暖通空调水力平衡的调节措施分析

暖通空调水力平衡的调节措施分析

【摘要】随着我国建筑行业的快速发展，暖通工程也得到了迅速发展的契机，暖通工程的水力平衡，关系到整个暖通工程的运行质量和运行的成本，加强对暖通工程的水力平衡的探讨具有十分重要的意义，笔者将从下面几个方面做出分析。

【关键词】暖通空调，水力平衡，调节措施 前言

暖通工程关系到整个建筑的舒适程度，也一定程度的影响着居民的切身利益和生活的质量，因此，加强对其水力平衡的调节具有十分重要的社会经济意义，但是目前而言，依然有着很多的问题和不足需要进一步的进行完善和研究。

二、暖通空调供暖设计中的一些问题

1、供暖系统的水力平衡。供暖系统的水力工况决定了供暖效果和质量，如果没有进行详细的水力平衡计算和设置相应的调控的设备，会使暖通系统运行水力失调现象发生，且由于供暖系统先天不足，对供暖系统的运行和调节带来了巨大的麻烦。因此做好前期设计计算工作和后期的运行调试工作尤为重要。

2、散热器的选择。由于目前的散热器品种多样，使得设计人员有了很大的选择空间，但是也要注意根据建筑物的功能特性适当的选用。供暖系统运行、保养和水质控制等环节的提高需要一个过程，所以在选择散热器时应尽量提高其适应客观条件的能力。

3、系统的噪音和振动。在设计时应对系统运行时产生的噪音和振动有预见性的进行避免或是采取有效的防治措施，将噪声和振动的危害控制在最小范围内。

三、水力失调和水力平衡的分类

就当前的具体分类情况看，暖通空调供热系统的水力失调和水力平衡可以分为以下类别：

1、静态水力失调和静态水力平衡

在供热系统的设计、施工和材料设备的选择方面出现了问题，导致了用户实际的管道特性阻力比值与设计要求的管道特性阻力数比值不一致，进而致使实际流量和设计流量的不一致，这称之为静态水力失调。但是如果通过对供热管道之中设计静态水力平衡设备，并对整个供热系统中的管道特性阻力比值进行调整，使其与设计数值保持一致，并能在各个末端设备中达到设计要求，流量也能同时达到设计要求，这则称之为静态水力平衡。

2、动态水力失衡和动态水力平衡

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。在出现动态水力失调时，可以在管道系统中安装动态水力平衡设备（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，各用户的实际流量与设计流量趋于一致，此时系统实现动态水力平衡

四、产生水力失调的原因

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。

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、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。

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。

5、在装备有自动控制的系统中，往往由于水量不符合设计要求，而使自控装置失灵或不能充分发挥其控制功能，导致温控效果差。

6、由于调节阀的调节相互影响，电机频繁动作，使用寿命缩短。

五、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。常用的主要有以下形式：

1、定流量系统

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。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，以及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。

六、系统水力平衡调节

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。

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。

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，对系统进行调节，应使所有的水力平衡阀同时达到设计流量。

由上可知，变流量系统动态水力平衡一般是通过动态水力平衡设备将双管并联系统关键点压差恒定在设计压差来实现的。压差调节是变流量系统的主要调节方式。实际上，动态水力平衡的另一关键设备流量调节器也是通过阀体内部关键点恒定压差来保持流量不变的。

在系统中使用自动平衡比例积分调节阀能为您带来众多的利益。由于不需要进行系统调试，所以省去许多不必要的麻烦，节约了大量的宝贵时间，竣工日期缩短；还能节约了较多的管材，保温材料及安装费用和时间；使水系统时时刻刻都处于平衡状态，所以无论安装分期施工或设备分期使用都不会影响水系统的平衡；即使工程后期或投入运行后因改变某些用途而需要改变某些区域的水系统设计，也不会影响其他区域的水系统设计，更不会影响其他区域的水系统平衡；由于整个系统处于动态平衡状态，所以制冷机组及水泵将以最节能状态运行，节省了大量的运行维护费；由于系统的流量平衡是自动进行的,使安装维护更加便利,并坚决杜绝了人为操作失误以致破坏平衡的可能。

4、供热系统典型的变流量水力平衡方式

垂直双管、水平双管并联分户设环供热系统，在垂直立管回水管上设压差调节器PV1，当其它立管的管道特性发生变化时，由于立管底部压差调节器PV1 的调节作用，垂直立管底部接干管处的压差保持不变；在各层水平支管回水管上设压差调节器PV2，当其它不同楼层水平管管道特性发生变化时，由于压差调节器的调节作用，水平支管供回水连接立管处的压差保持不变。这时当该环路某一散

热器所在房间负荷变化引起温控阀开度变化时，由于压差调节器的调节作用，关键点PV2的压差不变，这样该环路其余散热器的流量并不会随之变化。通过对变流量供热系统关键点压差的层层整定，使系统中每个散热器的流量只会因为自身负荷变化而通过温控阀的调节来改变，并不会因为系统中其它散热器流量变化而发生变化。这样，系统真正地实现了动态水力平衡。垂直双管、带分集水器的散热器及地暖分户设环系统也是变流量系统，其水力平衡特性同以上是一致的。对于单、双管组合系统，分支管为单管串联的按定流量系统进行分析，分支管为双管并联及主管、机房部分按变流量系统进行分析。

七、结束语

通过对暖通空调中水力平衡的原因和其中的问题做出了分析，对促进整个暖通空调水力平衡的调节措施具有十分重要的社会现实意义。

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