论文部分内容阅读
【摘 要】 近年来，大型商场、工作室飞速发展，暖通空调成为改善室内温度、环境、建筑品味的主要设施，对品质和节能的要求也在不断提高。随着暖通空调技术的发展以及建设单位或业主的各种思想层出不穷，建筑物暖通空调工程的设计也越来越复杂。变流量系统的全面平衡问题成为暖通空调的重要问题。本文就讨论了暖通空调变流量水力系统平衡问题。
【关键词】 暖通空调；变流量；水力系统；平衡控制
对于大多数空调房间而言，其冷热量需求是不暖通断变化的，其对空调水量的需求也是不断变化的。通常情况下，由设在空调末端设备处的自动控制两通类阀门控制进出空调末端设备的水量以适应冷暖通热量需求的变化。而水力平衡最早出产平衡阀的公司，能够追溯到一百多年以前，直到20、30年前，一些动态水利平衡阀出现了，这些产品逐步被投放到采暖系统中使用，主要是解决管道系统、设备散布以及在采暖系统中出现的水力失调等等问题，直到后来才被运用到了空调系统。
一、变流量水利平衡系统的现状
变流量水利平衡系统制造理念是在选择设施和管道时都需要按负荷最大化设计，然而在实际变流量水利系统运行中，安装在终端装置上的控制阀门会调节水流量来满足相应负荷情况需要，因为暖通空调在多数时间段都是在一种负荷的状态下运转，所以高效和节能得到了很大的提升。暖通空调设备绝大部分时间内在远低于设计负荷情况下运转，空调水系统供回水温差远低于供暖系统的温差，无法进行质调节，流量调节才是合理的做法让暖通空调变流水系统精准度出现偏差，达不到舒适节能的效果，随着暖通空调越来越大型化，这样动态水力失衡的情况也就越来越显著。
二、暖通空调变流量水力平衡概述
1、静态水力失调和静态水力平衡
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的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的流量不一致引起的水力失调，叫做静态水力失调。
静态水力平衡是指系统中所有末端设备的电动控制阀均处于全开的位置，所有动态水力平衡设备开度也都同定在设计参数位置，这时，如果所有末端设备的流量均能达到设计值，则可认为系统达到静态水力平衡。
2、动态水力失调和动态水力平衡
空调系统在运行的过程中，因一些末端阀门改变开度，而导致水流量的变化；同时会使系统压力不断往复性波动，其它用户的流量也随之发生改变，偏离设计要求流量，从而导致的水力失调，导致水力失调，这种失调称为是动态水力失调。变流量系统的动态水力平衡是在保证系统供给和需求水量瞬时一致性（这个功能是由各类调节阀门来实现的）的同时，使自身的流量并不随之发生变化，末端设备流量不互相干扰。
3、全面水力平衡
通过各种手段，使系统的静态和动态水力失调不再出现，就会达到系统的全面水力平衡。
三、暖通空调变流量水力系统平衡的方法
变流量系统在运行过程中各分支环路的流量是随着外界环境负荷的变化而变化的，这种系统是实时、灵敏、高效、节能的。变流量系统一般既存在静态水力失调，也存在动态水力失调，因此必须采取相应的水力平衡措施来实现系统的水力平衡。
静态水力平衡的实现：当系统所有的自力式阀门均设定到设计参数位置，所有末端设备的温控阀（电、气动阀）均处于全开位置时，系统所有末端设备的流量均达到设计流量。静态水力平衡的实现通过在相应的部位安装静态水力平衡设备，使系统达到静态水力平衡。
动态水力平衡的实现：通过在相应部位安装动态水力平衡设备，使系统达到动态水力平衡。目前在暖通空调变流量系统中常用的兼具动态平衡与调节功能的动态水力平衡设备主要有动态平衡电动二通阀（风机盘管用）、动态平衡电动调节阀（各类空调箱用）等。
在变流量水系统中，水泵有一个额定水量，末端设备有一个最大需水量。水泵随着末端的需水量随时调节流量，每台末端设备也随负荷变化调节流量。变流量与定流量系统设计的不同，不单单是两通控制阀代替三通控制阀，由于两通控制阀的使用，变流量水系统的工作压力应总高于相应的定流量水系统的压力，而且应该设计成自平衡系统。
一般情况下通过动态水力平衡设备进而将双管并联系统关键点压差恒定在设计压差范围内，实现变流量系统动态水力平衡。压差调节是变流量系统的主要调节方式。而实际上，流量调节器也是通过阀体内部关键点恒定压差来保持流量不变的，也是动态水力平衡的另一关键设备。在变流量系统中，用户末端盘管采用二通阀调节，整个系统循环流量随负荷变化而成比例变化。无论对于一级泵系统还是二级泵系统，冷源侧均为定流量。
一级泵的变流量系统是靠分、集水器之间的旁通实现的。二级泵变流量系统中，常见的负荷侧变流量方法是通过供回水压差对二次泵进行台数控制。末端定压差控制方法是空调变水量系统的可靠控制方法，是目前先进的空调变水量系统的控制方法。调节阀对流量进行自主调节，阀门的开启度是不能人为控制，而是在运行过程中利用测量仪器测出各种需要的数据收集到控制器后，由控制器进行处理，然后对阀门的并启度直接进行调节。它在实际中已经得到应用，并且在实际应用中取得了良好的运行效果，大大节约了能源。通过理论分析和实验验证，末端定壓差控制方法中的控制曲线在流量非等比例变化时，并不是一条曲线，而是一个区间，称之为“控制带”，“控制带”的存在为以后进一步研究空调变水量系统的控制方法提出了新的课题，相信它在实际应用中将得到更广泛的应用。
流量阀对实际工程节能运行的影响。在实际工程中，与定水量系统设计是不同的是，为了减小水泵的输配能耗，变水量系统的水泵的水循环量应等于建筑的最大负荷除以供回水温差，而不是简单的末端设备所需水量之和。这是因为当某一台或几台设备达到最大需水量时，其他设备的负荷必定有所减小，省出来的水量供最大需水量设备使用，而这是建筑使用过程中的负荷变化情况所决定的。
四、动态平衡阀的特点
在暖通空调系统内运用动态平衡阀，可以在一定的压力范围内，对空调末端设备的最大流量、自动恒定流量进行限制。
区域供暖的流量方面。利用动态平衡阀具有很大的优势。对于一些大型的、复杂空调系统而言，其采暖负荷不够稳定时，运用动态平衡阀可对系统的调试过程进行大大的简化，有效的缩短系统的调试时间，从而节约工程的时长。对于建筑物内的采暖系统，温控阀可以提供每一个散热器需要的流量，动态平衡阀使每一个管道的流量稳定。
空调系统方面。在暖通空调系统内运用动态平衡阀，可以在一定的压力范围内，对空调末端设备的最大流量、自动恒定流量进行限制。对于一些大型的空调系统而言，设置利用三通电动阀为设备所需的流量为其提供保障，把动态平衡阀安装在空调设备的末端部位，可对水力工况进行有效的调节在热力进入的部位使用动态平衡阀，满足系统运行需要。
五、结语
目前，采暖空调水系统的水力失调时有发生，造成某些区域冬天不热、夏天不冷的情况，系统输送冷、热量不合理，从而引起舒适度的降低及能量的浪费。变流量水系统的全面平衡为暖通空调系统高效、稳定、节能、舒适提供了一种有效的解决方案。所以，在暖通空调系统中采用水力平衡技术是建筑节能的有效措施之一，是空调系统安全、舒适运行的保障。
参考文献：
[1]贺平，孙刚，供热工程.北京：中国建筑下业出版社，2005
[2]张再鹏，陈焰华.符永正变流量空调系统的水力平衡问题探讨暖通空调2009（6）
[3]陆亚俊，马最良，邹平华.暖通空调[M].中国建筑工业出版社，2002.
[4]陆耀庆，实用供热空调设计手册[M].中国建筑工业出版社，2008.
【关键词】 暖通空调；变流量；水力系统；平衡控制
对于大多数空调房间而言，其冷热量需求是不暖通断变化的，其对空调水量的需求也是不断变化的。通常情况下，由设在空调末端设备处的自动控制两通类阀门控制进出空调末端设备的水量以适应冷暖通热量需求的变化。而水力平衡最早出产平衡阀的公司，能够追溯到一百多年以前，直到20、30年前，一些动态水利平衡阀出现了，这些产品逐步被投放到采暖系统中使用，主要是解决管道系统、设备散布以及在采暖系统中出现的水力失调等等问题，直到后来才被运用到了空调系统。
一、变流量水利平衡系统的现状
变流量水利平衡系统制造理念是在选择设施和管道时都需要按负荷最大化设计，然而在实际变流量水利系统运行中，安装在终端装置上的控制阀门会调节水流量来满足相应负荷情况需要，因为暖通空调在多数时间段都是在一种负荷的状态下运转，所以高效和节能得到了很大的提升。暖通空调设备绝大部分时间内在远低于设计负荷情况下运转，空调水系统供回水温差远低于供暖系统的温差，无法进行质调节，流量调节才是合理的做法让暖通空调变流水系统精准度出现偏差，达不到舒适节能的效果，随着暖通空调越来越大型化，这样动态水力失衡的情况也就越来越显著。
二、暖通空调变流量水力平衡概述
1、静态水力失调和静态水力平衡
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的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的流量不一致引起的水力失调，叫做静态水力失调。
静态水力平衡是指系统中所有末端设备的电动控制阀均处于全开的位置，所有动态水力平衡设备开度也都同定在设计参数位置，这时，如果所有末端设备的流量均能达到设计值，则可认为系统达到静态水力平衡。
2、动态水力失调和动态水力平衡
空调系统在运行的过程中，因一些末端阀门改变开度，而导致水流量的变化；同时会使系统压力不断往复性波动，其它用户的流量也随之发生改变，偏离设计要求流量，从而导致的水力失调，导致水力失调，这种失调称为是动态水力失调。变流量系统的动态水力平衡是在保证系统供给和需求水量瞬时一致性（这个功能是由各类调节阀门来实现的）的同时，使自身的流量并不随之发生变化，末端设备流量不互相干扰。
3、全面水力平衡
通过各种手段，使系统的静态和动态水力失调不再出现，就会达到系统的全面水力平衡。
三、暖通空调变流量水力系统平衡的方法
变流量系统在运行过程中各分支环路的流量是随着外界环境负荷的变化而变化的，这种系统是实时、灵敏、高效、节能的。变流量系统一般既存在静态水力失调，也存在动态水力失调，因此必须采取相应的水力平衡措施来实现系统的水力平衡。
静态水力平衡的实现：当系统所有的自力式阀门均设定到设计参数位置，所有末端设备的温控阀（电、气动阀）均处于全开位置时，系统所有末端设备的流量均达到设计流量。静态水力平衡的实现通过在相应的部位安装静态水力平衡设备，使系统达到静态水力平衡。
动态水力平衡的实现：通过在相应部位安装动态水力平衡设备，使系统达到动态水力平衡。目前在暖通空调变流量系统中常用的兼具动态平衡与调节功能的动态水力平衡设备主要有动态平衡电动二通阀（风机盘管用）、动态平衡电动调节阀（各类空调箱用）等。
在变流量水系统中，水泵有一个额定水量，末端设备有一个最大需水量。水泵随着末端的需水量随时调节流量，每台末端设备也随负荷变化调节流量。变流量与定流量系统设计的不同，不单单是两通控制阀代替三通控制阀，由于两通控制阀的使用，变流量水系统的工作压力应总高于相应的定流量水系统的压力，而且应该设计成自平衡系统。
一般情况下通过动态水力平衡设备进而将双管并联系统关键点压差恒定在设计压差范围内，实现变流量系统动态水力平衡。压差调节是变流量系统的主要调节方式。而实际上，流量调节器也是通过阀体内部关键点恒定压差来保持流量不变的，也是动态水力平衡的另一关键设备。在变流量系统中，用户末端盘管采用二通阀调节，整个系统循环流量随负荷变化而成比例变化。无论对于一级泵系统还是二级泵系统，冷源侧均为定流量。
一级泵的变流量系统是靠分、集水器之间的旁通实现的。二级泵变流量系统中，常见的负荷侧变流量方法是通过供回水压差对二次泵进行台数控制。末端定压差控制方法是空调变水量系统的可靠控制方法，是目前先进的空调变水量系统的控制方法。调节阀对流量进行自主调节，阀门的开启度是不能人为控制，而是在运行过程中利用测量仪器测出各种需要的数据收集到控制器后，由控制器进行处理，然后对阀门的并启度直接进行调节。它在实际中已经得到应用，并且在实际应用中取得了良好的运行效果，大大节约了能源。通过理论分析和实验验证，末端定壓差控制方法中的控制曲线在流量非等比例变化时，并不是一条曲线，而是一个区间，称之为“控制带”，“控制带”的存在为以后进一步研究空调变水量系统的控制方法提出了新的课题，相信它在实际应用中将得到更广泛的应用。
流量阀对实际工程节能运行的影响。在实际工程中，与定水量系统设计是不同的是，为了减小水泵的输配能耗，变水量系统的水泵的水循环量应等于建筑的最大负荷除以供回水温差，而不是简单的末端设备所需水量之和。这是因为当某一台或几台设备达到最大需水量时，其他设备的负荷必定有所减小，省出来的水量供最大需水量设备使用，而这是建筑使用过程中的负荷变化情况所决定的。
四、动态平衡阀的特点
在暖通空调系统内运用动态平衡阀，可以在一定的压力范围内，对空调末端设备的最大流量、自动恒定流量进行限制。
区域供暖的流量方面。利用动态平衡阀具有很大的优势。对于一些大型的、复杂空调系统而言，其采暖负荷不够稳定时，运用动态平衡阀可对系统的调试过程进行大大的简化，有效的缩短系统的调试时间，从而节约工程的时长。对于建筑物内的采暖系统，温控阀可以提供每一个散热器需要的流量，动态平衡阀使每一个管道的流量稳定。
空调系统方面。在暖通空调系统内运用动态平衡阀，可以在一定的压力范围内，对空调末端设备的最大流量、自动恒定流量进行限制。对于一些大型的空调系统而言，设置利用三通电动阀为设备所需的流量为其提供保障，把动态平衡阀安装在空调设备的末端部位，可对水力工况进行有效的调节在热力进入的部位使用动态平衡阀，满足系统运行需要。
五、结语
目前，采暖空调水系统的水力失调时有发生，造成某些区域冬天不热、夏天不冷的情况，系统输送冷、热量不合理，从而引起舒适度的降低及能量的浪费。变流量水系统的全面平衡为暖通空调系统高效、稳定、节能、舒适提供了一种有效的解决方案。所以，在暖通空调系统中采用水力平衡技术是建筑节能的有效措施之一，是空调系统安全、舒适运行的保障。
参考文献：
[1]贺平，孙刚，供热工程.北京：中国建筑下业出版社，2005
[2]张再鹏，陈焰华.符永正变流量空调系统的水力平衡问题探讨暖通空调2009（6）
[3]陆亚俊，马最良，邹平华.暖通空调[M].中国建筑工业出版社，2002.
[4]陆耀庆，实用供热空调设计手册[M].中国建筑工业出版社，2008.