浅谈空调水系统水力平衡及平衡阀应用.doc

浅谈空调水系统水力平衡及平衡阀应用摘要：随着人们对生活品质的要求和节能意识的不断提高，水力平衡装置在空调水系统中的应用越来越广泛，本文对水力失调及水力平衡的概念及分类，水力平衡装置的原理及其在空调水系统中的应用进行了详细的阐述。 关键词：水力失调 水力平衡 平衡装置 当前，节能减排已经成为我国的一项基本国策，而建筑节能则是其中最重要的环节之一。由于暖通空调系统能耗在建筑整体能耗中占据很大比例，因此近些年来，影响暖通空调系统节能、舒适的关键因素之一―水力平衡技术，已经成为暖通空调行业的主要热点之一。 一、 水力失调及水力平衡概念及分类： 在暖通空调水系统中，水力失调是普遍存在的问题，由于系统中水力失调问题的存在，导致系统流量分配不合理使得空调区域实际需求的冷、热量与实际供给的冷、热量不匹配，从而造成某些区域冬天不热、夏天不冷的情况出现。在系统运行中为解决这个问题，通常采用提高水泵扬程的措施，但仍会产生冷（热）不均的问题。这种长期的不合理的运行，不仅不能解决供热或供冷品质不高的问题，还造成了大量的能源浪费。因此，必须采用相应的水力平衡措施对系统流量分配进行调节，才能从根本上彻底解决这个问题。 1. 静态水力失调和静态水力平衡 静态水力失调： 是由于设计、施工、设备材料等原因导致的系统管道特性阻力数比值与设计要求管道特性阻力数比值不一致，, 从而使系统各用户的实际流量与设计要求流量不一致，引起的水力失调。是稳态的、根本性的、是系统本身所固有的。 静态水力平衡： 通过在管道系统中增设静态水力平衡设备，在水系统初调试时对系统管道特性阻力数比值进行调节，使其与设计要求管道特性阻力数比值一致，此时当系统总流量达到设计总流量时，各末端设备流量同时达到设计流量，实现静态水力平衡。 2.动态水力失调和动态水力平衡 动态水力失调：是系统实际运行过程中当某些末端阀门开度改变引起水流量变化时，系统的压力产生波动，其它末端的流量也随之发生改变，偏离末端要求流量，引起的水力失调。是动态的、变化的、它不是系统本身所固有的，是在系统运行过程中产生的。 动态水力平衡：通过在管道系统中增设动态水力平衡设备，当其它用户阀门开度改变引起水流量变化时，通过动态水力平衡设备的屏蔽作用，自身的流量并不随之变化，末端设备流量不互相干扰，实现动态水力平衡。 二、水力平衡阀发展的历史 早期的集中空调水系统一般采用定流量水系统，这种系统对温度的控制是粗略地，也是不节能的，随着人们生活品质要求，节能意识的不断提高以及空调系统的大型化，变流量系统在集中空调工程中占据越来越重要的位置。变流量水系统在系统设计时是按照最大负荷来选择和设计设备和管网的，在系统运行过程中则是通过安装在末端设备处的调节阀门调节实际水量，从而满足末端设备部分负荷工况的需要。由于集中空调水系统一般是多台末端设备并联，且水系统绝大部分时间内都处于部分负荷运行状态，因此这些末端设备的调节阀门经常是同时进行调节的，因此必然由于互相干扰而导致水力失调，空调水系统的规模越大，水力失调的影响也就越明显。因此，自20世纪八九十年代以来，在北美和欧洲逐渐出现了一些将动态平衡和调节功能集成在一个阀体内的水力平衡产品，以满足集中空调水系统对动态水力平衡的要求。在亚洲，特别是中国，水力平衡产品是在20世纪90年代逐渐被采用的，最早是在集中供暖系统中采用一些静态和压差平衡阀，到2000年，特别是2002年以后，一些大型的集中空调水系统也开始使用水力平衡产品，以满足舒适和节能的要求。 三、水力平衡产品的发展顺序 （1） 静态平衡阀：最早出现的水力平衡阀，它实质上是一种改良的手动阀； （2） 动态压差平衡阀、动态流量平衡阀，实际上都是自力式阀门，具有自力式阀门的普遍特点，即无需能量，工作稳定，但是精度稍差，且无法监控； （3） 自力式FCU平衡两通阀，自力式AHU平衡调节阀，实质上是将动态（压差\流量）平衡阀与电动两通（调节）阀的功能集成在一个阀体内，平衡功能靠自力式阀芯来实现，两通（调节）功能靠电动阀芯来实现，因此它在平衡方面也具有精度稍差和无法监控的缺点。 另外，目前市场上也出现了通过串联双环路主辅控制的方法来实现平衡和调节功能的压力无关型平衡调节阀门。由于暖通空调系统的最终目的是给用户提供一个舒适、节能的空调环境，因此水力平衡产品必定是为这一最终目标而服务的，这也决定了水力平衡产品的发展方向。 四、常用平衡、调控装置 1、静态水力平衡阀：调节管路阻力，是解决水力管网系统的重要节能产品，具有线性流量特性的、调节性能较好的一种手动调节阀门，它可以通过专用仪表测量流经阀门的流量，通过调节阀门的阻力对管网进行初调节，实现系统管网在设计