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摘要：暖通系统是个多动态系统，负荷增减影响各环路之间的冷热需求，现行水力平衡调控方式难以适应这种状态，不能及时有效解决相关技术难题。采用动态方式解决动态水力失衡是暖通空调系统在水流量输送领域的重要技术创新，也是一门极需大力推广和广泛应用的新技术，对变频空调也产生影响。本文对水力平衡概念进行了简要阐述，对水利平衡特性作了深入分析，对水利平衡调节方法进行了探讨。
关键词：水力平衡；暖通系统；问题；调节方法
一、水力平衡概念
1、水力失调和水力平衡。在暖通系统中，供给用户的实际流量和设计预期流量之间难以达到完全吻合，两者不能吻合的现象通常称之为水力失调。水力失调程度可以采用设计时的要求流量和实际供给流量两者之间的比值X来衡量，X就是水力失衡，用以下公式来具体说明：Qs是用户实际流量，QJ是设计时的理想要求流量，水力失衡就是表示在管网中不同热用户在其他热用户用热时来维持自身流量恒定的能力。
2、失调分类。水力失调包括静态水力失调和动态水力失调，静态水力失调主要由设计人员在设计或施工人员在安装施工中，或由一些设备和原材料质量问题，导致静态的水力失调，静态水力失调是稳定的、无法避免的，也是我国暖通空调水系统之中水力失调的重要原因。动态水力失调是指用户在开启阀门时导致水流改变，其他用户流量也随之改变，这种动态水力失调是动态的，处于时常变化之中，不是系统本身缺陷所至，在系统运行中可通过优化措施得到控制。
二、水利平衡分析
（一）定流量系统水力平衡
系统定流量水力平衡是暖通空调水力平衡中的一种典型水力平衡系统模式，在系统运行中暖通空调内部不同部位流量保持平衡，定流量平衡系统表现形式有以下两种模式。
1、完全定流量模式。完全定流量模式系统中不配有动态阀门，暖通系统处于完全定流系统模式状态下对水力定流进行调节后不需对阀门调整，阀门只需呈现固定状态即可，整个系统内部各处流量处于恒定状态。这种定流量系统常用于末端设备之中，工作原理简单，在对该系统调解时不必考虑流量变化影响。
2、单管串联供暖模式。这种供暖系统模式相对复杂，包括水平单管、垂直双管之间进行的串联和垂直单管系统。该系统主管流量基本处于不变状态，通常用于对静态水力失调进行调节，所以需要在系统调节失控相关部位增设水力平衡设施，这样就能解决系统调节中的水力失衡。水力系统失衡常发生在机房集水器、水力系统立管和系统分支管上。
（二）变流量水力平衡系统分析
变流量系统存在静态形式水力失衡和动态水力失衡，如何解决此类问题需要具体问题具体分析，针对不同失衡状况采取针对性的调节措施。
1、静态水力平衡基本情况
为使系统达到静态水力平衡，需在水利平衡系统失衡状态下安装水力平衡调节装置。对系统静态水力平衡状态判断是根据系统中的平衡设备是否和系统设计参数之间保持协调一致，两者保持一致时系统内末端设备温度控制阀处于全开时，整个系统末端设备流量和设计流量会保持基本一致。
2、动态水力平衡基本情况
动态水力平衡可以分为两方面，一是当系统其它环路出现异常状态时，动态水力平衡系统自身环路中的关键点压差就会做出适当调整，当温控阀、电动调节阀等动态阀门的开度呈不变状态时系统流量也会处于不变状态，受外部环境影响，动态水力平衡系统自身环路发生变化时可运用平衡调节设备使系统关键点压差保持不变。
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三、水力失调原因分析
系统中个别用户流量过大导致其他用户流量过小，环路无法获得所需要流量。冷热源和输配管路流量不匹配，满负荷时供热温度比预期值低，供冷温度比预期值高，水系统处于大流量小温差运行状态。水泵型号偏大，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，不能进行整体调控和节能运行。在大流量小温差状态运行，冷热源难以达到额定出力，实际运行机组超负荷或运行机组台数超过实际负荷要求的台数。在自动控制系统中水量不符合设计要求使得自控装置失灵或不能充分发挥控制功能，温控效果差。
调节阀调节相互影响，电机频繁动作，使用寿命缩短。
四、常用水力平衡调节法
（一）水力平衡调节前期准备
水力平衡调节前要做好相应准备，这些工作对整合空调系统有效运转作用重大，需要调节前充分做好以下工作。一是检验水系统各分支的空调冷水和热水设计流量是否符合要求；二是检测水泵、新风机组、空调机组以及风机盘管水过滤器装置是否被清洗干净；三是检测水泵和冷水机组以及新风机组、风机盘管和空调机组手动阀门开关状态，使之处于开启状态，并能确保阀门开度能有效调节；四是检查风机盘管、新风机组和空调机组冷热水电动阀门能否正常工作并且保证处于全部开启状态；五是收集整理电动阀、水泵、平衡阀门样本，视察一、二次水泵开启数目是否符合实际要求。
（二）定流量系统水力平衡。这种系统出现在静态水力失调之中，不会存在动态水力失调，针对此情况需要在相关位置装配静态水力平衡设备。至于末端全部定流量系统而言，系统里面不包含动态阀门，常常采用的节流元件包括静态平衡阀、节流孔板和定流量阀等，以实现管路阻力和流量有效调整，继而达到每个环路实际流量符合设计流量标准或长期保持恒定值。对系统进行调节后能实现后阀门开度不需做其他变动。系统各处流量能够连续保持在稳定状态，从而实现了静态水力平衡。这样的水力平衡导致严重能量浪费。随着空调周围环境改变，人流量增加以及日照辐射度等发生变化，会引起空调承担负荷变更，由此引起末端设备对空调温度需求发生改变。如果连续向末端提供大量的、稳定的空调水流量就必然发生能源和能量大量浪费，减弱空调系统性能和经济效能。
（三）变流量系统水力平衡。随着人们节能环保意识不断增强，变流量水系统得到越来越广泛的使用，变流量系统在运转中，各分部环路流量高低随负荷变化发生相应变化，因空调大部分时间处于部分负荷运行，系统水流量长时间少于设计流量，所以变流量系统就特别高效和节能环保。但变流量水系统也有很大缺陷，并联环路耦合性强，水力之间相互影响，如果某个环路水力发生扰动便会传递到其他环路。暖通空调系统动态水力平衡大多采用动态压差平衡阀，它能吸收多余压头，又能阻隔环路或设备和设备间的流量变化相互干涉。
（四）单个水力平衡阀调节
单个水力平衡阀调节只需连接专用流量测量仪表，将阀门口径和设计流量输入仪表，根据仪表显示开度值，旋转水力平衡阀手轮直至测量流量等于设计流量。
（五）已有精确计算的水力平衡阀调节
对设计时已对系统进行精确的水力平衡计算水系统，系统中水力平衡阀流量和所分担的设计压降降，这时水力平衡阀按如下步骤调节：通过设计资料查出水力平衡阀设计压降；根据设计图纸查出或计算水力平衡阀设计流量；根据设计压降、设计流量和阀口径查找水力平衡阀压损列线图，找出水力平衡阀对应的设计开度；旋转水力平衡阀手轮，将其开度旋转至设计开度。
结束语：
在暖通空调水力平衡系统中，采用正确方法进行平衡阀安装，能够对暖通空调水力系统失衡问题进行有效调节和控制，提高系统水力特性，使水力特性处于平衡状态，提高系统正常运作效果，同时还能从一定程度节约能源，达到高效经济的目的。
参考文献：
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[3]毛兴美，任丽红.暖通空调水力平衡分析与调节[J]民营科技2009（10）
[4]廖伟初.中央空调冷水管网水力平衡技术的发展[J]广东建材2011（6）
论文作者:刘佳
论文发表刊物:《基层建设》2015年27期供稿
论文发表时间:2016/3/23
标签：水力论文; 流量论文; 系统论文; 环路论文; 静态论文; 动态论文; 阀门论文; 《基层建设》2015年27期供稿论文;