暖通空調系統(tǒng)水力平衡調節(jié)有效措施

1、暖通空調系統(tǒng)水力平衡調節(jié)有效措施【摘要】在建筑物暖通空調水系統(tǒng)中水力失調是最常見 的問題，由于水力失調導致系統(tǒng)流量分配不合理，造成某些 區(qū)域冬天不熱，夏天不冷的情況。系統(tǒng)輸送冷、熱量不合理, 從而引起能量的浪費。本文對水力失調和水力平衡的概念進 行闡述，并對產生水力失調的原因和調節(jié)措施進行了分析?！娟P鍵字】空調；水系統(tǒng)；水力失調；平衡調節(jié)在暖通空調水力系統(tǒng)中，雖然某些通用閥門如截止閥、 球閥等也具有一定的調節(jié)能力，但由于其調節(jié)性能不好以及 無法對調節(jié)后的流量進行測量，因此這種調節(jié)只能說是定性 的和不準確的，常常給工程安裝完畢后的調試工作和運行管 理帶來極大的不便。因此近些年來，在越來越多的暖通

2、空調 工程水系統(tǒng)的關鍵部位（如集水器）、特別是在一些國外設 計公司設計的工程項目中，均大量地選用水力平衡閥來對系 統(tǒng)的流量分配進行調節(jié)。一、水力失調和水力平衡的概念在熱水供熱系統(tǒng)以及空調冷凍水系統(tǒng)中各熱（冷）用戶 的實際流量與設計要求流量之間的不一致性稱為該用戶的 水力失調。水力失調的程度可以用實際流量與設計要求流量 的比值x來衡量，x稱水力失調度。x二qs/qj （qs：用戶的實際流量，qj：用戶的設計要求流量）水力平衡是指網(wǎng)路中各個熱用戶在其它熱用戶流量改 變時保持本身流量不變的能力，通常用熱用戶的水力穩(wěn)定性 系數(shù)r來表示。r=l / xmax二qj / qmax（qj：用戶的設計要求流量

3、，qmax：用戶出現(xiàn)的最大流 量）二、水力失調和水力平衡的分類2. 1靜態(tài)水力失調和靜態(tài)水力平衡由于設計、施工、設備材料等原因導致的系統(tǒng)管道特性 阻力數(shù)比與設計要求管道特性阻力數(shù)比值不一致，從而使系 統(tǒng)各用戶的實際流量與設計要求流量不一致，引起系統(tǒng)的水 力失調，叫做靜態(tài)水力失調。靜態(tài)水力失調是穩(wěn)態(tài)的、根本 性的，是系統(tǒng)本身所固有的，是當前我國暖通空調水系統(tǒng)中 水力失調的重要因素。通過在管道系統(tǒng)中增設靜態(tài)水力平衡 設備（水力平衡閥）對系統(tǒng)管道特性阻力數(shù)比值進行調節(jié)， 使其與設計要求管道特性阻力數(shù)比值一致，此時當系統(tǒng)總流 量達到設計流量時，各末端設備流量均同時達到設計流量， 系統(tǒng)實現(xiàn)靜態(tài)水力平衡。

4、2. 2動態(tài)水力失調和動態(tài)水力平衡當用戶閥門開度變化引起水流量改變時，其它用戶的流 量也隨之發(fā)生改變，偏離設計要求流量，從而導致的水力失 調，叫做動態(tài)水力失調。動態(tài)水力失調是動態(tài)的、變化的， 它不是系統(tǒng)本身所固有的，是在系統(tǒng)運行過程中產生的。通 過在管道系統(tǒng)中增設動態(tài)水力平衡設備（流量調節(jié)器或壓差 調節(jié)器），當其它用戶閥門開度發(fā)生變化時，通過動態(tài)水力 平衡設備的屏蔽作用，使自身的流量并不隨之發(fā)生變化，末 端設備流量不互相干擾，此時系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)水力平衡。三、產生水力失調的原因水力不平衡常會導致：3.1系統(tǒng)中某些用戶流量過大引起其他用戶流量過 小，不利環(huán)路無法獲得所需要的流量。3.2由于冷熱源與輸

5、配管路流量不匹配，在滿負荷時, 供熱溫度比預期值低，供冷溫度比預期值高，導致水系統(tǒng)處 于大流量、小溫差運行工況。3.3水泵選型偏大，水泵運行在偏離高效區(qū)不合適的 工作點處。能量輸配效率低下，無法進行整體調控和節(jié)能運 行。3.4在大流量小溫差的工況下運行，冷熱源難以達到 其額定出力，使實際運行的機組超負荷或運行機組臺數(shù)超過 實際負荷要求的臺數(shù)。3.5在裝備有自動控制的系統(tǒng)中，往往由于水量不符 合設計要求，而使自控裝置失靈或不能充分發(fā)揮其控制功 能，導致溫控效果差。3.6由于調節(jié)閥的調節(jié)相互影響，電機頻繁動作，使用 壽命縮短。四、系統(tǒng)水力平衡調節(jié)的有效措施4.1單個水力平衡閥的調節(jié)單個水力平衡閥的

6、調節(jié)是簡單的，只需連接專用的流量 測量儀表，將閥門口徑及設計流量輸入儀表，根據(jù)儀表顯示 的開度值，旋轉水力平衡閥手輪，直至測量流量等于設計流 量即可。4.2已有精確計算的水力平衡閥的調節(jié)對于某些水系統(tǒng)，在設計時已對系統(tǒng)進行了精確的水力 平衡計算，系統(tǒng)中每個水力平衡閥的流量和所分擔的設計壓 降是己知的。這時水力平衡閥的調節(jié)步驟如下：（1）在設計 資料中查出水力平衡閥的設計壓降；（2）根據(jù)設計圖紙，查 出（或計算出）水力平衡閥的設計流量；（3）根據(jù)設計壓降 和設計流量以及閥口徑，查水力平衡閥壓損列線圖，找出這 時水力平衡閥所對應的設計開度；（4）旋轉水力平衡閥手輪, 將其開度旋至設計開度即可。4.

7、3 一般系統(tǒng)水力平衡閥的聯(lián)調對于目前絕大部分的暖通空調水系統(tǒng)，其設計只有水力 平衡閥的設計流量，而不知道壓差，而且系統(tǒng)中包含多個水 力平衡閥，在調節(jié)時這些閥的流量變化會互相干擾，這時如 何對系統(tǒng)進行調節(jié)，使所有的水力平衡閥同時達到設計流量呢？4.4系統(tǒng)水力平衡調節(jié)的分析 并聯(lián)水系統(tǒng)流量分配的特點：并聯(lián)系統(tǒng)各個水力平衡 閥的流量與其流量系數(shù)kv值成正比（由于管道中水流速度 較低，假定各并聯(lián)支路上平衡閥兩端的壓差相等），調節(jié)閥 vi、v2、v3 組成的并聯(lián)系統(tǒng)，則 qv1： qv2： qv3=kv1： kv2： kv3 （q為流量，kv為流量系數(shù)）。當調節(jié)閥vi、v2、v3調 定后，kv1、kv2

8、、kv3保持不變，則調節(jié)閥vi、v2、v3的流 量q vi、q v2、q v3的比值保持不變。如果將調節(jié)閥vi、 v2、v3流量的比值調至與設計流量的比值一致，則當其中任 何一個平衡閥的流量達到設計流量時，其余平衡閥的流量也 同時達到設計流量。 串聯(lián)水系統(tǒng)流量分配的特點串聯(lián)系統(tǒng)中各個平衡閥的流量是相同的，調節(jié)閥g1和 調節(jié)閥vi、v2、v3組成一串聯(lián)系統(tǒng),則:qg1二qvl+qv2+qv3； 串并聯(lián)組合系統(tǒng)流量分配的特點實際上是一個串并聯(lián)組合系統(tǒng)。其中平衡閥v1、v2、v3 組成一并聯(lián)系統(tǒng)，平衡閥門、v2、v3又與平衡閥g1組成一 串聯(lián)系統(tǒng)。根據(jù)串并聯(lián)系統(tǒng)流量分配的特點，實現(xiàn)水力平衡的方式 如

9、下：首先將平衡閥組vi、v2、v3的流量比值調至與設計流 量比值一致；再將調節(jié)閥g1的流量調至設計流量。這時， 平衡閥vi、v2、v3、g1的流量同時達到設計流量，系統(tǒng)實 現(xiàn)水力平衡。實際上，所有暖通空調水系統(tǒng)均可分解為多級串并聯(lián)組 合系統(tǒng)。4.5水力平衡聯(lián)調的步驟該系統(tǒng)為一個二級并聯(lián)和二級串聯(lián)的組合系統(tǒng)，（vi v3、v4v6、v16-v18）為一級并聯(lián)系統(tǒng)，又分別與閥組1 （gl、g2-g6）組成一級串聯(lián)系統(tǒng)；閥組i為二級并聯(lián) 系統(tǒng)，又與系統(tǒng)主閥g組成為二級串聯(lián)系統(tǒng)。該系統(tǒng)水力平 衡聯(lián)調的具體步驟如下： 將系統(tǒng)中的斷流閥（圖中未標示）和水力平衡閥全部 調至全開位置，對于其它的動態(tài)閥門也將其

10、調至最大位置， 例如，對于散熱器溫控閥必須將溫控頭卸下或將其設定為最 大開度位置； 對水力平衡閥進行分組及編號：按一級并聯(lián)閥組1 6,二級并聯(lián)閥組i,系統(tǒng)主閥g,順序進行； 測量水力平衡閥viv18的實際流量q實，并計算出 流量比q=q實/ q設計； 對每一個并聯(lián)閥組內的水力平衡閥的流量比進行分 析，例如，對一級并聯(lián)閥組i的水力平衡閥viv3的流量 比進行分析，假設qkq2<q3,則取水力平衡閥vi為基準閥, 先調節(jié)v2,使ql=q2,再調節(jié)v3,使ql=q3,則qi=q2=q3； 按步驟對一級并聯(lián)閥組2-6分別進行調節(jié)，從而使 各一級并聯(lián)閥組內的水力平衡閥的流量比均相等； 測量二級并聯(lián)閥組i內水力平衡閥g1-g6的實際流 量，并計算出流量比qi -q6； 對二級并聯(lián)閥組的流量比q1q6。進行分析，假設 q1<q2<q3<q4<q5<q6,將水力平衡閥g1設為基準閥，對g2g6 依次進行調節(jié)，直到調至q1二q2二q3二q4二q5二q6,即二級并聯(lián) 閥組內的水力平衡閥的流量比均相等；總上所述，在暖通