暖通空调水系统中的水力失调及应对措施

摘要: 在暖通空调水系统中，水力失调是最常见的问题。本文阐述了目前暖通空调系统中水力系统现状，针对暖通空调水系统中水力失调现象进行了分析，阐述了水力失调的种类及解决途径，并介绍了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, 以期指导实践。

关键词:暖通空调，水系统，水力失调，水力平衡阀，调试

中图分类号：S276.3 文献标识码：A 文章编号：

随着国民经济的高速发展，人们对室内环境的要求也越高，暖通空调系统的应用就是体现之一。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, 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。其中水力失调的解决就是保证节能的重要措施之一。

1、暖通空调中水力系统现状

无论在空调还是采暖工程中，由于条件的制约，不可能完全采用同程系统。而异程系统在实际应用中，为了保证系统最不利环路的资用压头，所有其他空调采暖设备末端的资用压头往往大于设计工况的需要值，特别是在规模大、建筑功能复杂的工程中，异程管线长，末端设备的阻力差异大及空调末端启停差异大的系统，在靠近冷热源位置的资用压头余量过大，往往出现流量分配偏离设计状态，导致水力失调。流量的偏差会产生冷热源近端的空调太凉或采暖太热的现象。这不但不能保证使用的功能，还造成了能源上的浪费。为此，我们必须解决系统的水力失调问题。

2、暖通空调中水力失调分类和解决途径

1) 水力失调分为静态水力失调和动态水力失调两种。

2) 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流量不一致，引起系统的水力失调，叫做静态水力失调。该失调是稳态的、根本性的、是系统本身所固有的，是暖通空调水系统中水力失调的主要因素。通过在管道系统中加设静态水力平衡阀，在暖通空调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，从而消除了静态水力失调。因此通过静态水力平衡阀的使用可平衡各环路阻力，使各环路流量达到或接近设计流量，消除冷热不均现象; 不需要因为照顾最不利环路而加大流量运行，从而不但达到设计要求，而且可节能，还可节省运行费。

3) 系统在实际运行过程中当某些用户阀门开度变化引起水流量改变时，系统的压力产生波动，其他用户的流量也随之发生改变，偏离系统设计流量，从而导致的水力失调，叫做动态水力失调。该失调是动态的、变化的，它不是系统本身固有的，是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阀，当其他用户阀门开度发生变化时，通过动态水力平衡阀的作用，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。因此，选择合理的动态水力平衡阀，可以消除系统运行过程中的动态水力失调。所以解决了动态水力失调现象，就能节能，运行能稳定。

3、暖通空调中水系统分类和各系统水力失调存在情况

1) 暖通空调水系统分为定流量系统和变流量系统两种。

2)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、空气处理器采用变风量调节温度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。因此定流量系统只需解决静态水力失调问题即可，通常在系统机房集分水器以及关键的垂直、水平回水支管上安装静态水力平衡阀。

3) 变流量系统是指系统在运行过程中各分支环路的流量随外界负荷的变化而变化。变流量系统大部分时间管道流量都低于设计流量，而设计流量一般为最大负荷时的流量，因此这种系统相对于定流量系统更节能。由此可见变流量系统一般既存在静态水力失调，又存在动态水力失调，因此为了通过变流量系统实现节能，必须采取相应的水力平衡调试来实现系统的全面平衡，具体的说，就是首先解决静态水力失调问题，其次解决动态水力失调问题。

4.系统水力平衡调节方法：

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。

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，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。

4.3.1 、水力平衡联调的步骤：

该系统水力平衡联调的具体步骤如下：

4.3.1.1、将系统中的断流阀和水力平衡阀全部调至全开位置，对于其它的动态阀门也将其调至最大位置，例如，对于散热器温控阀必须将温控头卸下或将其设定为最大开度位置。

4.3.1.2 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 顺序进行，见图1。

图1串并联系统示意图

4.3.1.3 测量水力平衡阀V1~V18 的实际流量Q 实，并计算出流量比q = Q 实/ Q 设计。

4.3.1.4对每一个并联阀组内的水力平衡阀的流量比进行分析，例如，对一级并联阀组1 的水力平衡阀V1~V3 的流量比进行分析，假设q1

4.3.1.5 按步骤④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。

4.3.1.6 测量二级并联阀组I 内水力平衡阀G1~G6 的实际流量，并计算出流量比Q1-Q6。

4.3.1.7 调节系统主阀G，使G 的实际流量等于设计流量。在暖通空调水系统中，应根据工程投资和系统的精度要求合理地选用水力平衡设备，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。

4、结余

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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