空调水系统的水力平衡的重要性

靳亚东



空调水系统的水力平衡的重要性

靳亚东

（中国电子系统工程第二建设有限公司 江苏 无锡 214135）

水力平衡对于暖通空调系统的正常运行非常重要，应尽量避免在实际使用中出现水力失调的问题。文章介绍了暖通空调变流量水力失调的原因及解决方案，介绍了应用水力平衡阀调整暖通空调系统水力平衡的分类和方法，促进改善空调系统水力平衡调节方法，确保合理的暖通空调水系统的流量分布。

空调水系统；水力平衡；重要性；分析

1 导言

近些年来社会经济发展迅速，人们的生活质量也逐渐提升，暖通空调在我们生活中已经占据了极其重要的位置，主要是因为暖通空调可以一年四季为我们提供良好的温湿度生活环境。对暖通空调的水管道系统进行研究分析的过程中，发现水力平衡的关键就是要保证合理的流量分布，但是我们在实际使用暖通空调的过程中会发现水力失调其实是一种非常普遍的问题，这个问题不仅会影响到我们的生活，而且还会导致资源浪费的现象。

2 暖通空调系统水力调节现状

要想保证暖通空调系统可以正常高效率的工作，我们就一定要高度关注水力调节问题。目前最常用的调节方法是阀门调整方法，通过阀门调节功能来保证系统的流量分布均匀性，从而解决目前分布状况不均匀的水力失衡问题。在暖通空调系统的设计使用过程中，通常都是使用水力平衡阀作为暖通空调系统水力平衡的调节装置。对于如何提高流量分布的均匀性，我们通常也都是使用水力平衡阀来调节流量的分布，从而保证流量分布能够均匀的进行。虽然我们所使用的水力平衡阀可以起到一定的调节效果，但是无法从源头上解决问题，而且使用的过程中也会存在一些问题。如在应用后对流量的控制缺乏有效的调节措施，调节方法也有很多不确定性等等。

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

静态水力失调指的是在系统设计和工程施工方面，以及工程材料方面等在多种因素制约的情况下，造成暖通空调系统管道特性的阻力数比值和系统设计时所规定的的数值不相同。静态水力失调是一种稳定的失调现象，它是这个系统自身存在的。静态水力失调是导致空调系统水力失调的主要原因。在一般情况下，暖通空调水力系统的实际流量几乎没有办法达到和设计时相同的情况。现在对于静态水力失调这种现象，我们所使用的方法就是在水里系统中增加水力平衡阀的平衡装置，水力平衡阀可以科学合理的调整系统特性的阻力数比值，使其可以和设计时的管道阻力数比值的要求一样。在这种情况下，如果系统里面的每个终端设备的流量都可以满足设计时的流量要求，那么静态水力平衡就可以在系统中可以实现了。

3.2 动态水力失调和动态水力平衡

暖通空调水力系统中每个用户的流量都受到其他用户在对阀门进行调整时的大小有关，如果实际流量与设计流量的不符合时，就会产生动态的、不断变化的水力系统失调现象称为动态水力失调，这是在暖通空调水力系统工作的过程中所出现的。神对动态水力失调的现象，我们可以把平衡装置安装在管道系统中，通过水力平衡装置的调节功能，让用户的流量不再受到其他用户因调整阀门的大小而产生影响，使得实际流量符合设计时的规定要求，从而实现了动态水力平衡。

4 各种水力调节阀的工作特性

4.1 静态水力平衡阀

静态水力平衡阀的设计是经过调整阀芯和阀座之间的距离，然后利用阀门开度来调整管路的阻力，从而可以起到调节流量的作用。静态水力平衡阀主要调节的是系统的阻力，可以根据设计计算的比例来平衡流量。当系统流量变化时，各支路的流量同时增加或者减少，在这种情况下能满足部分负荷的需求，发挥水力平衡的作用。

4.2 自力式流量控制阀

自力式流量控制阀又称定流量阀。把定流量阀当作是动态平衡阀是不科学的，主要是目前还没有任何一个阀门可以单独实现动态水力平衡，所以最好根据其控制对象来命名。自力式流量控制阀通过调节阀芯的流通面积，自动调节阀门前后的压差，从而起到保持流量恒定的作用效果。

5 各种水力调节阀与电动调节阀组合的性能比较

5.1 静态水力平衡

静态水力平衡指的是在系统中的电动控制阀门全都打开的时候，这时动态水力平衡装置设计参数是稳定不变的。在这种情况下，假如全部的设备流量都能够符合实际要求的流量，那么我们就可以认为系统实现了静态水力平衡。通过以上概述我们可以发现只要总流量能够得到满足，再加上合理的设置，通过采用静态水力平衡阀和定流量阀，以及自力式差压控制阀与电动控制阀相互搭配组合使用就能够实现静态水力平衡。

5.2 动态水力平衡

在暖通空调变流量水力系统中，除了要实现静态水力平衡，还应该要完成动态水力平衡。动态水力平衡通常是由两个方面组成：首先是消除和中断其他分支的流量变化而造成的影响；其次，根据负荷变化，对分支管路的水流量具有良好的调节作用。

6 定流量阀对实际工程节能运行的影响

随着定水量系统设计的改变，由于一些设备在达到最大需水量时，就会减少其他设备的负荷，而其他设备由于负荷减少而节约出来的水量则提供给负荷增加的设备使用。从而最大限度的达到节水效果。这也取决于运行过程中荷载的变化。当冷源系统使用双泵或者更多并联泵时，如终端分支使用定流量阀，在单泵进行工作时，其总水量只占到固定流量阀总容量的一半，还有可能会更少。在这个时候因为缺水的原因，所有的定流量阀全都处在最大的开启状态。近端装置由于沿程的阻力较小，能够满足流量要求。这时较远的设备端处于失水状态，定流量阀各分支的流量无法调节流量的平衡。

7 暖通空调系统水力平衡调节

7.1 定流量系统和变流量系统

定流量系统指的是通过三通阀控制末端设备冷热水流量水力系统，如果冷热负荷减少，为了保持系统水力平衡，将通过旁通绕过一部分水流。它主要包括：首先，完全定流量系统。主要是指系统中没有动态阀。在初始调试系统后，不需要调整阀门开启大小，整个系统的流量就基本不发生任何变化；其次，终端设备装备有三通控制阀系统。系统各分支的流量基本保持不变，系统中一直保持着静态水力失调，通过在相应部分添加平衡控制阀来实现动态水力平衡。

7.2 变流量系统水力平衡分析

静态水力失调和动态水力失调存在于变流量系统中。静态水力平衡是通过在相应部件上安装静态水力平衡装置实现静态水力平衡。动态水力平衡则是通过在末端管路上安装动态水力平衡装置实现动态水力平衡。

8 结论

在暖通空调变流量水力平衡系统中，其中水泵有一个额定水量，终端设备有最大的需水量，水泵会根据终端所需要水的量，让水的流量可以在任何时间做出一定得调整，使每个终端设备都会随负荷的变化而调整水流量。如果选择定流量阀，则此固定流量只能为设备提供所需的最大水量。所以，定流量阀应该是被称为最大流量的限制器。在小于最大流量的情况下，这个阀门不仅不起作用，而且还与电调节阀的调节阀相互之间产生干扰，容易造成负面的影响。文章阐述了暖通空调变流量水系统的水力平衡问题，希望可以为以后的实践和研究带来一定的帮助作用。

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