暖通空调系统水力平衡的探讨

水利水电建设

暖通空调系统水力平衡的探讨

张珂姚月姣

中交第一航务工程勘察设计院有限公司

摘要：水力平衡对暖通空调系统的正常运行非常重要，实际使用中应尽量避免水力失调。本文阐述了暖通空调水系统产

生水力失调的原因和解决办法，介绍了应用水力平衡阀对系统

进行水力平衡调节的分类和方法，旨在促进暖通空调系统水力

平衡调节水平的提高，确保暖通空调水系统流量合理分配。

关键词：暖通空调水系统；水力平衡；平衡调节

1引言随着社会经济的快速发展及人们生活水平的不断提高，暖

通空调成为人们生活中的一类重要设备，在四季中能为人们提

供更加舒适的温湿度。在暖通空调水系统中，水力平衡是确保

流量在各个区域合理分配的关键，但是在暖通空调系统实际使

用中，水力失衡却也是一个常见的问题，不仅给人们的生活带来

极大的不便，而且容易造成电力资源浪费及影响设备的使用寿

命。因此，暖通空调系统水力失衡是人们非常重视的一个问题。

2水力平衡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路的流量分配与

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，这种现象就是的水力失调。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

求的改变都不会给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值是

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证。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。

3水力失调和水力平衡的分类3.1静态水力失调和静态水力平衡

静态水力失调是一种暖通空调系统自带的、稳态的、根本性

的失调现象，这种水力失调情况的出现主要是由于系统管道特

性阻力数偏离设计要求管道特性阻力数而造成的，而系统管道

特性阻力数比是受到设计、施工、设备材料等多因素影响的。静

态水力失调是暖通空调系统中水力失调的重要原因，这种情况

下，暖通空调系统中用户的实际流量与设计要求的流量很难实

现一致。目前，针对静态水力失调现象，通常采用在管道系统中

增设平衡设备(水力平衡阀)的方法来解决，水力平衡阀可以有效

调节管道系统特性阻力数比值，使其与设计要求管道特性阻力

数比值一致，这种情况下，如果系统总流量达到设计流量，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。3.2动态水力失调和动态水力平衡

暖通空调系统中各用户的流量随着某一或某些用户阀门开

度的调节而发生改变，使实际流量与设计要求流量不一致，这种

动态的、变化的水力失调状态叫做动态水力失调，它是在系统运行过程中产生的。动态水力失调同样可以通过水力平衡设备

（流量调节器或压差调节器）的屏蔽作用来避免，平衡设备安装

在管道系统中，通过其调节作用用户的流量不会受到其他用户

阀门开度变化的影响，而保持实际流量与设计要求流量的一致，

也就实现了动态水力平衡。

4水力失调原因及影响分析从以上分类分析可知，水力失调分静态水力失调和动态水

力失调两种，暖通空调系统水力不平衡是水力失调产生的主要

原因，水力的不平衡会对系统的正常运行带来很大影响。1）由

于水力失调，系统中出现用户流量不合理分配现象，对环路流量

的获取造成影响，无法正常运行；2）在满负荷情况下，由于冷热

源与输配管路流量不匹配，使得水系统处于大流量、小温差运行

状态，出现供热温度达不到预期值或供冷温度高度预期值现象；3）降低能量输配效能，水力失调情况下，水泵往往选型偏大，且

运行工作点偏离高效区，难以发挥整体节能运行调控作用；4）系

统在大流量小温差工况下运行，冷热源出力难以达到额定值，运

行机组超负荷运行；5）由于水量达不到设计要求，系统中的自动

控制无法正常运作，导致温控效果差；6）电机在调节阀等相互影

响下频发动作，缩短实用寿命。总之，水力失调给暖通空调系统

的整体运作带来不良影响。

5暖通空调系统水力调节现状为确保暖通空调系统高效能运转，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。

6暖通空调系统水力平衡调节6.1定流量系统和变流量系统

6.1.1定流量系统水力平衡分析

定流量系统指的是通过三通阀来对进入末端设备的热水流

量进行控制的一种水力系统，如果供热负荷减小，则阀门则会对

部分流量进行旁通，以维持系统总流量恒定。主要包括以下几

种：1)完全定流量系统。该系统主要指的是在系统内不存在动态

阀门，并且在初步调试系统后，不需要对阀门开度进行变更，且

系统中各处流量都维持恒定。该系统往往适用于末端设备无须

通过流量来进行调节的系统。2)末端设备带三通调节阀的空调

系统。该系统各分支环路的流量基本不变，系统中主要存在静

态水力失调，在相应部位加设平衡调节阀即可实现系统水力

183绿色环保建材

期造价管理法主要是通过建立一些生命周期成本计划，然后估算出投资，并采用全生命周期，选出成本最低的一类方法，将它作为投资决策阶段的重要依据。4.2设计阶段

在电力工程设计时，要引入全生命周期造价管理，它对设计及管理都有着非常关键的作用，造价管理及其控制是对施工图预算的审查以及对电力工程设计阶段中的概预算统一管理。如果在设计阶段，概预算比投资预算大很多，那么就要对项目建设初期所制定的标准进行校对，并要及时进行调整，若施工图预算远远比设计中的概预算大，那么施工图的设计也要及时进行修改。技术与合同等多种方面的管理也是设计阶段包括的内容。最后，选择合适的设计方案，但值得一提的便是，要选择全生命周期的造价投资最少的作为最佳方案。4.3实施阶段

电力工程的实施阶段作为造价管理的组成部分，主要分为两个阶段：一是招标、投标阶段，二是施工阶段。在招投标时要对电力工程的造价作好评估，此时可采用全生命周期造价管理方法，在招投标时，要把全生命周期运营成本考虑在内，并制定出切实可行的方案，最后再制定一个技术方案。与此同时，还要利用全生命周期造价管理方法，根据最低成本规定对商务标做出评价。在施工阶段，首先将整个过程所需的成本编制出一个完整的计划，并制定出标准，假如在施工时，实际支出额和目标值出现误差，便要及时修改计划。其次把合同的价格定为标准值，并按照电力工程的实际价格来结算，假如出现理改的项目，就要按签证管理来进行实施。再次对于全生命周期造价管理要引起关注，在把后期施工阶段的运营及维护成本编制好，努力将后期维护成本和运行成本控制在合理规定内。4.4验收阶段和后期维护阶段

当工程到了验收阶段，就要把所有造价资料准备好，并把每

一个阶段的造价作一个对比，并进行完工后的审计，在电力工程

验收完成以后，对电力人员进行培训，以保证工程的顺利运行。

最后对于工程后期的维护，要以全生命周期造价管理为标准进

行设定，以保证工程整体质量为目标，设计出切实可行的运营计

划，并要做好全面的维护管理。整个流程当中，可将现代经营方

式融入其中，对维护技术不断进行完善与改进，从而有效促进了

电力工程全生命周期的造价管理，争取降低运营成本，从而为电

力工程获得更多的经济效益打下基础。

5结语纵观全文，从电力工程造价存在的问题来分析，造价管理效

果并不理想，对全生命周期造价控制在电力工程造价管理中应

用的研究发现，运用此方法可以有效控制电力工程的造价管

理。从施工中不难发现，工程造价的主要任务是有效控制造价

和管理，并分析出造价动态管理中的问题，从而采取有效的管理

方法，进而有效提高了全生命周期造价管理的水平。

参考文献：[1]刘娅娟,刘平平,高峰.浅谈电力工程造价管理与控制存在

的问题及解决对策[J].科技创新与应用,2014(20).[2]张媛敏.全寿命周期造价管理在电力工程造价管理中的

应用[J].企业改革与管理，2015(24).[3]梁德敏.如何在全生命周期内控制好电力工程造价[J].中

国新技术新产品，2014(18).作者简介：熊英（1970-9-），女，湖南沅陵，工程师，研究生，

主要从事工程管理。（上接第182页）平衡。6.1.2变流量系统水力平衡分析

变流量系统中同时存在静态水力失调和动态水力失调。静

态水力平衡的实现，通过在相应部位安装静态水力平衡设备，使

系统达到静态水力平衡。例如在旁通回路上加装平衡阀，通过

调节使得旁通管路的总阻力数等于末端设备的总阻力数。动态

水力平衡的实现，通过在末端管路上安装动态水力平衡设备，使

系统达到动态水力平衡。6.2系统的水力平衡调节

目前，根据暖通空调水系统水力平衡调节的作用和应用范

围，对系统进行划分，常用的水力平衡调节有以下几种：6.2.1单个水力平衡阀的调节

实际应用中，单个水力平衡阀的调节是非常容易操作的，首

先，将其与专用的流量测量仪表进行连接，并在仪表中输入相应

的阀门口径及设计流量，然后根据仪表所显示的开度数值，通过

水力平衡阀手轮将测量流量旋转至与设计流量一直即可完成

调节。6.2.2已有精确计算的水力平衡阀调节

对于已有精确计算的水力平衡阀的调节，由于已知系统中

每个水力平衡阀流量及分担的设计压降，因此，调节包括以下几

个步骤：查出水力平衡阀设计压降——查出或计算出水力平衡

阀设计流量——根据调节阀的流通能力计算出其对应设计开度

——将水力平衡阀开度旋转至设计开度——完成。6.2.3一般系统水力平衡调节

（1）将系统中的截止阀及平衡阀全部调至全开位置，并将其

它动态阀门调至最大位置；

（2）对水力平衡阀进行分组及编号，一般按一级并联阀组、

二级并联阀组、系统主阀顺序进行；（3）对水力平衡阀的实际流量进行测量，并计算出流量比，

同时，将并联阀组内的流量比进行分析，然后进行合理调节；

（4）按照步骤（3）对一级并联阀组分别进行调节，使各一级

并联阀组内的水力平衡阀的流量比一致；

（5）对二级并联阀组内的水力平衡阀的实际流量进行测量，

计算流量比；

（6）调节系统主阀，使主阀实际流量与设计流量一致。

7结语通过以上论述浅析了水力平衡的目的和实现方法，并对实

际项目中如何调试进行了阐述，可以得出结论，在暖通空调水系

统中，合理的安装水力平衡阀以及采用正确的方法进行系统调

节，可以在最大程度上使系统接近或达到水力平衡，确保系统正

常、高效地运行。

参考文献：[1]田雷.水力平衡调试在中央空调中节能的应用[J].山西建

筑.2012(36)[2]蔡芝福.暖通空调水力平衡调节设计研究[J].建筑工程技