暖通空调系统水力失调问题的解决方法

浅析通风空调水力平衡调试中的故障常见问题及解决方案

摘要：水力平衡对于通风空调系统能否正常工作至关重要，在实际应用中应尽可能避免水力失调。本文阐述了通风空调水系统水力失调的成因和解决方法，并通过中央商务区办公楼供暖系统管网改造，新建局部供热管网以实现水力平衡，解决内部管网水力失调问题，有效地解决了困扰中央商务区办公楼供暖效果不佳这一棘手问题，收到业主和管理方双方均满意的结果。

关键词：通风空调水系统；水力平衡；平衡调试

1、引言

随着社会经济的迅速发展和人民生活水平的日益提高，通风空调已经成为人们生活中一种重要的设备，它可以在四季中给人们提供更舒适的温度和湿度。通风空调水系统内部水力平衡是保证各地区流量合理配置的重点，但通风空调系统在实际运行过程中水力失衡现象也较为普遍，这不仅给人们生活造成了很大不便，还易导致电力资源浪费，影响装置使用寿命。所以通风空调系统中水力失衡问题备受关注。

2、水力平衡综述

对建筑物通风空调系统而言，若运行时由于某一个或某一部分使用者制冷或制热之需求变化，导致系统管路之流量分配偏离每个热使用者之所需流量，造成每个使用者供冷供热量无法满足要求，此现象即为之水力失调。相对来说，水力平衡是指在通风空调制冷或制热时，系统中任何一个用户制冷制热需求的改变都不会对系统中其他用户制冷制热造成影响，这就意味着该系统水力学稳定性较高。空调行业一般采用水力稳定系数作为通风空调水力平衡程度的量度，其系数用y来表示。在通风系统热用户规定流量及工况发生变化时，水力稳定性系数y的极限值是1和0。y越接近1水力失调度越大，水力稳定性越好。y越接近0水力失调度越小，水力稳定性越差。尽管有人主张y值应尽可能增大，但过高的y值可能会导致投资方出现资金浪费，因此y值不可能无限扩大。当水处于y值为1时，其稳定性达到最优状态，水力达到最平衡状态，而其他值则表明水力失调。

3、水力失调与水力平衡划分

3.1静态水力失调与静态水力平衡

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空调水系统水力平衡调节

作者：胡健

来源：《城市建设理论研究》2012年第29期

摘要：本文阐述了暖通空调水系统中水力平衡阀的特性，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

关键词：水力失调平衡调试 水力平衡阀

中图分类号：TB657.2 文献标识码：A 文章编号：

引言:

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

一.水力平衡阀两个特性：

1.具有良好的调节特性。一般质量较好的水力平衡阀都具有直线流量特性，即在阀两端压差不变时，其流量与开度成线性关系；

2.流量实时可测性。通过专用的流量测量仪表可以在现场对流过水力平衡阀的流量进行实测。对于目前绝大部分的暖通空调水系统，其设计只有水力平衡阀的设计流量，而不知道压差，而且系统中包含多个水力平衡阀，在调节时这些阀的流量变化会互相干扰。这时如何对系统进行调节，使所有的水力平衡阀同时达到设计流量呢？

二.水力失调和水力平衡的分类

2.1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，

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探讨暖通空调水系统设计中的水力平衡调节问题

作者：员高峰

来源：《城市建设理论研究》2013年第19期

摘要：随着现代社会的不断进步，现代人对于生活的舒适度要求也越来越高，在众多的楼宇中，中央空调系统已逐渐成为了标准化配置的必需品。要想有效地保持中央空调系统高效稳定的工作，有一个很重要的条件就是需要保证其水力平衡调节。本文从水力平衡调节的基本概念及分类入手，简要分析了供热（冷）系统中存在的问题，并由此而提出了一系列解决策略，以期能够为所需者提供借鉴。

关键词：暖通空调；水系统设计；水力平衡调节

中图分类号： S611文献标识码：A 文章编号：

在整幢建筑的暖通空调系统的设计施工中，水力平衡调节问题是我们需要极为关注的话题。在进行实际的设计时，我们可以分析其变流量系统与定流量系统，采取动态水力平衡与静态水力平衡等平衡举措，由此也带来了平衡阀越来越多的被设计师所选择使用。在实际工程施工设计中，设计师需要根据投资方投资额度及投资方对精度要求合理、科学地选择水力平衡系统设备。此系统要求既符合建筑设计技术与建筑设计规范要求，又能够尽最大可能的满足投资方对性能需要，同时还能够最大限度的降低投资资金，减少工程施工方安装过程中可能的各种麻烦。

一、水力平衡与水力失调概念及分类

1、水力平衡与水力失调概念

水力失调指的是在进行暖通空调的制冷或者制热的过程中，因为某一或某几个用户的制冷或制热要求改变而造成整栋大楼内暖通空调系统对其他用户忽冷忽热的影响。由此，水力平衡也就是暖通空调制冷或制热过程中，系统内任一用户制冷或制热改变均不会对整个系统其他任一用户的制冷或制热造成改变。对于暖通空调而言，在行业内有个衡量水力平衡系数，此系数被称为水力稳定系数，用小写字母 r 表示。r值为任意一用户最大设计流量除以任一户实际最大流量或总用户设计流量除以总用户实际最大流量，对于这个数值，自然是数值越大对用户越好，值越大说明设计越成功，越小就越无法保证用户制热或制冷需求。同时，我们也要需要注意，r值不能无限制过大，过大会让投资方出现严重的资金浪费现象。R值为1 时表明水稳定性最佳，水力最平衡，要不然就是水力失调。 龙源期刊网

民营科技　面而葺甭丽　建筑・规划・设计　暖通空调工程中水力平衡调节的分析　吴丽娜　（黑龙江省建工集团，黑龙江哈尔滨１５００００）　摘要：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。提出　了静态水力平衡和动态水力平衡的概念，并结合两种水力平衡的特点，　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。　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（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，ＯＪ：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＝ｌ／）（ＭＡｘ＝ＱＪ，ＱＭＡＸ　（ＱＪ：用户的设计要求流量，ＱＭＡＸ：用户出现的最大流量）　２水力失调和水力平衡的分类　２．１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。　２．２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。　３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。常用的主要有以下两种形式：　３．１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。　３．２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。　ｇ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。变流量系统存运行过程　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。　４．１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ｆｉｊ寸、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。　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。　４．２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。它包含两方面内容：　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，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　ＶＭｌ、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。当风机盘管ＦＰＩ所在房间负荷变化导致电动二通阀　ＦＭＩ由开启到关闭，由于压差调节器ＰＶＩ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。　４３下面就变流量系统几种典型动态水力平衡方式进行分析：　４．３．１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：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　ｖ２一Ｊ２、ｖ３一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：从分集水器上采集压力信号Ｐ】、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ＡＰ　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：从分集水器上采集压力信号Ｐｌ、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　器压差与设定压羞保持一致，使系统达到动态水力平衡。　４．３．２供热系统典型的变流量水力平衡方式　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（下转８０页）