暖通空調(diào)系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)有效措施

1、暖通空調(diào)系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)有效措施【摘要】在建筑物暖通空調(diào)水系統(tǒng)中水力失調(diào)是最常見(jiàn) 的問(wèn)題，由于水力失調(diào)導(dǎo)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(fèi)。本文對(duì)水力失調(diào)和水力平衡的概念進(jìn) 行闡述，并對(duì)產(chǎn)生水力失調(diào)的原因和調(diào)節(jié)措施進(jìn)行了分析?！娟P(guān)鍵字】空調(diào)；水系統(tǒng)；水力失調(diào)；平衡調(diào)節(jié)在暖通空調(diào)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(diào)節(jié)能力，但由于其調(diào)節(jié)性能不好以及 無(wú)法對(duì)調(diào)節(jié)后的流量進(jìn)行測(cè)量，因此這種調(diào)節(jié)只能說(shuō)是定性 的和不準(zhǔn)確的，常常給工程安裝完畢后的調(diào)試工作和運(yùn)行管 理帶來(lái)極大的不便。因此近些年來(lái)，在越來(lái)越多的暖通

2、空調(diào) 工程水系統(tǒng)的關(guān)鍵部位（如集水器）、特別是在一些國(guó)外設(shè) 計(jì)公司設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目中，均大量地選用水力平衡閥來(lái)對(duì)系 統(tǒng)的流量分配進(jìn)行調(diào)節(jié)。一、水力失調(diào)和水力平衡的概念在熱水供熱系統(tǒng)以及空調(diào)冷凍水系統(tǒng)中各熱（冷）用戶 的實(shí)際流量與設(shè)計(jì)要求流量之間的不一致性稱為該用戶的 水力失調(diào)。水力失調(diào)的程度可以用實(shí)際流量與設(shè)計(jì)要求流量 的比值x來(lái)衡量，x稱水力失調(diào)度。x二qs/qj （qs：用戶的實(shí)際流量，qj：用戶的設(shè)計(jì)要求流量）水力平衡是指網(wǎng)路中各個(gè)熱用戶在其它熱用戶流量改 變時(shí)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(lái)表示。r=l / xmax二qj / qmax（qj：用戶的設(shè)計(jì)要求流量

3、，qmax：用戶出現(xiàn)的最大流 量）二、水力失調(diào)和水力平衡的分類2. 1靜態(tài)水力失調(diào)和靜態(tài)水力平衡由于設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備材料等原因?qū)е碌南到y(tǒng)管道特性 阻力數(shù)比與設(shè)計(jì)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(shí)際流量與設(shè)計(jì)要求流量不一致，引起系統(tǒng)的水 力失調(diào)，叫做靜態(tài)水力失調(diào)。靜態(tài)水力失調(diào)是穩(wěn)態(tài)的、根本 性的，是系統(tǒng)本身所固有的，是當(dāng)前我國(guó)暖通空調(diào)水系統(tǒng)中 水力失調(diào)的重要因素。通過(guò)在管道系統(tǒng)中增設(shè)靜態(tài)水力平衡 設(shè)備（水力平衡閥）對(duì)系統(tǒng)管道特性阻力數(shù)比值進(jìn)行調(diào)節(jié)， 使其與設(shè)計(jì)要求管道特性阻力數(shù)比值一致，此時(shí)當(dāng)系統(tǒng)總流 量達(dá)到設(shè)計(jì)流量時(shí)，各末端設(shè)備流量均同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量， 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)水力平衡。

4、2. 2動(dòng)態(tài)水力失調(diào)和動(dòng)態(tài)水力平衡當(dāng)用戶閥門開(kāi)度變化引起水流量改變時(shí)，其它用戶的流 量也隨之發(fā)生改變，偏離設(shè)計(jì)要求流量，從而導(dǎo)致的水力失 調(diào)，叫做動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。動(dòng)態(tài)水力失調(diào)是動(dòng)態(tài)的、變化的， 它不是系統(tǒng)本身所固有的，是在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的。通 過(guò)在管道系統(tǒng)中增設(shè)動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備（流量調(diào)節(jié)器或壓差 調(diào)節(jié)器），當(dāng)其它用戶閥門開(kāi)度發(fā)生變化時(shí)，通過(guò)動(dòng)態(tài)水力 平衡設(shè)備的屏蔽作用，使自身的流量并不隨之發(fā)生變化，末 端設(shè)備流量不互相干擾，此時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)水力平衡。三、產(chǎn)生水力失調(diào)的原因水力不平衡常會(huì)導(dǎo)致：3.1系統(tǒng)中某些用戶流量過(guò)大引起其他用戶流量過(guò) 小，不利環(huán)路無(wú)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(fù)荷時(shí), 供熱溫度比預(yù)期值低，供冷溫度比預(yù)期值高，導(dǎo)致水系統(tǒng)處 于大流量、小溫差運(yùn)行工況。3.3水泵選型偏大，水泵運(yùn)行在偏離高效區(qū)不合適的 工作點(diǎn)處。能量輸配效率低下，無(wú)法進(jìn)行整體調(diào)控和節(jié)能運(yùn) 行。3.4在大流量小溫差的工況下運(yùn)行，冷熱源難以達(dá)到 其額定出力，使實(shí)際運(yùn)行的機(jī)組超負(fù)荷或運(yùn)行機(jī)組臺(tái)數(shù)超過(guò) 實(shí)際負(fù)荷要求的臺(tái)數(shù)。3.5在裝備有自動(dòng)控制的系統(tǒng)中，往往由于水量不符 合設(shè)計(jì)要求，而使自控裝置失靈或不能充分發(fā)揮其控制功 能，導(dǎo)致溫控效果差。3.6由于調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)相互影響，電機(jī)頻繁動(dòng)作，使用 壽命縮短。四、系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)的有效措施4.1單個(gè)水力平衡閥的調(diào)節(jié)單個(gè)水力平衡閥的

6、調(diào)節(jié)是簡(jiǎn)單的，只需連接專用的流量 測(cè)量?jī)x表，將閥門口徑及設(shè)計(jì)流量輸入儀表，根據(jù)儀表顯示 的開(kāi)度值，旋轉(zhuǎn)水力平衡閥手輪，直至測(cè)量流量等于設(shè)計(jì)流 量即可。4.2已有精確計(jì)算的水力平衡閥的調(diào)節(jié)對(duì)于某些水系統(tǒng)，在設(shè)計(jì)時(shí)已對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了精確的水力 平衡計(jì)算，系統(tǒng)中每個(gè)水力平衡閥的流量和所分擔(dān)的設(shè)計(jì)壓 降是己知的。這時(shí)水力平衡閥的調(diào)節(jié)步驟如下：（1）在設(shè)計(jì) 資料中查出水力平衡閥的設(shè)計(jì)壓降；（2）根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，查 出（或計(jì)算出）水力平衡閥的設(shè)計(jì)流量；（3）根據(jù)設(shè)計(jì)壓降 和設(shè)計(jì)流量以及閥口徑，查水力平衡閥壓損列線圖，找出這 時(shí)水力平衡閥所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)開(kāi)度；（4）旋轉(zhuǎn)水力平衡閥手輪, 將其開(kāi)度旋至設(shè)計(jì)開(kāi)度即可。4.

7、3 一般系統(tǒng)水力平衡閥的聯(lián)調(diào)對(duì)于目前絕大部分的暖通空調(diào)水系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)只有水力 平衡閥的設(shè)計(jì)流量，而不知道壓差，而且系統(tǒng)中包含多個(gè)水 力平衡閥，在調(diào)節(jié)時(shí)這些閥的流量變化會(huì)互相干擾，這時(shí)如 何對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使所有的水力平衡閥同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量呢？4.4系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)的分析 并聯(lián)水系統(tǒng)流量分配的特點(diǎn)：并聯(lián)系統(tǒng)各個(gè)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(diào)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(dāng)調(diào)節(jié)閥vi、v2、v3調(diào) 定后，kv1、kv2

8、、kv3保持不變，則調(diào)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(diào)節(jié)閥vi、 v2、v3流量的比值調(diào)至與設(shè)計(jì)流量的比值一致，則當(dāng)其中任 何一個(gè)平衡閥的流量達(dá)到設(shè)計(jì)流量時(shí)，其余平衡閥的流量也 同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量。 串聯(lián)水系統(tǒng)流量分配的特點(diǎn)串聯(lián)系統(tǒng)中各個(gè)平衡閥的流量是相同的，調(diào)節(jié)閥g1和 調(diào)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(diǎn)實(shí)際上是一個(gè)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(diǎn)，實(shí)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(diào)至與設(shè)計(jì)流 量比值一致；再將調(diào)節(jié)閥g1的流量調(diào)至設(shè)計(jì)流量。這時(shí)， 平衡閥vi、v2、v3、g1的流量同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量，系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)水力平衡。實(shí)際上，所有暖通空調(diào)水系統(tǒng)均可分解為多級(jí)串并聯(lián)組 合系統(tǒng)。4.5水力平衡聯(lián)調(diào)的步驟該系統(tǒng)為一個(gè)二級(jí)并聯(lián)和二級(jí)串聯(lián)的組合系統(tǒng)，（vi v3、v4v6、v16-v18）為一級(jí)并聯(lián)系統(tǒng)，又分別與閥組1 （gl、g2-g6）組成一級(jí)串聯(lián)系統(tǒng)；閥組i為二級(jí)并聯(lián) 系統(tǒng)，又與系統(tǒng)主閥g組成為二級(jí)串聯(lián)系統(tǒng)。該系統(tǒng)水力平 衡聯(lián)調(diào)的具體步驟如下： 將系統(tǒng)中的斷流閥（圖中未標(biāo)示）和水力平衡閥全部 調(diào)至全開(kāi)位置，對(duì)于其它的動(dòng)態(tài)閥門也將其

10、調(diào)至最大位置， 例如，對(duì)于散熱器溫控閥必須將溫控頭卸下或?qū)⑵湓O(shè)定為最 大開(kāi)度位置； 對(duì)水力平衡閥進(jìn)行分組及編號(hào)：按一級(jí)并聯(lián)閥組1 6,二級(jí)并聯(lián)閥組i,系統(tǒng)主閥g,順序進(jìn)行； 測(cè)量水力平衡閥viv18的實(shí)際流量q實(shí)，并計(jì)算出 流量比q=q實(shí)/ q設(shè)計(jì)； 對(duì)每一個(gè)并聯(lián)閥組內(nèi)的水力平衡閥的流量比進(jìn)行分 析，例如，對(duì)一級(jí)并聯(lián)閥組i的水力平衡閥viv3的流量 比進(jìn)行分析，假設(shè)qkq2<q3,則取水力平衡閥vi為基準(zhǔn)閥, 先調(diào)節(jié)v2,使ql=q2,再調(diào)節(jié)v3,使ql=q3,則qi=q2=q3； 按步驟對(duì)一級(jí)并聯(lián)閥組2-6分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使 各一級(jí)并聯(lián)閥組內(nèi)的水力平衡閥的流量比均相等； 測(cè)量二級(jí)并聯(lián)閥組i內(nèi)水力平衡閥g1-g6的實(shí)際流 量，并計(jì)算出流量比qi -q6； 對(duì)二級(jí)并聯(lián)閥組的流量比q1q6。進(jìn)行分析，假設(shè) q1<q2<q3<q4<q5<q6,將水力平衡閥g1設(shè)為基準(zhǔn)閥，對(duì)g2g6 依次進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到調(diào)至q1二q2二q3二q4二q5二q6,即二級(jí)并聯(lián) 閥組內(nèi)的水力平衡閥的流量比均相等；總上所述，在暖通