流量等于设计流量。
暖通空调供水系统在不同的情况下，都需要进行相应的水力调节。根据供暖系统的不同特点，可以从不同方面进行分析。根据供暖系统的水力学流动特性，可分为定流量系统和变流量系统。
定流量系统通常是指使用三通阀控制进入末端设备的热水水量的水力系统。当供热负荷下降时，阀门将会旁通部分流量。因此，整个系统的总流量保持恒定。主要有以下三种：
（1）完全定流量系统，完全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。
（2）单管串联供暖系统，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。
（3）末端设备带三通调节阀的空调系统，该系统各分支环路的流量基本不变，是定流量系统。这种系统主要存在静态水力失调，在末端管路上也存在一定的动态水力失调。
变流量系统，变流量系统通常是指使用两通阀控制进入末端设备的热水水量的水力系统，根据供暖的实际需要变化流量。变流量系统一般分为静态水力实现和动态水力实现。
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。旁通回路上加装平衡阀，通过调节使得旁通管路的总阻力系数等于末端设备的总阻力系数。
3.结语
总而言之，在暖通空调的供水系统安装的过程中，必须要严格按照系统规定得的精度和整个工程的投资来合理的选择最科学的水力平衡阀门。在这个过程中，必须要完全满足规格设计，但是也要尽量的节省投入的资金，选择最佳的方案来实施。科学合理的安装暖空空调系统的水力平衡阀，并且要使用符合相关规范的方法来进行水力系统的调节，这样不但能够使得整个系统能够保证长时间的正常运行，还能够最大的限度的节省能耗资源，使得整个建筑处在一个极为经济的运作状态中。
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.2000，（17）.
[2]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.
[3]周毅峰，黄木新.平衡阀在建筑住宅空调系统中的应用[J].中国住宅设施，2006，（8）.