浅析空调水系统压力分布

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。

浅谈空调水系统水力平衡摘要：随着空调在建筑中变得越来越普遍，空调水系统中选用水力平衡，则通过水力平衡的特点来进行介绍水力平衡调节的步骤和详细的方式，通过空调水系统水力平衡调节的各个方面进行分别的介绍和总结分析，对于空调的各个部分，对人类生活的各部分的影响都有着非常大的作用。

它使人们在生活中变得更舒适，说明人们的生活在不断的进步，社会在不断的向好的方向发展。

关键词：空调水系统；水利平衡1 空调水系统平衡概述空调水系统的平衡是保证空调系统正常运转，水系统的平衡是保证一种能量的低消耗，由于设计中存在的某些问题常常会导致系统存在着误差，在空调水系统中，由于各支路及末端设备的水流量都各不相同，所以需进行水系统的平衡调节；设置有效合理的方案来满足客户使用的最大效益。

2空调水系统对于现在大部分空调水系统都分为两用形式，夏天可以制冷，冬天可以制暖。

空调可以冬夏两种共同使用，水系统可以分为同程或异程系统，根据自己需要进行选择。

3平衡阀的特点在空调调节过程中调节平衡的过程需要平衡阀（静态或动态）来进行实现，它在其中起着一个非常重要的作用，有着非常准确开度指标，不是专业的人员不能随便的进行改变开度的数值。

在进行安装时，必须需要平衡阀的存在，在空调方面的使用能变得更加简单容易。

4空调水系统水力平衡空调水系统水力平衡在运行过程中，利用水作为媒介，实现空调的运作，平衡调节决定空调运行的整体效率，是否能正常地发挥其作用，它的传输需要一个完善的循环水系统，进行各部分的流入和流出，不会导致空调温度过高或者过低而造成一种不平衡的现象；这种水系统平衡的调节能使能量利用达到最大化，运行费用降到最低节约运行成本，是一种低碳环保的形式。

5水力平衡调节概况通过空调水力平衡调节，分析过程中虽然其中对于阀门的调节存在着一定的影响，但是这种调节只能说是不太精准，常常给安装的工人带来一定后期的影响和麻烦，因此需要进一步的改进，特别对于一些设计，需要大量的工作人员进行相关的设计，并进行一些改装。

空调系统水力平衡浅析摘要本文揭示了空调系统水力平衡的意义，并结合项目实践对常见问题进行了分析，提出了一些看法和建议。

关键词：水力平衡；动态、静态；引言空调系统中的水力输配由于管道长度不同，沿程阻力和局部阻力的不同，而产生了的实际流量与理想流量的差异，使得流量分配不均匀，将导致空调系统其他条件参数也会受到影响。

所以系统的水力平衡问题是空调系统中是非常重要的。

正文1空调系统水力平衡的意义水力平衡的空调系统是运行节能和高效的，为了最不利环路获得需要的流量盲目加大流量提高能耗是不明智的。

水泵与冷机能耗在整个空调系统中占有50%以上的比重。

使水泵及冷机高效运行成为空调系统以及整个建筑物节能及高效运行的关键。

而水力平衡正是提高冷机、水泵效率的关键，同时也是最容易被忽视的一点。

简单的水力平衡问题，可导致投资昂贵的空调系统从一开始就处于低效运行的状况。

对于空调末端和整个空调系统，100%设备容量与变化的建筑负荷之间的矛盾产生了一系列的问题，需要系统中的各种组件，水力平衡及控制相关部件乃至水泵、冷机具备处理及匹配这种“固定”与“变化”的弹性。

2空调水力平衡现状分析常见水力平衡问题的产生原因可分为静态及动态两大类。

其中静态原因泛指在系统中由于各环路管道长度不同，而产生的流量分配不均问题，而动态原因泛指在系统运行过程中，由于控制系统需要匹配100%的系统能力与变化的负荷，而产生的水力平衡问题。

静态水力平衡只存在与定流量系统或者是变流量系统的调试工况和满负荷工况。

而随着对于系统节能的需求，变流量系统成为空调系统的主流。

因此在诸多水力平衡问题中，只有一部分是由于静态原因造成的，更多的是由动态原因或动态及静态原因共同造成的。

由于条件制约及不可能完全采用同程系统，异程系统在实际的设计中，为了保证最不利环路末端的使用压力，所有其他的空调设备末端的压力往往大于设计工况的需要值，特别是在规模大、功能复杂的工程中，异程管线长，末端设备的阻力差异较大及空调末端启停差异大的系统，在靠近冷热源的位置，使用压力余量过大，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不热，不仅使用功能不能保证，还造成能源浪费。

第九章空调水系统第二节空调水系统的分区及定压9.2.1 空调水系统的分区空调水系统的分区通常有两种方式，即按水系统承受的压力来分区和按承担空调负荷的特性来分区。

1. 按承压能力分区水系统的竖向要不要分区，应根据制冷和空调设备、管道及附件等的承压能力来确定。

分区的目的是为了避免因压力过大造成系统泄漏，如果制冷空调设备、管道及附件等的承压能力处在允许范围内就不应分区，以免造成浪费。

原则：建筑总高度（包括地下室高度）H≤100m时，即冷水系统静压不大于1.0MPa时，冷水系统竖向可不分区（此时，冷水泵为吸入式，即冷水机组的蒸发器处在水泵的吸入侧），可“一泵到顶”。

建筑总高度H＞100m即系统静压大于1.0MPa时，冷水系统应竖向分区。

对于100m以上的超高层建筑，制冷机也可以集中设置不分区，在制冷机承压范围内可直接供冷，超过制冷机承压允许范围部分的高区采用板式换热器，利用换热后的二次水降温。

高区冷热源设备布置在中间设备层或顶层时，应妥善处理设备噪声及振动的问题。

冷水机组的可能布置方式冷水机组设置在裙房的顶层冷水机组设置在塔楼中部的设备层内冷水机组设置在塔楼的顶层冷水机组设在地下设备层，在塔楼的技术设备层设水－水板式换热器将高区用的水－水换热器和循环水泵移到地下设备层集中布置的方式2. 按负荷特性分区按负荷特性分区仅仅是针对两管制风机盘管水系统而言的，也就是说，按建筑物的朝向和内外区进行管路布置。

9.2.2 空调水系统的定压在闭式循环的空调水系统中，为使水系统在确定的压力水平下运行，系统中应设置定压设备。

对水系统进行定压的作用在于，一是防止系统内的水“倒空”，二是防止系统内的水汽化。

具体地说，就是必须保证系统的管道和所有设备内均充满水，且管道中任何一点的压力都应高于大气压，否则会有空气被吸入系统中。

同时，在冬季运行时在确定的压力作用下，防止管道热水汽化。

目前空调水系统定压的方式有3种，即高位开式膨胀水箱定压、隔膜式气压罐定压和补给水泵定压等。

中央空调水系统解析1冷却水系统1.1 特点冷却水系统是指从空调主机出来的冷却水经冷却水泵送到冷却塔，冷却后的水从冷却塔底部靠位差，在重力作用下自流至空调主机的循环水系统。

常用水源有：地面水、地下水、海水、自来水等。

冷却水系统可分为直流式、混合式和循环式三种。

1.1.1 直流式冷却水系统在直流式冷却水供水系统中，冷却水经空调主机等用水设备后，直接就近排入下水道或用于农田灌溉，不再重复使用。

这种系统的耗水量很大，适宜用在有充足水源的地方。

1.1.2 混合式冷却水系统混合式冷却水系统如图10-1所示。

混合式冷却水系统的工作过程是，从空调主机中排出的冷却水分成两部分，一部分直接排掉，另一部分与供水混合后循环使用。

混合式冷却水系统，一般适用于使用地下水等冷却水温度较低的场所。

1.1.3 循环式冷却水系统循环冷却水系统的工作过程是，冷却水经过空调主机等设备吸热而升温后，将其输送到喷水池和冷却塔,利用蒸发冷却的原理，对冷却水进行降温散热。

1.2 冷却水的参数冷却水系统工作时，主要应考虑水温、水压和水质等参数是否合乎要求。

1.2.1 冷却水水温冷却水进水温度对非电空调制冷量影响较大，冷却水的进水温度一般不应高于额定温度，一般在24〜30C度为佳。

1.2.2 冷却水水压的要求冷却水水压根据空调主机和冷却塔的配置，一般控制在0.3〜0.6MPa范围内1.2.3 冷却水水质冷却水对水质的要求幅度较宽。

对于水中的有机物和无机物，不要求完全清除，只要求控制其数量，防止微生物大量生长，以避免使其在吸收器、冷凝器或管道系统形成积垢或将管道堵塞。

空调系统冷却水的水质要求应符合下表要求。

项目单位水质标准危害浊度毫克/升根据生产要求确定，一般不应大于20。

当换热器的形式为板式、套管式时，一般不宜大于10过量会导致污泥危害及腐蚀含盐量毫克/升施放缓蚀剂时，一般不宜大于2500腐蚀、结垢随含盐量增加而递增碳酸盐硬度毫克当量/升 a.在一般水质条件，若不采用投加阻垢分散剂，不宜大于3b.投加阻垢分散剂时，应根据所投加药剂的品种、配方及工况条件确定，可控制在6〜9钙离子Ca2+毫克当量/升投加阻垢分散剂时，应根据所投加药剂的品种，配方和工况条件确定，一般情况低限不宜小于1.5（从腐蚀角度），高限不宜大于8（从阻垢角度要求）结垢镁离子Mc|+毫克当量/升不宜大于5,并按MgT（毫克/升）xSiO2（毫克/升）<15000验证（Mg+以CaCO#,SiO2以SiO?计）产生类似蛇纹石组成污垢，粘性很强铝Al3+毫克/升不宜大于0.5（以Al3+计）起粘结作用，促进污泥沉积铜面+毫克/升一般不宜大于0.1,投加铜缓蚀剂时应按试验数据确定产生点蚀，导致局部腐蚀氯根Cl-毫克/升 a.投加缓蚀剂时，对不锈钢设备的循环用水中不应大于300（指含铭、银、钛、铝等合金的不锈钢）b.投加缓蚀剂时，对碳钢设备的循环用水不应大于500强烈促进腐蚀反应，加速局部腐蚀，主要是裂隙腐蚀、点蚀和应力腐蚀开裂硫酸根SQ2-毫克/升投加缓蚀剂时,Cf x SO2-<75000对系统中的混凝土材质的影响控制要求应符合TJ21-77《工业与民用建筑工程地质规范》附录五的规定它是硫酸盐还是原菌的营养源，浓度过高会出现硫酸钙的沉积硅酸（以SiO z）毫克/升 a.不大于175b.Mg2+（毫克/升，以CaCG#）x SiO2（毫克/升，以SQ出现污泥沉积及硅垢图10-1混合式冷却水系计）V15000油毫克/升不应大于5附于管壁，阻止缓蚀剂与金属表白接触，是污垢粘结剂、营养源磷酸根PO'毫克/升根据磷酸钙饱和指数进行控制引起磷酸钙沉淀异养菌总数个/毫升<5X105产生污泥和沉积物，带来腐蚀，破坏冷却塔木材2冷温水系统冷温水系统的特点是冷热量可以进行远距离输送，冷温水的温度比较稳定，空调系统温度控制比较精确。

建筑空调水系统的布置与承压作者：杨宁宁来源：《科学与财富》2012年第03期摘要：建筑水系统中的设备与管路附件均在较高的压力下运行，设计时应考虑系统和设备的安全性，使设备在所要求的压力下运行，按竖向合理分区。

关键词：建筑;空调;水系统;布置;承压建筑水系统中的设备与管路附件均在较高的压力下运行，设计时应考虑系统和设备的安全性，使设备在所要求的压力下运行，按竖向合理分区。

1．承压问题1．1系统的最高压力一般位于水泵出口处的“A”点，通常有下列三种情况：(1)系统停止运行时，最大压力为系统静水压力，即PA=pgh 。

(2)系统开始运行的瞬间，动压尚未形成，水泵出口压力是系统静水压力和水泵全压之和，即PA=pgh+P 。

(3)系统正常运行时，出口压力是该点静水压力与水泵静压之和，即PA=pgh+P－Pd 。

式中PA——系统最高压力，Pa； p——水的密度，kg／m3；g——重力加速度，心s2；h——水箱液面至水泵中心的垂直距离，m；Pd——水泵出口处的动压，Pd=υ2p/2， PaP——水泵全压，Pa。

1．2冷水机组蒸发器与冷凝器的工作压力国产冷水机组：一般型Pg=1.0MPa。

国产直燃机组：一般型Pg=0.8MPa；高压型Pg= 0.81～1.20MPa。

国外的离心式冷水机组：普通型Pg=1.0MPa；加强型Pg=1.7MPa；特加强型Pg=2.0MPa。

1．3部分设备工作压力风机盘管：一般型Pg≤1.0MPa；加强型Pg=1.7MPa。

水泵：工作压力一般分为Pg=0.8MPa、1.6MPa。

空调机组：一般型Pg≤1.0MPa。

1．4管材管材管件的公称压力为：低压管道Pg≤2.5MPa；中压管道Pg= 4～6.4MPa；高压管道Pg=10～100MPa；低压阀门Pg=1.6MPa；中压阀门Pg=2.5～6.4MPa；高压阀门Pg=10～100MPa2．冷、热源设备的布置在高层建筑中，为了减少设备及附件集中部位的承压，关键是依据所设计的建筑物的具体情况，灵活布置冷、热源，与土建专业在方案阶段就配合好。

空调的平衡压力、高压压力和低压压力分析平衡压力、高压压力和低压压力是空调维修的重要参数。

三个压力是制冷剂R22（R410a、R32）在空调管路中循环在不同位置所对应的压力，由于R22（R410a、R32）是在气液之间循环变化的，伴随着吸热和放热，所以外界环境的温度对其有明显的影响，一般情况下，环境温度高，压力值变大，环境温度低，压力值变小。

平衡压力是指压缩机不工作时，高低压平衡时的压力；高压压力是指排气压力或冷凝压力；低压压力是指吸气压力或蒸发压力。

三个压力的测量都是在室外机气阀的工艺口上，制冷运转时为低压压力，制热运转时为高压压力，不工作时为平衡压力。

注意：以下参数是R22制冷剂的数据，新型制冷剂R410A或R32压力值是同等条件下的约1.6倍。

制冷学的蒸发是指沸腾，因此蒸发温度就是沸点，冷凝是指一定压力下的R22在饱和状态气变液的过程，所以冷凝温度也是沸点。

R22在不同压力下对应不同的沸点，如表所示为R22的蒸发压力和蒸发温度的一一对应关系。

制冷学空调制冷设计的工况条件是：室外环温35℃，室内温度27度，蒸发温度+5℃，蒸发压力0.48MPa。

所以空调标准制冷低压力为0.48MPa。

空调制冷管路设计相对压力（表压力）制冷状态下低压压力是平衡压力的一半。

所以平衡压力为0.96MPa。

为达到理想的散热效果，制冷设计采用空气冷凝时，冷凝标准温差选取15℃，所以在室外35℃条件下冷凝温度为50℃，50℃对应的压力值为1.83Mpa ，所以空调高压压力为1.83MPa。

制冷学的压力是指物理学的压强，压强的单位还有“kg/cm2”，这就是我们所说的“公斤压力”。

所以三个压力大小又是“4.8公斤”，“9.6公斤”，“18.3公斤”。

由于空调工作环境通常满足不了工况条件，以及受湿度的影响，所以夏季制冷状态下三个压力值大约为：低压压力，0.5 MPa或5公斤；高压压力，1.8 MPa或18公斤；平衡压力，1 MPa或10公斤。