浅析暖通空调的水力平衡系统的要点分析

浅析暖通空调的水力平衡系统的要点分析

钟学阳

成都基准方中建筑设计有限公司四川省成都市610000

摘要：基于现代化建筑中暖通空调设备逐渐增多的前提下，内部水力平衡系统的重要性逐渐被用户所重视，忽视这一问题容易造成水力失调、流量分配不均、热量输送阻碍等现象。轻则造成能源大量浪费、舒适性降低，重则造成系统故障甚至崩溃。本文针对建筑工程中暖通空调设备的水力平衡系统问题展开分析，结合水力失调、水力平衡等要点进行分析，并提出相应的调节措施。

关键词：暖通空调；水力平衡；要点分析；调节措施

暖通空调设备在城市化进程中既有促进机制也有制约机制，一方面，促进机制来源于人民群众对居住舒适性的要求不断提高，“冬暖夏凉”也是暖通空调系统建设的本质价值。另一方面，制约机制来源于建筑本身，建筑为暖通空调系统的是设计和施工提供了空间，但又将它作为整体建筑功能的一部分，建筑高度、结构、材料等都会造成客观上的暖通空调应用影响。这其中，“水力平衡系统失调”是一种常见的故障问题，由于暖通空调系统在建筑内部的供热管线呈现多元模式（多行、多路、多架构），复杂的管线在到达用户空间之前，需要进行网络设计和合理分流，水力平衡系统是维持流量均衡的前提，否则会造成冷热不均的现象，这是需要极力避免的。

1、暖通空调水力平衡系统问题、分类与原因

针对暖通空调系统性而言，“水力失调”和“水力平衡”是一个相对的概念，无论设计、施工如何地进行保障，现实中的暖通空调工程系统在供热系统中都不可能实现实际流量的绝对均衡，即设计流量和实际流量之间必然存在误差。

暖通空调水力平衡系统存在的问题较多，“水力失调”既是一个基础性问题，也是一个引起系统其他问题的“源头”。从分类上说，水力失调主要包括了“静态失调”和“动态失调”两种形式，其中“静态失调”用来表示暖通空调工程系统运行之前就存在的客观问题，如设备问题、原材料问题、施工技术问题、安装调节问题等，这些问题是可以通过检修发现并解决的，或言是在可预计范围内的。而动态失调则是在用户使用中（阀门启动后），由于水流变化或流量异常造成的突发性失调，这种变化是随机的，无法进行有效的控制。

结合以上问题与分类，对暖通空调水力失调现象的形成原因，可以归纳如下：

第一，系统中某些用户流量过大引起其他用户流量过小，不利环路无法获得所需要的流量。这是系统运行调节中要坚决避免的问题，特别是对于一些用户私自改造的现象，会造成冷热源与输配管路流量不匹配，在满负荷时供热温度比预期值低，供冷温度比预期值高，导致水系统处于大流量、小温差运行工况。

第二，水泵选型偏大。选型偏大会造成整个暖通空调水力平衡系统处于一种“临界状态”，水泵运行在偏离高效区不合适的工作点处，能量输配效率低下，无法进行整体调控和节能运行。

第三，在大流量、小温差的工况下运行，冷热源难以达到其额定出力，使实际运行的机组超负荷或运行机组台数超过实际负荷要求的台数。客观上说，我国北方地区不同季节的温差较大，南方地区温差较小，因此在系统设计过程中，就必须考虑机组安装过程各种的工况运行状态，考虑到当前越来越多的建筑企业跨地区经营，在设计中不能一贯地沿用经验，而要对现实情况有所预计。

第四，在装备有自动控制的系统中，往往由于水量不符合设计要求，而使自控装置失灵或不能充分发挥其控制功能，导致温控效果差；同时，由于调节阀的调节相互影响，电机频繁动作，使用寿命缩短。

2、暖通空调的水力平衡系统的要点分析

任何一种系统都无法做到绝对化转化或作用，并且所涉及的元素越琐碎、环节越多，最后造成的失调机率和影响也就越大。客观上，对暖通空调的水力平衡系统控制也无法实现绝对掌控，这就要求水力平衡系统协调中抓住要点内容。

第一，检验暖通空调水系统的直接影响要素，包括空调热水、冷水的流量设计是否合理，以及新风机组、检测水泵等规格设计是否符合整体系统的功率需求，同时还要关注简单的障碍性要素，如空调机组内部是否存在异物，水过滤器装置是否清洁干净。

第二，检验暖通空调水系统的各部分状态，如冷水机组、水泵、新风机组、风机盘管等，手动阀门要保持在打开状态，并且阀门的开度要保持可调节的状态。

第三，对各部分设计的电动阀门进行工况检测，维持其正常工作，并确保全部在打开状态，依次收集一定时期内的工作数据样本。

以上要点把控过程中需要认识到，“比例调节”是水力平衡的重要、必要实现条件，原因在于它可以满足实时监测并发挥直线流量优势，通过专业的流量仪就可以轻松地观察数据变化；结合以上两种分类，静态平衡和动态平衡的调节中本质上都存在缺陷，那么在设计中也需要尽量向标准要求方面靠拢。

3、暖通空调系统水力平衡调节措施的有效性方案

3.1定流量系统水平衡调节措施

定流量系统水平衡调节的措施运用出现在静态水力调节中，也只有静态水力调节狭隘才能够发挥“定流量”的作用，而在终端流量监控中，主要涉及到的是节流孔板、静态平衡阀、定流量阀门等，以此来调节阻力和流量；在对系统进行必要的调节之后能实现后阀门的开度不需要做其他的变动。系统的各处的流量能够持续控制在稳定的状态，也就实现了静态的水力平衡。这样的水力平衡，会导致严重的能量浪费。随着空调周围的环境改变，人流量的增加，以及日照辐射度等因子发生变化，会出现空调承担负荷的变更，从而引起末端设备对空调的温度需求的改变。

3.2变流量系统水平衡调节措施

变流量系统水平衡调节措施与变频技术应用存在密切的联系，从调节手段上说，变流量水系统可以减少空余时间能源消耗的比例。客观上，满足了可持续发展需求以及节能环保意识的功能，变流量系统的运转过程之中，各个分部环路的流量的高低是随着负荷的变化产生相应的变化。

考虑到空调设备常年性、连续性工作的特点，系统的水流量很长时间内都是处在一个低于设计流量的情形下，因此，变流量系统显得格外的高效和节能环保。不是说变流量水系统就是完美无缺的，它也有一个很大缺陷。并联环路之间的耦合性很强，而水力之间是相互影响的，如果一个环路的水力产生扰动，就会像涟漪一样传递到别的环路里面。现在的暖通空调系统的动态水力的平衡大多采用动态的压差平衡阀。它既能吸收外面多余的压头，又能阻隔环路或者设备与设备之间的流量变化的相互干涉。

3.3综合性系统水平衡调节措施

简单地说，所谓“综合性”系统平衡调节措施，就是将定流量和变流量调节措施尽心结合，但同时也融入了一些先进的管理手段、技术和设备，它在现代化高层建筑中的应用较为普遍，也更具有优势性。从能量分配的动态水力平衡的调控来看，给空调的能量的动态波动和分配给出了一种灵巧的调控技术。让空调的管理人员能够依据不同的空调环路的需要以及需求的实时变化，提供不一样的空调服务的质量安排，在温度的冷暖有限制的情况下能够保障关键环路的温度的配置合理。

4、结束语

综上所述，暖通空调设备的集中安装所构建的系统化工程，将会越来越多地出现在现代建筑空间中，如果忽视系统水力平衡调节的有效性及协调要点，暖通空调系统就会出现负荷增减无规律的现状，进而造成流量分配不均，影响空间舒适度，造成不合理的能耗支出。通过研究，笔者认为应该较积极地采用动态方式来解决水力失调问题，并创新系统设计方案，加大变频技术的投入力度。

参考文献

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