水力失调和水力平衡分析
摘要：本文揭示了水力失调与水力平衡的概念及其分类，并对定流量系统及变流量系统水力失调的特点、实现水力平衡的措施及典型的几种系统形式进行了深入的分析。
关键词：水力平衡水力失调定流量变流量在建筑物暖通空调工程中，水力平衡的调节是个重要的课题。本文提出了静态水力平衡和动态水力平衡的概念，并结合二种水力平衡的特点，分析了定流量系统和变流量系统几种典型方式的水力平衡设备的选择及实现水力平衡的方式。一、水力失调和水力平衡的概念：在热水供热系统以及空调冷冻水系统中各热（冷）用户的实际流量与设计要求流量之间的不一致性称为该用户的水力失调。水力失调的程度可以用实际流量与设计要求流量的比值X来衡量，X称水力失调度。 X = QS/QJ（QS：用户的实际流量，QJ：用户的设计要求流量）水力平衡是指网路中各个热用户在其它热用户流量改变时保持本身流量不变的能力，通常用热用户的水力稳定性系数ｒ来表示。ｒ=1/ XMAX = QJ/ QMAX （QJ：用户的设计要求流量，QMAX：用户出现的最大流量）二、水力失调和水力平衡的分类： 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 、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、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。常用的主要有以下三种形式： 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，如末端风机盘管采用三速开关调节风速和采用变风量空气处理机组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。完全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（如图1所示）；对于空调水系统，可以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。具体如下：⑴、在系统机房集水器上安装水力平衡阀；
⑵、在立管回水管上设水力平衡阀（如图2所示）；⑶、在水平分支管上安装流量调节器保证各分支环路流量恒定（既
可在本分支环路内部管道特性变化时保持流量恒定，也可在其它环路流量变化时避免受其干扰）。3 、末端设备带三通调节阀的空调系统：如图3所示，该系统与系统2类似。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。因此只需在相应部位增加相应的水力平衡设备即可使系统保持水力平衡。具体措施同系统2，只需将措施⑶的流量调节器安装在末端设备（风机盘管或空气处理机组）水管道即可。四、变流量水力平衡分析：由于人们对系统品质的要求以及节能意识的不断提高，变流量水力系统在暖通空调工程中占据越来越重要的位置。变流量系统在运行过程中各分支环路的流量是随着外界环境负荷的变化而变化的。由于暖通空调工程在一年运行的大部分时间均处于部分负荷运行工况，因此变流量系统大部分时间系统流量都是低于设计流量的。因此这种系统是实时、灵敏、高效、节能的。变流量系统一般既存在静态水力失调，也存在动态水力失调，因此必须采取相应的水力平衡措施来实现系统的水力平衡。 1 、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。实现静态水力平衡的判断依据是：当系统所有动态水力平衡设备均设定到设计参数位置（设计流量或压差），所有末端设备的温度控制阀门（温控阀、电动二通阀和电动调节阀等）均处于全开位置时（这
时系统是完全定流量系统，各处流量均不变），系统所有末端设备的流量均达到设计流量。从上可以看出，实现静态水力平衡的目的是保证末端设备同时达到设计流量，即设备所需的最大流量。避免了一般水力失调系统一部分设备还没有达到设计流量，而另一部分已远高于设计流量的问题。因此它解决的是静态平衡和系统能力问题，即保证系统能均衡地输送足够的水量到各个末端设备。变流量系统静态水力平衡设备的选择可参照定流量系统的描述来进行，在这里就不再赘述。但是，末端设备在大部分时间是不需要这么大的流量的。因此，系统不但要实现静态水力平衡，还要实现动态水力平衡。 2、动态水力平衡的实现：通过在相应部位安装动态水力平衡设备，使系统达到动态水力平衡。它包含二方面内容：①、当系统其它环路发生变化时，自身环路关键点压差并不随之发生变化，当自身的动态阀门（如温控阀、电动调节阀）开度不变时，流量保持不变；如图4所示，当C、D点压差变化时，通过动态水力平衡设备（压差调节器PV）的调节作用，使A、B二点压差并不发生变化，如果各支路电动二通阀VM1、VM2……开度保持不变,则流经风机盘管FP1、FP2的流量保持不变；②、当外界环境负荷变化导致系统自身环路变化时，通过动态水力平衡设备的作用，使关键点压差并不发生变化，此时自身其它并联支路的流量也不发生变化。如图4，当风机盘管FP1所在房间负荷变化导致电动二通阀
FM1由开启到关闭，由于压差调节器PV1的作用，A、B二点的压差并不随之发生变化，这样，风机盘管FP2的流量保持不变。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。因此变流量动态水力平衡系统也可叫做变流量定压差系统。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（关键点间的节流装置开度不变）来保持流量不变的（固定阀胆式除外）。下面就变流量系统几种典型动态水力平衡方式进行分析：⑴、暖通空调机房三种主要变流量动态水力平衡方式：①、自力式压差调节器方式：如图5所示，在分集水器旁通管上设压差调节器PV调节分集水器压差，当某一分支环路如V1-J1流量变化时，由于压差调节器的调节作用，使分集水器压差△P保持不变。这样，其余分支环路V2-J2、V3-J3的流量并不随之发生变化，从而使系统实现动态水力平衡。②、电动调节阀方式：电动调节阀方式可以分为电动二通阀和电动三通合（分）流调节阀方式三种，以电动二通阀方式为例：如图6所示，从分集水器上采集压力信号P1、P2输入压差变送器，压差变送器输出4-20mA 标准电流信号到调节计（或DDC），通过与调节计上设定压差相比较，输出4-20mA控制信号到电动调节阀控制其动作，通过调节电动调节阀改变旁通水量从而保证分集水器压差△P
恒定到设计压差，这时分集水器上任一分支回路流量变化时对其它回路不产生影响，系统实现动态水力平衡。③、调频水泵方式：如图7所示，从分集水器上采集压力信号P1、P2输入到压差变送器，压差变送器输出4-20mA标准电流信号到调节计（或DDC），与调节计设定压差比较后输出4-20mA 控制信号到调频器，通过调频器输出已调频的电压信号到水泵，控制水泵转速改变水流量，从而保证分集水器压差与设定压差保持一致，使系统达到动态水力平衡。⑵、供热系统典型的变流量水力平衡方式：如图8所示为垂直双管、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，由于压差调节器PV1的调节作用，垂直立管供回水关键点A、B的压差保持不变；在水平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，水平支管供回水关键点C、D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WA开度变化时，由于压差调节器的调节作用，关键点C、D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。⑶、空调系统典型的变流量水力平衡方式：①、带电动二通阀的风机盘管变流量水力平衡方式：该系统的水力平衡分析参看四.2（动态水力平衡的实现）部分。值得注意的是，目前市场上有一种自动平衡电动调节阀，其功能和上述方式是一致的，均能保证每个风机盘管达到动态水力平衡。它将上述功能和电动二通阀集成到一个阀内，安装在每个风机盘管支路上，其缺点是价格较高。②、带电动调节阀的空气处理机组（或柜式换热机组）变流量水力平衡方式：如图9所示为带电动二通阀的空气处理机组。在回水管上安装压差调节器，当系统其它分支管路的管道特性发生变化时，通过压差调节器的调节作用，使A、B二点的压差保持不变。这时如果电动二通阀VM的开度不变，则空气处理机的水流量保持不变，系统实现动态水力平衡。③、带动态平衡电动调节阀的空气处理机组（柜式换热机组）变流量水力平衡方式：动态平衡电动调节阀是一种新颖高效、调节性能极佳的电动调节阀，它实质上是压差调节器与电动调节阀的集成。如右图所示，当系统其它管路的特性发生变化时，由于动态平衡电动调节阀内置压差调节器的作用，使A、B二点的压差保持不变。如果电动调节阀VM开度不变，则通
过空气处理机组的水流量保持不变。当空气处理机组回风温度T发生变化时，输入到调节计的测量回风温度与设定回风温度相比较，输出一个4-20mA的控制信号去控制电动调节阀的开度，以调节水流量，保证回风温度与设定温度一致。在电动调节阀动作时，由于压差调节器的作用，电动调节阀二端压差（A、B二点）保持不变，因此这种调节是灵敏高效的，且调节阀流量特性曲线与理想的流量特性曲线一致，没有变形。这种电动调节阀比普通的电动调节阀具有更好的调节特性。五、结束语：定流量系统与变流量系统是多种多样的，在这里只简单地分析几种典型的形式。需要注意的是，在实际的工程设计中，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，既要满足工程设计和技术规范要求，同时又应采用合理的方案，为甲方节约资金。参考文献： 1、陈沛霖、岳孝芳主编—空调与制冷技术手册。上海，同济大学出版社，1990年 2、陆耀庆等主编—供暖通风设计手册。北京，中国建筑工业出版社，1987年 3、贺平、孙刚主编—供热工程。北京，中国建筑工业出版社，1990年
这篇文章应该对大家有用 一、水力失调和水力平衡的概念在热水供热系统以及空调冷冻水系统中各热（冷）用户的实际流量与设计要求流量之间的不一致性称为该用户的水力失调。 水力失调的程度可以用实际流量与设计要求流量的比值X来衡量，X称水力失调度。X = QS/QJ （QS用户的实际流量，QJ:用户的设计要求流量）水力平衡是指网路中各个热用户在其它热用户流量改变时保持本身流量不变的能力，通常用热用户的水力稳定性系数r来表示。 r =1/ XMAX = QJ/ QMAX （QJ:用户的设计要求流量，QMAX用户出现的最大流量） 二、水力失调和水力平衡的分类： 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、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、变流量水力平衡分析：由于人们对系统品质的要求以及节能意识的不断提高，变流量水力系统在暖通空调工程中占据越来越重要的位置。变流量系统在运行过程中各分支环路的流量是随着外界环境负荷的变化而变化的。由于暖通空调工程在一年运行的大部分时间均处于部分负荷运行工况，因此变流量系统大部分时间系统流量都是低于设计流量的。因此这种系统是实时、灵敏、高效、节能的。变流量系统一般既存在静态水力失调，也存在动态水力失调，因此必须采取相应的水力平衡措施来实现系统的水力平衡。 1、静态水力平衡的实现：
对暖通空调水力平衡浅析 摘要:在建筑物暖通空调工程中 ,水力平衡的调节是个重要的 课题。水力平衡又分为静水力平衡和动态水力平衡两种 ,水力平衡的实现将有助于工程的完善 ,同时保证全系统的正常运行。 关键词:水力;平衡; 系统;流量 abstract: in the hvac engineering building, hydraulic balance regulation is a very important issue. hydraulic balance and divided into static hydraulic balance and dynamic hydraulic balance two kinds, the realization of the hydraulic balance will help to the improvement of the project, and at the same time guarantee the normal operation of the whole system. keywords: hydraulic; balance; system; flow 中图分类号：tu831.3+5文献标识码：a 文章编号： 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。 一、水力失调和水力平衡的各种类型 1.1静态水力失调和静态水力平衡 由于各种原因导致的系统管道特性阻力数比与设计要求管道特
二级换热系统的水力平衡调节 首都机场动力能源公司暖通分公司秦春雨夏晨宇 摘要：本文介绍了首都机场动力能源公司暖通分公司供暖站解决水力失调的几种方法和措施，提出了一套根据不同年代建筑的单位面积热负荷和建筑面积进行水力平衡调节的计算公式和理论依据，并介绍了针对不同情况的高温水系统、低温水系统进行水力平衡调节的步骤和方法，最后对水力平衡调节的节能效果进行了分析。 关键词：二级换热系统、水力平衡调节、高温水系统、低温水系统 1、系统概况 1．1供热系统布置情况介绍 在一个以3台75吨、l台45吨燃气蒸汽锅炉为热源的180万平方米大型供热系统中， 有一级换热站3个，直接将燃气蒸汽锅炉生产出压力为0．9MPa、温度约为230℃的过热蒸汽， 换热成高温水。大部份高温水需要经过二级换热站换热后用于供暖，小部分高温水直接用于 供暖。各换热站的关系如图1．所示。其中：1#、2#、6#换热站为汽一水一级换热站，4#、 5#、7#、航站楼等换热站为水一水二级换热站。6#、7#换热站负责住宅区的供热，其余几个 站负担工作区的供热。供回水设计温度：一次高温热水130／90℃，二次低温热水95／70℃。 图1．各换热站关系 1．2系统的运行方式 一级换热站均已采用变频自控技术，电脑控制变频器，使水泵流量随室外温度自动改变 见表l，通过电脑调节蒸汽电动阀使供水回水温度随室外温度变化，调节曲线见图2。
循环水流量调节表 2．供回水温度随室外温度变化 1．3水力失调现象： (1)以前对高温水系统未进行水力平衡调节，只对一部分换热站点的低温水进行水力平衡调节，以l#站高温水为例见图3． 图3．1#站部份高温水水力平衡失调度图 *表示水力失调度：实际流量／计算流量*100％ 一些近端二级换热站(4#站)的高温水水力失调度达2.46，远端换热站(国航货运)的高温水水力失调度为0.76。(2)水力失调的影响： a．对用户的室内温度影响：个别用户室温低于16度，05年1月底开展的测温活动发现室温低于16度的用户如下：西消防支队温度15度，货运仓库14度，场务队特种车库14度。
暖通空调水系统的平衡调节 摘要通过对集中供热和空调水系统流量变化的分析，阐述了选用静态水力平衡阀、动态平衡阀、动态平衡电动调节阀的原因，并介绍了这几种阀门的特性和控制机理，包括控制方式、方法。探讨了这几种阀门的调试过程，提出了暖通空调水系统调试的重要性。 关键词：水力失调静态水力平衡动态水力平衡压差控制调试方法前言 集中供热和中央空调的水系统运行中，水力失调是常见的问题。水力系统的失调有两方面的含义：一是指虽然经过详细的水力计算并达到规定要求，但在实际运行后，各用户的流量与设计要求不符，这种水力失调是稳定的、根本性的。如不加以解决影响将始终存在。称之为稳态失调。二是指系统运行中，当一些用户的水流量改变时（关闭或调节时），会使其它用户的流量随之变化。这涉及到水力稳定性的概念。对其它用户影响小，则水力失调程度小，水力稳定性好，称之为动态（稳定性）失调。 产生水力失调的原因。管网水力失调的原因是多方面的，归纳起来主要有两种：（1管网中流体流动的动力源（一般泵、重力差等）提供的能量与设计要求不符。例如：泵的型号，规格的变化及其性能参数的差异，动力电源的波动，流体自由液面差的变化等，导致管网中压头和流量偏离设计值。（2）管网的流 动阻力特性发生变化，很多原因会导致管网阻抗发生变化。例如：在管路安装中，管材实际粗糙度的差别，焊接光滑程度的差别，存留于管道中泥沙、焊渣多少的差别，管路走向改变而使管长度的变化，弯头、三通等局部阻力部件的增 减等，均会导致管网实际阻抗与设计值偏离。尤其是一些在管网设置的阀门，改变其开度即可能大大改变管网的阻力特性。 水力失调对管网系统运行会产生不利影响。管网系统往往是多个循环环路并联在一起的管路系统。各并联环路之间的水力工况相互影响，必然会引起其他环路的流量发生变化。如果某一管段的阀门开大或关小，必然导致管路流量的重新分配，即引起了水力工况的改变。当某些环路因发生水力失调而流量过小，如锅炉循环系统中水冷壁管路流量分配不均，使部分管束水流停滞则有可能发生爆管事故；在制冷机水循环系统中，蒸发器管束因此可能发生冻管事故。在供热空调系统中流体流量的变化使其负担输配的冷热量改变，即其水力失调必然会导致热力失调。在水力失调发生的同时，管网中的压力分布也发生了变化。在一些特殊情况下，局部管路和设备内的压力超过一定的限值，则可能使之破坏。 空调、采暖水系统中，由于水力失调导致流量分配不合理，区域流量过剩和区域流量不足，造成了某些区域冬天不热、夏天不冷的情况，系统输送冷、热量不合理，从而引起了能源的浪费，为了解决这个问题，提高水泵的扬程，但仍会产生冷热不均及更大的能源浪费。因此必须采用相应的调节阀门对系统的流量分配进行控制和调整。虽然通用阀门如截止阀、球阀等也具有一定的调节能力，但由于调节性能不好以及无法对调节后的流量进行测量和控制。近年来，在越来 越多的暖通空调水系统，普遍采用了平衡阀系列产品对水系统的流量分配起到了积极地作用，使管网的运行得到了保证，特别是近年来变流量系统的控制。平衡阀系列产品包括：静态水力平衡阀、动态水力平衡阀等等，下面会和大家一起来分析一下，究竟什么系统需要什么样的水力平衡阀。 静态水力平衡阀 静态水力平衡阀的工作机理
管道水力平衡调试方案 项目概况 本项目空调冷冻水系统采用静态平衡系统来调节水系统的平衡，最主要给空调机组使用。 调试前的准备工作 ●熟悉资料 熟悉本项目空调水系统的全部设计资料，包括图纸和设计说明书，充分领会设计意图，了解各种设计参数、系统的全貌以及各种阀门的性能及使用方法等。搞清水系统的特点及阀门所在位置。 ●现场验收 试调人员会同设计、施工和建设单位，对已安装好的设备如静态平衡阀进行验收。查清施工与设计不符合要求及设备、部件制造质量情况，特别是加工安装质量不合格的地方。前者需查明原因并了解修改设计的文件，并据此绘制实际系统草图，对于加工、安装上的疵病应逐项填列缺陷明细表，提请施工单位在测试前及时改正。 ●空调水系统及设备的试压和清洗 在调试前应对空调水系统进行试压和清洗，以保证空调水系统一方面满足系统压力要求，同时保持管道内部洁净，为试压做好准备。 ●水泵单机测试 先对每个水泵的转向、运转噪音、工作电流、轴承温度等常规项目进行检查，待水泵运转经检查一切正常后，再进行２小时以上的连续运转，运转中如不再发现问题，水泵单机试运转即为合格。水泵试运转结束后，应将水泵出入口阀门和附属管路系统的阀门关闭，将泵内积存的水排净，防止锈蚀或冻裂。 ●编制试调计划 根据前两项工作的准备情况和本项目工程特点编制试调计划，内容包括试调的目的要求、进度、程序和方法，及人员安排等等。作好仪器、工具和运行的准备 准备好试验调整所需的仪器和必要工具，如静态平衡阀流量测量仪表、万用表等。检查缺陷明细表中的各种疵病是否已经消除；电源、水源、冷、热等方面是否准备就绪； ●现场准备工作 在调试前先检查一下系统中的细渣是否排尽(末端设备过滤器调试前一般需要拆洗一至
摘要：本文将分析产生水力失调的原因，着重介绍平衡阀的分类以及各自的功能与特性，分析各类平衡阀在水力平衡调节中所起的作用，总结出平衡阀在设计选用以及合理性布置方面的一些经验。 关键词：静态平衡阀；动态流量平衡阀；动态压差平衡阀；水力失调 在空调水系统中水力失调的现象是普遍存在的，一方面由于设计、施工、设备材料等原因导致的系统管道特性阻力数比值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，引起系统的静态水力失调。另一方面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，从而导致的动态水力失调。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。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。对于空调水系统存在的静态和动态水力失调，通过在管道系统中增设静态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，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。以及利用动态水力平衡阀的屏蔽作用，使其自身的流量不随其他用户阀门开度发生变化而变化，实现系统的动态平衡。因此平衡阀在空调水系统的水力平衡中具有很好的调节作用，也是保证空调系统正常运行必不可少的重要部件。 1水力失调和水力平衡的概念： 1.1在热水供热系统以及空调冷冻水系统中各热（冷）用户的实际流量与设计要求流量之间的不一致性称为该用户的水力失调。 水力失调的程度可以用实际流量与设计要求流量的比值x来衡量，x称水力失调度。 x = qs/qj（qs：用户的实际流量，qj：用户的设计要求流量） 1.2水力平衡是指网路中各个热用户在其它热用户流量改变时保持本身流量不变的能力，通常用热用户的水力稳定性系数r来表示。 r=1/ xmax = qj/ qmax （qj：用户的设计要求流量，qmax：用户出现的最大流量） 2产生水力失调的原因与分析 2.1静态失调 空调水系统虽经过详细的水力计算，但在施工安装过程中，各用户的流量仍不能达到设计要求。如管网中流体流动的动力源（一般指泵、重力差等）提供的能量与设计要求不符，泵的型号、规格的变化及其性能参数的差异，流体自由液面差的变化等，导致管网中压头和流量偏离设计值；再比如管材粗糙度，焊接光滑度，管路路由的长度量，三通的增减等参数发生变化时，均会导致管网的实际流动阻力特性与设计值偏离。这种水力失调是稳定的、根本性的，是不以设计为转移的，如不加以解决影响将始终存在。 2.2动态失调 系统在实际运行中，当一些末端用户的水流量发生改变时（关闭或调节），会使其它用户的流量随之产生变化。 因此，在通过详细的水力计算选择合适的管径及设备的基础上，为使水流量合理完善地分配至每一个环路的采暖或空调末端，满足每一栋建筑及功能房间的冷、热负荷需求，我们往往会通过平衡阀来有效的解决这个问题。 接下来，将针对平衡阀的选择设置进行探讨，以供同行在工程设计中参考。 3 平衡阀的选择与应用 3.1平衡阀的分类及特性 结合目前市场上的水力平衡阀，主要可分为两类：静态平衡阀和动态平衡阀。其中，静
某土地整理项目采用井灌，项目区总灌溉面积1500h㎡，区内人口1.5万，大小牲畜2.5万头，全部采用低压管道输水管该后，冬小麦种植面积1200h㎡，夏玉米种植面积1150 h㎡，棉花150h㎡，另外种植部分蔬菜。水源以浅层地下水为主，灌区周边主要承受北部边界地下水补给，南部边界有少量排出，东部边界无地下水补给和排出，南北部边界长Lns=5.2㎞，北界水力坡度Jn=0.005，南界水力坡度Js=0.0015，东西边各长Lew=3㎞；地下水埋深大于8m；该区多年平均降雨量P=650mm；灌区范围内为沙壤土，含水层厚度h含=25m，渗透系数K=30m/d。试在灌溉设计保证率为75%下对该井灌区进行水量供需平衡分析与计算。 解：根据已知条件、前面所述表格及公式计算如下： （1）可供水量计算 1．降雨入渗补给量W1 根据项目区范围内土质及地下水埋深，降雨入渗补给系数K取 0.15，补给面积A=5.2×3=15.6k㎡，其计算过程如下： W1=0.001KPA =0.001×0.15×650×15.6×106 =121.68（万m3） 2.侧向补给量W2
W2=365Kh含Lns（Jn-Js） =365×25×30×5200×（0.005-0.0015） =498.23（万m3） 3.灌溉回归补给量W3 地下水埋深大于8米，可忽略不计。 因此，可供水量为W供=W1+W2+W3 =619.91（万m3） （2）需水量计算。由《中国主要农作物需水量等值线图》查得该井灌区所在区域在灌溉设计保证率为75%下冬小麦、夏玉米、棉 花的净灌溉定额分别为300mm、55mm、165mm，蔬菜净灌溉定额 每年按800mm计算。 1.灌溉用水量。灌溉水利用系数￡取0.9，算得灌溉用水量表 2.工业用水。该项目区无工业，所以为0. 3.居民生活及家畜家禽用水。生活用水按人均日用水量40L，大小 牲畜日用水量平均35L，则居民生活及家畜家禽用水53.8万m3. 项目区总需水量为614.35万m3
述论暖通空调水力平衡的调节方法 发表时间：2018-07-05T10:34:28.580Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第2期作者：翁善 [导读] 对于建筑的暖通空调系统，如果在运行过程中，因为某一或部分用户的制冷或制热需求的改变而使系统网络的流量分配与各热用户所要求的流量偏离。 佛山欧思丹热能科技有限公司 528244 摘要：在暖通工程中受水力失调的影响导致了暖通系统流量不能够进行合理的分配，不同的区域之间要么流量过剩，要么流量不足，进而影响了暖通空调系统功能的正常发挥，系统所传送的冷热能量不能够满足季节对暖通空调系统的基本需求，同时也造成了能量的巨大浪费，因此，运用调节阀门对暖通空调系统的流量进行有效地调节和配置是空调水利平衡调节的重要方法。基于此，本文就从暖通空调水力平衡的调节方法展开分析。 关键词：暖通空调；水力平衡；调节方法 1、水力平衡的概述 对于建筑的暖通空调系统，如果在运行过程中，因为某一或部分用户的制冷或制热需求的改变而使系统网络的流量分配与各热用户所要求的流量偏离，造成各用户的供冷供热量不符合要求，这种现象就是水利失调。相对而言，水力平衡就是说在暖通空调制冷或制热过程中，系统内任何一个用户制冷制热需求的改变都不会个系统中其他的用户制冷制热带来影响，即系统水力稳定性强。在空调行业中，通常运用水力稳定系数来衡量暖通空调水力平衡的程度，水力稳定系数用y来表示。y值时暖通系统中热用户的规定流量与工况变化后可能达到的最大流量的比值，y值越大，就说明设计越成功，y值过小，用户的制冷制热要求就难以得到保障。但是，虽然说r值越大越好，但是过大的话容易造成投资方资金浪费现象，因此，r值是不能无限制过大的。r值为1时，水稳定处于最佳状态，水力最平衡，其他数值则表示水力失调。 2、暖通空调系统水力调节现状 为确保暖通空调系统提高效能运转，必须高度重视水力调节工作。解决水力失调问题的根本在于系统流量分配不均情况的解决，目前，最常用的措施就是阀门调节方法，通过调节作用确保系统流量分配的均匀性。在实际应用中，球阀及截止阀是暖通空调系统设计及技术人员进行系统流量分配调节的常用调节装置。阀门虽然能够具有一定的调节作用，但是却不能从根本上解决水力失调问题，同时这种方法在应用上也存在着一些不足及弊端，比如应用后不利于流量的有效测量，调节方法也存在很大的不确定性等等。那么，为了有效弥补阀门调节方法的不足，现阶段，设计人员为加强水系统流量分配的均匀性，往往采用在关键位置设置水力平衡阀的措施。实践证明，水力平衡阀在水力调节性能方面还是比较突出的，它不仅具有很好的水力平衡调节作用，而且可以实现系统流量的实时检测，因此，是一种比较值得推广应用的方法。 3、产生水力失调的原因分析 3.1静态失调 空调水系统虽经过详细的水力计算，但在施工安装过程中，各用户的流量仍不能达到设计要求。如管网中流体流动的动力源（一般指泵、重力差等）提供的能量与设计要求不符，泵的型号、规格的变化及其性能参数的差异，流体自由液面差的变化等，导致管网中压头和流量偏离设计值；再比如管材粗糙度，焊接光滑度，管路路由的长度量，三通的增减等参数发生变化时，均会导致管网的实际流动阻力特性与设计值偏离。这种水力失调是稳定的、根本性的，是不以设计为转移的，如不加以解决影响将始终存在。 为了使系统达到静态水力平衡状态，需要在水利平衡系统失衡状态下安装水力平衡调节装置来实现水力系统的平衡。对系统静态水力平衡状态进行判断，主要是根据系统中所配备的平衡设备是否与系统设计参数之间保持协调一致。当二者之间保持一致时，系统内全部末端设备所配备的温度控制阀到达全开位置时，此时整个系统末端设备流量与设计流量便会保持基本一致。 3.2动态失调 系统在实际运行中，当一些末端用户的水流量发生改变时（关闭或调节），会使其它用户的流量随之产生变化。 运用水力平衡装置作用于系统某些容易出现失衡的位置，可以提高系统水力平衡的整体效果。动态水力平衡基本内容主要可以概括为两个方面。一方面是当系统其它环路出现不同状况时，动态水力平衡系统自身环路当中的关键点压差就会随之做出适当的调整，当温控阀、电动调节阀等动态阀门的开度呈不变状态时，此时系统流量也会处于不变状态。另一方面则是受外部环境的影响，动态水力平衡系统自身的环路处于变化状况时，可以通过运用平衡调节设备，使系统关键点压差保持不变。 4、暖通空调水力平衡的调节方法 4.1定流量系统的水力平衡 这种系统之出现在静态的水力失调之中，不会存在动态的水力失调，针对这种情况，只要在相关位置装配静态的水力平衡设备就可以了。至于末端全部定流量的系统而言，系统里面不包含动态的阀门，一般采用的节流元件是静态平衡阀、节流孔板、定流量阀等，来实现管路阻力和流量的有效调整。从而达到每个环路的实际的流量是符合设计流量的标准或维持在一个恒定的定值。对系统进行必要的调节之后能实现后阀门的开度不需要做其他的变动。系统的各处的流量能够持续控制在稳定的状态，也就实现了静态的水力平衡。这样的水力平衡，会导致严重的能量浪费。随着空调周围的环境改变，人流量的增加，以及日照辐射度等因子发生变化，会出现空调承担负荷的变更，从而引起末端设备对空调的温度需求的改变。假如一直给末端提供最大量的、稳定的空调水流量，就必然在许多时候发生能源和能量的大量浪费，使空调的系统性能和经济效能变差。 4.2变流量系统水力平衡的调控 随着人们的节能环保意识的不断增强，变流量水系统得到越来越广泛的应用。变流量系统的运转过程之中，各个分部环路的流量的高低是随着负荷的变化产生相应的变化。鉴于空调一年的极大部分都是在部分的负荷下工作，系统的水流量很长时间内都是处在一个低于设计流量的情形下，因此，变流量系统显得格外的高效和节能环保。不是说变流量水系统就是完美无缺的，它也有一个很大缺陷。并联环路
集中供热二次网运行水力平衡调节浅谈 摘要: 《北方地区冬季清洁取暖规划（2017—2021年）》指出要全面提升热网系 统效率，有效降低取暖能耗。通过二次网水力平衡调节，一方面可以从根本上提 高热网效率，减少燃料和输送热力电能的使用，实现节能减排的目的；另一方面，可以改善热用户舒适度，使供热不均衡现象降到最低。 本文通过对各种常用调节方式的实践，对比各种方式的优缺点，给实际运行 调节提出指导性意见。 关键词：水力平衡；回水温度平衡法；比例法；粗调法 一、二次网水力平衡现状 截至2016年底，我国北方取暖面积206亿平方米，南方供暖区域有从秦岭- 淮河一线向南推移的趋势。同时，国家对清洁取暖提出了更高要求。在此背景下，二次网水力平衡调节成为集中供热的首要工作。 目前，大量供暖企业已实现换热站无人值守，一次网水力失调得到很好的控制。但二次网系统复杂，大部分企业仍在使用关断阀门代替调节阀门。理论上讲，自力式平衡阀、手动调节阀在水力计算完善，运行工况偏离设计工况不大的前提下，可以很好的解决水力平衡问题。但老旧小区原始设计资料不足，更换或加装 热网平衡装置又需要较大投资，供暖企业改造热情不高；部分新建小区用户私改 户内散热设施，导致系统运行工况偏离设计工况，造成按设计工况安装的平衡装 置失灵、闲置。 综上，通过平衡装置解决二次网水力平衡问题虽有可行性，但并未大范围推广，而操作人员对该问题认识不足，水力平衡工作繁琐导致二次网水力失调问题 一直困扰着供暖企业。 二、二次网水力平衡的必要性 某供暖企业2015-2016供暖期间室温不达标投诉量占比表% 注：“孤岛”运行指的是热用户把山靠顶或者周边热用户都停供的情况。 可以看出，除初寒期系统积气量较大引起的投诉量极大外，严寒期和末寒期 室温不达标的主要原因是水力失调和“孤岛”运行。供暖企业为追求热力工况稳定，使热用户室温一致，常采用“大流量，小温差”运行。提高二次网循环流量，使末 端流量接近设计工况，增加散热量；近端流量超出设计工况过多，对数温差不变 的情况下，散热器散热量饱和。该种方式可以迅速缓解水力失调，但因为循环泵 耗电量与流量的3次方成正比，提高流量会增加耗电量。 三、水力平衡调节方法选取 1、回水温度平衡法： 根据散热器散热量计算公式： Q=CGΔt， Q:散热量 C：常数 G：通过散热设备流量 Δt：供回水温差 当实际流量大于设计流量时，供回水温差减小，回水温度高于规定值，当实 际流量小于设计流量时，供回水温差增大，回水温度低于规定值。只要将回水温 度调节到相等，就可以达到均匀调节的目的。
工程变流量水力系统全面平衡 在暖通空调工程中，水力平衡的调节是个重要的课题。本文分析了暖通空调工程定流量和变流量系统水力平衡的特点；提出了变流量系统全面平衡的概念；同时对水力平衡和水力失调系统进行了比较；最后结合工程实例分析了全面平衡水力系统的舒适节能性。 一.水力平衡的概念及分类： 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值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。 通过在管道系统中增设静态水力平衡设备，在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总流量时，各末端设备流量同时达到设计流量，实现静态水力平衡。 2、动态水力失调和动态水力平衡： 系统实际运行过程中当某些末端阀门开度改变引起水流量变化时，系统的压力产生波动，其它末端的流量也随之发生改变，偏离末端要求流量，引起的水力失调，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，当其它用户阀门开度改变引起水流量变化时，通过动态水力平衡设备的屏蔽作用，自身的流量并不随之变化，末端设备流量不互相干扰，实现动态水力平衡。 3、全面水力平衡： 全面水力平衡就是消除了静态和动态水力失调，使系统同时达到静态和动态水力平衡。 二.定流量系统的静态水力平衡： 定流量系统是早期的暖通空调工程中常见的水力系统。 定流量系统是指系统不含任何调节阀门，系统在初调试完成后阀门开度无须做任何改变，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，如采用变风量来调节的风机盘管和空调箱等。
供热管网水力平衡
保障供热管网水力平衡的关键环节 引言 集中供热系统在采暖季运行初期存在水力平衡问题，其调试期的长短与精度不仅关系到供暖质量，更涉及节能减排与社会和谐。水力平衡主要包括供热系统的充水及排气、管网水力调节、系统的运行管理三个方面。根据多年运行管理经验认为，抓好这三个关键环节；可极大地促进供热节能减排。 1、供热系统充水、排气是管网良性循环的首要工作 1.1确保系统充水、排气顺序系统的充水、排气是开始供暖前的必备条件，正确的充水顺序为：锅炉——一次网——换热站——二次网——热用户。系统充水顺序一定要正确，否则在管道中会产生“空气塞”，这是造成局部热用户不热的主要原因。 用补水泵进行系统充水，所用水质应符合GBl576《低压锅炉水质标准》。对于目前普遍采用的补水泵间歇补水定压方式的定压系统来讲，维持定压点压力的稳定是供热系统正常运行的基本前提。电接点压力上下限的设定应满足运行要求。 锅炉充水是从锅炉迸水口开始充水，当其顶部集气罐放气阀经过数次排气后有大量水冒出时，关闭放气阀，锅炉充水完毕。 外管网充水前，应关闭所有泄水阀，同时打开各支线阀门及管线末端连接供回水管的旁通阀门。在关闭所有热用户人口阀门的条件下，将水由回水压入网路，当其最高点上排气阀经数次排气后有大量水冒出时，表明管网已充满水，外管网充水完毕。 楼内充水时，应由回水压入系统中，先将热力入口处的所有泄水阀门关闭，并缓慢打开热力入口处的回水阀门。充水速度不宜太快，
以便从系统中排出空气。然后将供水阀门打开，同时迅速开启楼道内立管顶部排气阀进行排气，当立管顶部排气阀排出大量的水时，立管充水完毕。 热用户充水启动的顺序必须按先远后近、先打开回水阀再打开供水阀的原则进行。当每个楼栋的热用户的水满后，对最末端的热用户进行l——2次排气。这样可避免大量空气带入热用户系统中，减少运行期排气次数。 系统应边充水边排气，最好把系统内气体一次排净，以免造成气塞现象。对热用户本着“先远后近”的原则进行排气，有利于将系统中的空气赶向近端，减少维修人员往返路程，避免重复劳动，缩短调试时间，同时避免大量热水排放，节约能源。 1.2 保证循环系统顺利启动，维持稳定压差 在循环水泵启动前应再次确认一、二次网补水泵的上下限定压点数值是否在合理范围内；另外还应确认管网各支线末端连接供、回水的旁通阀门是否开启，将二次网高点排若干次气后，打开楼栋口的回水阀门，再打开供水阀门，才可启动循环水泵。这样做可避免将大量空气通过循环泵带入热用户系统中。循环水泵启动完毕后，须将末端旁通阀门关闭。运行初期，必须严密注意网路中的压力，随时调整变频大小或调节循环泵阀门的开启度，楼栋口平衡阀的开启度，使集、分水器压差保持稳定。经多年运行经验，分、集水器供回水压差范围为O．1～0．2MPa。 2、供热系统调节是管网水力平衡的核心工作 供热管网调节分为系统的初调节和运行调节以间接供暖为例，其调节顺序为：一次网——换热站——二次网——热力入口——热用户。
再议供热系统的水力平衡 清华大学石兆玉 摘要：由于水力失调，引起的冷热不均，至今仍然是困扰本行业的难题。本文重点指出：积极推广热计量收费，是实现水力平衡、消除冷热不均的关键技术措施。文中还就节流式水力平衡、有源式水力平衡技术的关键环节，进行了具体分析，提出了解决办法。 关键词：供热系统、水力平衡、计量收费、节流、有源 供热、空调系统的水力失调进而引起的冷热不均现象，历来是困扰业内人员的老大难问题。20世纪七十年代末，八十年代初，我国科技人员和管理运行人员在学习国外先进经验的基础上，对这一难题从理论到技术进行了比较深入的探讨。30年来，随着国家的改革、开放，经济发展、节能减排和环境保护，本行业也有了长足的进步。但是在供热体制改革，建筑节能和热计量收费的推广应用过程中，仍然存在着各种不同的争论。比如如何解决系统的水力平衡进而消除冷热不均？再如水力平衡与节能减排、计量收费到底有着什么样的因果关系？就是其中的一个重要的争论热点。为了进一步推动行业的技术进步，有必要在新的形势下，就这一问题进行“老话新说“，以期达到更多的共识。 1、推广热计量收费是消除冷热不均最有效的措施 在二十世纪七十年代末，八十年代初，我们在研究供热系统水力工况的基础上，拓展研究了热力工况，并就水力工况与热力工况的相互关系给出了奠基性的结论：指出系统的水力不平衡，是导致系统冷热不均的重要原因；并就国内长期推行的“大流量、小温差”运行方式从理论上进行了深入的利弊分析，明确指出“大流量、小温差”运行方式虽然能自动消除系统的冷热不均，但这是一种大投入、高能耗、低产出因而是落后的运行方式。上述结论在我的《供热系统运行调节与控制》[1]这本书中，有详细的论述。 在[1][2]文献中，对水力不平衡引起的冷热不均，进而造成的能量浪费，进行了数量分析：一般情况下，能量浪费20-30%；如果采用“大流量、小温差”运行方式，既加大循环水泵又增加锅炉台数提高供水温度，则能量浪费可能达到40-50%。至今业内有人仍然不承认系统冷热不均会造成能量浪费；有的虽然承认，但往往把这部分能量的浪费，统计到管网的散热损失中。这是理念上的错误。我们应该明白，冷
暖通空调水力平衡的调节 摘要：在暖通空调水系统中，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。 关键词：静态；动态；水力平衡；定流量；变流量 Hydronic Balancing Analysis of Heating and Air Conditioning Abstract:Introduces the conception and classify of hydronic maladjustment and hydronic balancing . Analyses the characteristic of hydronic maladjustment and step of realizing hydronic balancing in invariableness flowrate system and variableness flowrate system . Deeply analyses a few typical system forms . Keywords:static: dynamic; hydronic balancing; invariableness flowrate; variableness flowrate 0.引言 在暖通空调工程中，水力平衡的研究是个很重要的课题。本文提出了静态水力平衡和动态水力平衡的概念，并结合二种水力平衡的特点，分析了定流量系统和变流量系统中几种典型方式的水力平衡设备的选择及实现水力平衡的方式。 1 水力失调和水力平衡的分类 1.1 水力失调和水力平衡的概念 在热水供热系统以及空调冷冻水系统中，各热（或冷）用户的实际流量与设计要求流量之间的不一致性称为该用户的水力失调，反之，称为水力平衡。 1.2 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值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。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，各末端设备流量也均达到设计流量时，系统实现静态水力平衡。 1.3 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，从而使得系统实现动态水力平衡。 2 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。常用的主要有以下三种形式： 2.1 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调节阀门，系统在初调试完成后阀门开度无需作任何变动，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需通过流
目录 一、水力平衡的基本概念 (1) 二、定流量系统的静态水力平衡 (2) 三、变流量系统的全面水力平衡 (2) 四、水力平衡和水力失调系统的比较 (3) 五、结束语 (9)
水暖供热系统水力平衡的调节 供热管网是一个复杂的水力系统，系统中各环路间水力状况的变化相互影响和制约。因此，在供热工程中，水力平衡的调节是个重要的问题。通过调节系统水力平衡，可以实现供热水力系统的舒适性和节能性。 一、水力平衡的基本概念： 1、静态水力失调和静态水力平衡： 静态水力失调是系统管道特性阻力数比值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，引起的水力失调。静态水力失调是系统本身所固有的。它是由于设计、施工、管材等原因导致的。 通过在管道系统中增设静态水力平衡设备，在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总流量时，各末端用户流量同时达到设计流量，实现静态水力平衡。 2、动态水力失调和动态水力平衡： 动态水力失调实际上是系统运行过程中当某些末端阀门开度改变引起水流量变化时，系统的压力产生波动，其它末端的流量也随之发生改变，偏离末端要求流量，引起的水力失调。动态水力失调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，当其它用户阀门开度改变引起水流量变化时，通过动态水力平衡设备的屏蔽作用，自身的
流量并不随之变化，末端用户散热设备流量不互相干扰，实现动态水力平衡。 3、全面水力平衡： 全面水力平衡就是消除了静态和动态水力失调，使系统同时达到静态和动态水力平衡。 二、定流量系统的静态水力平衡： 定流量系统是早期供热工程中常见的水力系统。 定流量系统是指系统不含任何调节阀门，系统在初调试完成后阀门开度无须做任何改变，系统各处流量始终保持恒定。定流量系统主要适用于末端用户无须通过流量来进行调节室内热量的系统。 定流量系统只存在静态水力失调，基本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调节阀即可。 三、变流量系统的全面水力平衡： 随着人们对室内温度舒适性要求、节能意识的不断提高，变流量水力系统在供热工程中占据越来越重要的位置。 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。由于近年暖冬的出现，变流量供热系统的管道流量都低于设计流量，因此这种系统是高效节能的。 变流量系统一般既存在静态水力失调，也存在动态水力失调，因此必须采取相应的水力平衡措施来实现系统的全面平衡。 1、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阀，使系统达到静态水力平
暖通空调系统水力平衡方案及比较分 析
暖通空调系统水力平衡方案及比较分析 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。 虽然某些通用阀门如截止阀、球阀等也具有一定的调节能力，但由于其调节性能不好以及无法对调节后的流量进行测量，因此这种调节只能说是定性的和不准确的，常常给工程安装完毕后的调试工作和运行管理带来极大的不便。 一、水力平衡技术是节能及提高供热（冷）品质的关键 在供热空调系统中，由于种种原因，大部分输配环路及热（冷）源机组（并联）环路存在水力失调，使得流经用户及机组的流量与设计流量不符。加上水泵选型偏大，水泵运行不合适的工作点处，导致水系统处于大流量、小温差运行工况，水泵运行效率低、热量输送效率低。而且各用户处室温不一致，近热（冷）源处室温偏高（高），远热（冷）源处室温偏低（高）。对热（冷）源来说，机组达不到其额定出力，使实际运行的机组台数超过按负荷要求的台数。以上种种原因，造成了能耗高，供热 （冷）品质差的弊病。
1、静态水力失调系统的流量计算： 在未安装静态水力平衡设备前，现场测得的末端设备流量及经过改造水泵来满足流量的计算结果如表1所示，该系统为静态失调 的水力系统。 表1 设备 流量设备1 设备2 设备3 设备4 总流量 （m3/h） 设备实测流量（m3/h） 28 24 18 16 86 设计流量 20 20 20 20 80 实测流量与 设计流量比较实测>设计实测>设计实测<设计实 测<设计 为保证设计流量 必须采取的措施必须经过增大水泵流量的方法 以保证设备4的流量达到设计流量 水泵流量增大后的流量数值 （m3/h） 35 30 22．5 20 107．5 由上表可见，设计总流量为80（m3/h），但为了保证最不利环路达到设计流量，实际水泵所需的最小流量为107.5（m3/h），远
室内热水供暖系统的水力计算 本章重点 ? 热水供热系统水力计算基本原理。 ? 重力循环热水供热系统水力计算基本原理。 ? 机械循环热水供热系统水力计算基本原理。 本章难点 ? 水力计算方法。 ? 最不利循环。 第一节热水供暖系统管路水力计算的基本原理 一、热水供暖系统管路水力计算的基本公式 当流体沿管道流动时，由于流体分子间及其与管壁间的摩擦，就要损失能量；而当流体流过管道的一些附件 ( 如阀门、弯头、三通、散热器等 ) 时，由于流动方向或速度的改变，产生局部旋涡和撞击，也要损失能量。前者称为沿程损失，后者称为局部损失。因此，热水供暖系统中计算管段的压力损失，可用下式表示： Δ P ＝Δ P y + Δ P i ＝R l + Δ P i Pa 〔 4 — 1 〕 式中Δ P ——计算管段的压力损失， Pa ；
Δ P y ——计算管段的沿程损失， Pa ； Δ P i ——计算管段的局部损失， Pa ； R ——每米管长的沿程损失， Pa ／ m ； l ——管段长度， m 。 在管路的水力计算中，通常把管路中水流量和管径都没有改变的一段管子称为一个计算管段。任何一个热水供暖系统的管路都是由许多串联或并联的计算管段组成的。 每米管长的沿程损失 ( 比摩阻 ) ，可用流体力学的达西．维斯巴赫公式进行计算 Pa/m （ 4 — 2 ） 式中一一管段的摩擦阻力系数； d ——管子内径， m ； ——热媒在管道内的流速， m ／ s ； 一热媒的密度， kg ／ m 3 。 在热水供暖系统中推荐使用的一些计算摩擦阻力系数值的公式如下： ( — ) 层流流动 当 Re ＜ 2320 时，可按下式计算；
暖通空调系统全面水力平衡解决方案 建筑能耗在我国能源总消费中所占的比例已达35%，且持增长态势。大型公共建筑中空调系统耗能约占建筑总能耗的50~65%。空调系统存在的典型问题：能耗高、舒适度低。 1）制冷机组、水泵、空调机组等设备工作效率较低； 2）空调房间温度无法达到设定值、波动较大； 3）水系统的噪音。 水力失调： 静态水力失调：主要由于系统在设计、产品选型、施工等过程中的种种误差迭加产生的，设计需要的系统管道阻力特性与实际系统管道阻力特性不相符，所造成的实际流量与设计流量不一致的水力失调状态。静态水力失调：天生的，所有系统都有，平衡调试后消失。 动态水力失调：在暖通空调水系统上安装了很多调控设备，应用了变流量技术，从而使系统的瞬时阻力特性与设计所需阻力特性不符，而造成了系统的瞬时失调状况。后天的，所有系统都有，必须由动态阀门修正！ 水力平衡阀的分类： 一、静态平衡阀—并联管路 二、动态平衡阀 1、动态流量平衡阀/定流量阀—冷冻机干管
2、动态压差平衡阀/压差调节器—水平支管、垂直立管 三、电动平衡阀—末端设备 1、动态平衡电动二通阀—风机盘管 2、动态平衡电动调节阀—新风机组、组合式空气处理机组 水力平衡阀的作用： 平均分配流量（按设计流量分配）：静态平衡阀； 按需分配流量（按实时负荷分配）：动态平衡阀。 阀门流量计算公式： 静态（水力）平衡阀： 各主要并联管路的平衡方案（集水器、垂直立管、水平支管）
水力失调的典型现象（存在的问题）： 部分区域过流从而导致部分区域欠流的冷热分配不均； 为照顾不利环路而加大流量运行导致能源浪费； 有利环路阀门、末端设备处存在水流噪音。 并联环路流量分配与压降的关系： 平衡方案：各并联管路设置静态平衡阀。 平衡原理：通过调节自身开度改变阀门阻力，平衡各并联环路的阻力比值，使流量合理分配，达到实际流量与设计流量相同； 消除水系统存在的部分区域过流从而导致部分区域欠流的冷热分配不均现象，有效避免了为照顾不利环路而加大流量运行的能源浪费现象，因此可节省冷/热量，同时还可以减少水泵运行费用。