對暖通空調中水力平衡調節設計的認識及思考

王翠　李奕陽　陳陽

摘 要：暖通空調工程水力平衡的調節是一個核心性問題，也是設計者們探究的重要課題。因此本文重點提出了靜態水力平衡及動態水力平衡兩種理念，并根據兩種水力平衡自身的特點，剖析了定流量系統及變流量系統等多種較為經典的方法，提出了水力平衡方法的使用是完善供熱（冷）空調系統情況及提高節能革新的有效方式。

關鍵詞：暖通空調；水力平衡；調節

引 言

在暖通空調水系統中，水力失衡是最為普通的問題。因為水力失調造成系統流量匹配不準確，一些地區流量太多，一些地區流量又不夠，導致一些地區冬天供熱不足、夏天制冷不夠的情況，系統運送冷、熱量不準確，從而導致能量的損失，或者為解決此類問題，完善水泵揚程，但依舊會產生熱（冷）不平衡及更大的電能損耗。所以，一定要應用對應的調節閥門對系統流量匹配實施調節。

盡管一些常用閥門像截止閥、球閥等也擁有相應的調節水平，可由于其調節功效不好以及不能對調節后的流量實施檢測，所以這種調節只可以說是定性的及不精準的，通常給工程安裝完成后的調試工作及運作管理帶來許多的不方便。所以最近這些年來，在許多的暖通空調工程的核心部位（像集水器）、尤其是在某些外國設計公司策劃的工程項目中，都大規模地應用水力平衡閥來調節系統的流量匹配。

1 水力平衡調節狀況

水力失調是暖通空調中是最容易遇見的問題，處理這個問題就需要使用對應的舉措來完善系統流量分散的不平均，能夠采用調節閥門的手段。在當前的市場上，一些最常用的閥門擁有一定的調節水平，像使用廣泛的球閥、截止閥等等。可是，因為這些常用的零件的調節弓能不太完善，而且也不能對調節后的系統流量實施檢驗和測量。因此，這種調節在一些層面比較固定，也會有一些不準確性。甚至還會在工程裝配完成后對以后的調試工作及運作管理帶來不可避免的麻煩。因為很多因素的影響，最近，對暖通空調工程的核心位置，在設計的工程中采取符合應用的水力平衡閥，通常使用自力式壓差調節閥或自力式流量控制閥對流量分配情況進行調節。

2 系統水力平衡調節

暖通空調的水系統水平調節它的核心是根據系統的水力水平閥來檢測流量的分配，與此同時，把系統流量能根據設計或現實所需來設定。而針對水力平衡閥的應用，是按照其良好的調節性能及對流量的及時可測性作為首要因素。系統水力平衡調節按照其本身的作用及使用的范圍，能分為現有精準計算的水力平衡閥、單一的水力平衡閥以及普通系統水力平衡閥。

2.1 系統水力平衡的分類

對其區分的剖析來看，單一的水力平衡閥是以其簡單的調節相對使用廣泛為基礎。把專門的流量測量儀表和單一的水力平衡閥相接連，將對應的策劃流量及閥門口徑一起輸進儀表里面，再按照儀表的開度值的顯現，來轉動地調節水力平衡閥，讓檢測流量及策劃流量相符合就可以了。

可是，針對某些在設計時就實施檢測的系統，水力平衡的測算已比較精準了，并且在策劃中已把系統的各個水力平衡閥的流量以及承擔的壓力降早已事前通知了。緊接著就能夠直接按照調節程序來實施，開始需要查清水力平衡閥的計劃壓降，這個數據能夠在策劃資料里面得到。接著，在策劃圖紙中算出水力平衡閥的策劃流量，再按照策劃的流量和閥門口的直徑以及壓降對比水力平衡閥的壓損列線圖，找到策劃好的開度，旋轉水力平衡閥的把手，符合標準就行。

2.2 通常系統水力平衡閥的聯調

針對通常系統水力平衡閥，因為其系統中包括許多個水力平衡閥，并且策劃時只了解設計流量，沒有了解壓差，因此許多的暖通空調水利平衡設計在調節時，很多個閥門間的流量要是變化就會互相干擾，因此通常系統水力平衡閥間使用串聯、并聯或是串并聯一起采用的系統流量匹配組織。

在并聯水系統流量匹配中，每一個水力平衡閥的流量匹配的準則和流量的系數KV值之間是正比。調節閥的并聯系統分別由V1、V2、V3三個結構構成。在調節進程中，把三個調節閥的流量比值及策劃流量始終保持一樣，只要3個中的任意一個平衡閥的流量符合策劃流量的準則，另外2個平衡閥的流量也會一并符合準則的策劃流量。所以，在串聯的系統中，每一個平衡閥的流量是一樣的。因為合并的串、并聯系統的實施及使用更加通用，幾乎全部的暖通空調水系統都能夠分解成多個串、并聯結構的系統。

值得重視的是，當系統中所有的水利平衡閥的策劃流量和現實流量相同時，系統才能夠發揮水力平衡的功效。可是，因為各個不同系統中，每一個分支的地方管道程序及閥門、彎頭等零件存有不同，因此會造成各并聯平衡閥的兩邊頂點的壓差不一樣。因此，為了避免對最終一個平衡閥的調節而關系到所有平衡閥的精確性，發生原本可以避免的誤差，所以要把誤差的范圍降低至最小，進而要實施多次的測量及調整。

3 已有水力平衡調節方法的局限性

水力平衡能分成靜態水力平穩及動態水力平穩以兩種。靜態的水力平穩的成因，是在平穩的流量情況下，每個分支路口的設計流量和其現實流量基本一樣的狀況。可是，在變化的流量情況下，要是分支環路需要的流量以及現實流量基本一樣，也就證明了動態水力平穩。針對靜態水力平穩，能夠很好地處理系統水平及靜態平穩的問題，在一定狀況下能夠保證系統運送的流量比較平均地運送到各環路最底端。這樣能夠防止現實中流量的匹配不均。

3.1 常用的水力平衡的調節手段

在供熱系統中，水力失調是引起用戶冷熱不平穩、耗能太高的最重要成因。在水力失調的情況下，自然的水力平衡受毀壞，系統沒能根據策劃最初的條件運作。接近熱源的用戶，因為供、回水的壓差比較大，供水量會遠遠多于設計流量；然而遠端的用戶因為供、回水壓差比較小，供水量不夠。要處理這個問題，要使用在環路中部的地方增強適當的阻力，降低水泵兩變的流量不平均導致的負擔，讓流向各環路的水流量盡可能持平。這個進程就是證明了水力平衡調節的基本理念。因此，針對水力平衡調節的根本就是根據改變系統里面的阻力減輕系統過多的壓力，進而增加有力環路的阻力。

靜態水力平穩是穩定的流量系統，其水力失衡的調節比較單一，在有關地方裝配靜態水力平穩設備就行了。在定流量系統中，水力平穩因為它操作簡單也造成了許多能量流失的缺陷。因為當今許多外在環境的變化，供熱的負載變大。要是用戶長時間地堅持最大限度的恒量水流量的運輸，會造成大量的能量的浪費，也會降低系統的經濟功效。

3.2 動態水力平衡調節方法的局限性

由于已有的動態水力平穩方式擁有一定的局限性，因此及時暖通空調處在大范圍使用的狀態，但始終會有水力平衡的問題。多年來，現代建設的內部結構不但多樣化，并且比較復雜，對暖通空調的運作也會有影響。而動態水力平穩的變流量系統的環路間也會有水力耦合的弊端，因此它的平穩的作用是局限的。再者，動態水力平穩方式也僅僅是部分的水力控制，不能對所有系統的水力情況實施調節。

4 結 語

現在，我國的空調系統中很多都有水力失調發生，很易造成供熱（冷）質量變差，加大了消耗，浪費物資。針對定流量系統、變流量系統文章只是粗略的分析了，但在現實的工作中，要因地制宜。現今為止，水力平衡手段是改變供熱（冷）現狀以及推動節能的最佳途徑。在暖通空調水利平衡調節中，既要符合工程設計以及技術合理要求，也要使用最佳的方案，讓系統達到水力平衡狀態，不僅能為系統的正常運作做出保障，也節約了資源，使系統經濟能夠安全地運作。

參考文獻

[1]賀平，孫剛主編.《供熱工程》[J].北京：中國建筑工業出版社1990年.

[2]陸耀慶等主編.《供暖通風設計手冊》[M].北京：中國建筑工業出版社1987年.