空调水系统水力平衡调节

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摘要：本文阐述了暖通空调水系统中水力平衡阀的特性，以及应用水力平衡阀对水系统进行水力平衡调节的步骤、方法

关键词：水力失调平衡调试 水力平衡阀

中图分类号：TB657.2 文献标识码：A 文章编号：

引言:

在建筑物暖通空调水系统中，水力失调是最常见的问题。由于水力失调导致系统流量分配不合理，某些区域流量过剩，某些区域流量不足，造成某些区域冬天不热、夏天不冷的情况，系统输送冷、热量不合理，从而引起能量的浪费，或者为解决这个问题，提高水泵扬程，但仍会产生热（冷）不均及更大的电能浪费。因此，必须采用相应的调节阀门对系统流量分配进行调节

一.水力平衡阀两个特性：

1.具有良好的调节特性。一般质量较好的水力平衡阀都具有直线流量特性，即在阀两端压差不变时，其流量与开度成线性关系；

2.流量实时可测性。通过专用的流量测量仪表可以在现场对流过水力平衡阀的流量进行实测。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，在调节时这些阀的流量变化会互相干扰。这时如何对系统进行调节，使所有的水力平衡阀同时达到设计流量呢？

二.水力失调和水力平衡的分类

2.1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性阻力数比与 设计要求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 设计要求流量不一致， 引起系统的水力失调， 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， 是当前我 国暖通空调水系统中水力失调的重要因素。通过在管道系统中增设静态水力平衡设备( 水力平衡阀) 对系统管 道特性阻力数比值进行调节，使其与设计要求管道特性阻力数比值一 致， 此时当系统总流量达到设计流量时， 各末端设备流量均同时达到设 计流量， 系统实现静态水力平衡。

2.2动态水力失调和动态水力平衡

当用户阀门开度变化引起水流量改变时， 其它用户的流量也随之发 生改变， 偏离设计要求流量， 从而导致的水力失调， 叫做动态水力失调。动态水力失调是动态的、 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。通过在管道系统中增设动态水力平衡设备( 流量调节器或压差调节 器) ， 当其它用户阀门开度发生变化时， 通过动态水力平衡设备的屏蔽作 用， 使自身的流量并不随之发生变化 ， 末端设备流量不互相干扰， 此时系 统实现动态水力平衡。

三.产生水力失调的原因和结果

水力失调有两方面：动态水力失调，是指当某些用户的水流量改变时，会影响其它用户的流量也随之变化，偏离设计要求。静态水力失调，是指系统虽然经过水力平衡计算，并达到规定的要求，但由于设计、施工安装、设备材料等原因导致的，各用户的实际流量与设计要求不符引起的系统水力失调。这种水力失调是先天性的、根本的，如果不加以解决，影响将始终存在。

3.1水力不平衡常会导致：

3.1.1系统中某些用户流量过大引起其他用户流量过小，不利环路无法获得所需要的流量。

3.1.2.由于冷热源与输配管路流量不匹配，在满负荷时，供热温度比预期值低，供冷温度比预期值高，导致水系统处于大流量、小温差运行工况。

3.1.3水泵选型偏大，水泵运行在偏离高效区不合适的工作点处。能量输配效率低下，无法进行整体调控和节能运行。

3.1.4在大流量小温差的工况下运行，冷热源难以达到其额定出力，使实际运行的机组超负荷或运行机组台数超过实际负荷要求的台数。

3.2解决水力失调的办法

3.2.1加节流孔板

在热力入口或空调靠近冷源环路的部分管段上增加节流孔板。采用这种办法解决水力失调的前提是：水系统阻力计算准确、热力或空调末端流量不能发生变化。因此在末端流量变化时仍会造成水力失调及能源上的浪费。

3.2.2 安装手动调节阀

对大型空调系统而言，采用手动调节阀调节过程复杂，手动调节前端阀门，后端流量会受影响。对于复杂系统，要求调节阀门的工程师经验丰富。并且一旦系统压力或负荷发生变化仍需要重新调整水力系统。

四.系统水力平衡调节

水系统水力平衡调节的实质就是将系统中所有水力平衡阀的测量流量同时调至设计流量。

4.1单个水力平衡阀调节

单个水力平衡阀的调节是简单的，只需连接专用的流量测量仪表，将阀门口径及设计流量输入仪表，根据仪表显示的开度值，旋转水力平衡阀手轮，直至测量流量等于设计流量即可。

4.2已有精确计算的水力平衡阀的调节

对于某些水系统，在设计时已对系统进行了精确的水力平衡计算，系统中每个水力平衡阀的流量和所分担的设计压降是已知的。这时水力平衡阀的调节步骤如下：⑴、在设计资料中查出水力平衡阀的设计压降；⑵、根据设计图纸，查出（或计算出）水力平衡阀的设计流量；⑶、根据设计压降和设计流量以及阀口径，查水力平衡阀压损列线图，找出这时水力平衡阀所对应的设计开度；⑷、旋转水力平衡阀手轮，将其开度旋至设计开度即可。

4.3一般系统水力平衡阀的联调

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，在调节时这些阀的流量变化会互相干扰。这时如何对系统进行调节，使所有的水力平衡阀同时达到设计流量呢？

4.3.1 系统水力平衡调节的分析：

① 并联水系统流量分配的特点：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（由于管道中水流速度较低，假定各并联支路上平衡阀两端的压差相等），如图1所示，调节阀V1、V2、V3组成的并联系统，则QV1 ：QV2 ：QV3= KV1 ：KV2 ：KV3（Q为流量，KV为流量系数）。当调节阀V1、V2、V3调定后，KV1、KV2 、KV3保持不变，则调节阀V1、V2、V3的流量QV1 、QV2 、QV3的比值保持不变。如果将调节阀V1、V2、V3流量的比值调至与设计流量的比值一致，则当其中任何一个平衡阀的流量达到设计流量时，其余平衡阀的流量也同时达到设计流量。

② 串联水系统流量分配的特点： 串联系统中各个平衡阀的流量是相同的，调节阀G1和调节阀V1、V2、V3组成一串联系统，则

QG1= QV1 +QV2 +QV3；

③ 串并联组合系统流量分配的特点：实际上是一个串并联组合系统。其中平衡阀V1、V2、V3组成一并联系统，平衡阀V1、V2、V3又与平衡阀G1组成一串联系统。

图一

根据串并联系统流量分配的特点，实现水力平衡的方式如下：

首先将平衡阀组V1、V2、V3的流量比值调至与设计流量比值一致；再将调节阀G1的流量调至设计流量。这时，平衡阀V1、V2、V3、G1的流量同时达到设计流量，系统实现水力平衡。

结语：

通过以上论述我们可以得出结论，在暖通空调水系统中，合理地安装水力平衡阀以及采用正确的方法进行系统联调，可以极大地改善系统的水力特性，使系统接近或达到水力平衡，从而既为系统的正常运行提供了保证，同时又节省了能源，使系统经济高效地运行。

参考文献：

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