通過對空調系統(tǒng)水力及負荷變化特性-分析探索水力平衡閥使用-合理性

1、通過對空調系統(tǒng)水力及負荷變化特性-分析探索水力平衡閥使用-合理性摘要： 本文通過對暖通空調水系統(tǒng)流量變化特性的分析，以及對空調系統(tǒng)末端設備負荷變化規(guī)律的分析,探討了安裝水力平衡閥后水系統(tǒng)流量變化與負荷變化趨勢的協(xié)調一致性，以及采用水力平衡閥調節(jié)水系統(tǒng)流量變化與負荷變化趨勢的優(yōu)勢和局限性。 關鍵詞： 水力平衡閥 流量變化趨勢 負荷變化趨勢在建筑物暖通空調工程中，水力平衡的調節(jié)是個重要的課題。本文通過對暖通空調水系統(tǒng)流量變化特性的分析，以及對空調系統(tǒng)末端設備負荷變化規(guī)律的分析,探討安裝水力平衡閥后水系統(tǒng)流量變化與負荷變化趨勢的協(xié)調一致性，以及采用水力平衡閥調節(jié)水系統(tǒng)流量變化與負荷變化趨勢的優(yōu)勢和局

2、限性。一、暖通空調水系統(tǒng)流量變化趨勢分析：對于靜態(tài)的暖通空調水管路系統(tǒng)（不含動態(tài)調節(jié)元件），包括串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)二大類。1、串聯(lián)水系統(tǒng)流量特性分析：串聯(lián)管道系統(tǒng)中各個部件的流量是一致的，即Q1= Q2= Q3= Q4= -= Qn= Q0（Q1- Qn : 系統(tǒng)中第1-n個支路的流量Q0 ：系統(tǒng)中各個支路的總流量）2、并聯(lián)水系統(tǒng)流量特性分析：并聯(lián)管道系統(tǒng)中各個部件的流量與相應的管道特性阻力數(shù)開根號的倒數(shù)成正比，即：Q1：Q2：-：Qn = 1/(Sp1)0.5：1/(Sp2)0.5： -1/(Spn)0.5Q0= Q1+ Q2+ Q3+-+Qn（Q1- Qn ：系統(tǒng)中第1-n個支路的流量Q0

3、 ：系統(tǒng)中各個支路的總流量Sp1 -Spn : 系統(tǒng)中第1-n個支路的管道特性阻力數(shù)）3、串并聯(lián)組合水系統(tǒng)流量變化趨勢分析：絕大多數(shù)的管道系統(tǒng)均為串并聯(lián)組合系統(tǒng)，對于任何串并聯(lián)復合系統(tǒng)，均可按電路模擬法將其簡化成并聯(lián)系統(tǒng)。簡化水系統(tǒng)管道采用如下公式：a串聯(lián)水系統(tǒng)：Sp= Sp1+ Sp2+ Sp3+-+ SpnSp：串聯(lián)系統(tǒng)總的管道特性阻力數(shù)Sp1 -Spn ：系統(tǒng)第1-n個串聯(lián)部件的管道特性阻力數(shù)b并聯(lián)水系統(tǒng)：1/(Sp)0.5 = 1/(Sp1)0.5+1/(Sp2)0.5-+1/(Spn)0.5將水系統(tǒng)簡化成簡單的并聯(lián)系統(tǒng)后，按管道特性阻力數(shù)對流量進行分配，然后逐級按同樣的方式對各支路計

4、算分配流量。綜上所述：1、串并聯(lián)組合系統(tǒng)各分支路的管道特性阻力數(shù)Sp不變時,網(wǎng)路的總流量在各分支管段中的流量分配比例不變,管道總流量增加或減少多少倍,各分支管道上的流量也相應的增加或減少多少倍；對于不含任何動態(tài)調節(jié)元件的空調水系統(tǒng)，均可視為串并聯(lián)組合系統(tǒng)，其各個環(huán)路的管道特性阻力數(shù)Sp為定值，因此在這些系統(tǒng)中，當管路的總流量發(fā)生變化時，系統(tǒng)各個分支環(huán)路的流量等比例的發(fā)生變化，并且流量分配比值保持不變，2、在串并聯(lián)組合系統(tǒng)中，當某一個管段的管道特征阻力數(shù)發(fā)生變化時，網(wǎng)路的總管道特性阻力數(shù)也會隨之變化，總流量在各管段中的分配比例也隨之發(fā)生變化。因此對于空調系統(tǒng)，應在管路系統(tǒng)初調試時將各個支路的管道

5、特性阻力數(shù)比值調至一個合適的比例，并且在運行的過程中保持不變，以保證空調水系統(tǒng)流量的合理分配。二、暖通空調系統(tǒng)末端設備負荷變化趨勢分析：1. 影響暖通空調系統(tǒng)末端設備負荷變化的因素有以下幾種: 、大氣環(huán)境溫度變化的影響：大氣環(huán)境溫度變化是影響空調系統(tǒng)末端設備負荷的主要因素。由大氣環(huán)境溫度變化引起的末端設備負荷由以下公式計算：Q大=A*k*tQ大：由大氣環(huán)境溫度變化引起的末端設備負荷；A：傳熱面積；k：傳熱系數(shù)；t：室內外溫差由上式可見，大氣環(huán)境溫度引起的末端設備負荷與傳熱面積、傳熱系數(shù)、室內外溫差成正比。對于處于穩(wěn)態(tài)過程的空調系統(tǒng)，由于在某一時刻的室內外溫差對所有的空調區(qū)域都是相同的，因此由大

6、氣環(huán)境溫度變化而引起的各個末端設備負荷比值僅與各自的傳熱面積和傳熱系數(shù)有關，而與室內外溫差無關，即：Q大1 ：Q大2。Q大nA1k1：A2k2：A3k3Ankn也就是說，不管大氣環(huán)境溫度如何變化，各個末端設備的負荷比值保持不變。這是大氣環(huán)境溫度對末端設備負荷變化影響的重要特性，也是供暖制冷系統(tǒng)中通過調質法和調量法調節(jié)供熱制冷量以滿足空調區(qū)域舒適度要求的主要依據(jù)。、建筑物內冷熱源變化的影響：空調區(qū)域人員的發(fā)熱量、電器設備的散熱量、食物的散熱量等都會對末端設備負荷產(chǎn)生影響，而且這些影響會隨著時間、區(qū)域的不同有很大的差異，比如餐館在中午時這種影響就非常大，反之對于賓館客房這種影響就非常小。所以對于不同區(qū)域的末端設備，冷熱源在不同的時間對于負荷的影響差異很大。、人為因素的影響：由于人開關門、窗戶等因素也會造成末端設備負荷的增加，從而造成能量的流失。人為因素對不同末端負荷變化影響的差異也很大，且是隨機的。、內墻傳熱的影響：對于室內的有些內墻，如隔壁為過道和樓梯間的，還存在著內墻傳熱問題。這些傳熱損耗也會對末端設備的負荷產(chǎn)生影響。綜上所述，空調系統(tǒng)末端設備的負荷由以下部分組成：Q總= Q大+ Q內源+ Q人+ Q內墻（Q總:末端設備總負荷； Q大:大氣環(huán)境溫度引起的末端負荷；Q人:人為因素引起的末端負荷