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[摘 要]由于建筑物暖通空调水系统中水力失衡是通常的毛病。因为水力失衡产生系统量分配不合理，致使有的地方冬天不热、夏天不凉的问题，系统输出凉、热量均衡，只是能量的浪费。这里阐述在水力失衡和水力平衡的概念的情况下，针对定流量系统水力平衡和变流量水力平衡展开简单阐述，也对系统水力平衡调节问题进行了具体研究。
[关键词]暖通 空调 水力平衡 分析 调节
中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0008-01
在暖通空调水力系统运行中，即使有的普通阀门例如截止阀、球阀等都拥有调节作用，但是因为他的调节性能不是很好，还没有办法对调节后的流量有效测量，因为它的调节只是讲是定性的和不标准的，经常带给工程安装以后的试运行工作和运行管理产生麻烦。所以现在，在更多的的暖通空调工程水系统的重要部分（如集水器）、尤其是在某些外国设计单位设计的工程工作中，都过多地运用水力平衡阀针对系统的流量分配展开调节。
1 水力失衡和水力平衡的概述
在热水供热系统以及空调冷冻水系统中各热（冷）用户的实际流量与设计要求流量之间的不相同性称为该用户的水力失调。水力失调的程度可以用实际流量与设计要求流量的比值X来衡量，X称水力失调度。
X=QS/QJ（QS：用户的实际流量，QJ：用户的设计要求流量）
水力平衡是指网路中各个热用户在其它热用户流量改变时保持本身流量不变的能力，通常用热用户的水力稳定性系数r来表示。
r=1/XMAX=QJ/QMAX（QJ：用户的设计要求流量QMAX：用户出现的最大流量）
虽然某些通用阀门如截止阀、球阀等也具有一定的调节能力，但由于其调节性能不好以及无法对调节后的流量进行测量，因此这种调节只能说是定性的和不准确的，常常给工程安装完毕后的调试工作和运行管理带来极大的不便。因此近些年来，在越来越多的暖通空调工程水系统的关键部位（如集水器），特别是在一些国外设计公司设计的工程项目中，均大量地选用水力平衡阀来对系统的流量分配进行调节。
2 定流量系统水力平衡探讨
定流量水力平衡系统是暖通空调设计中常见的水力系统，在运行过程中系统各处的流量基本保持不变。通常有三种方式：
2.1 完全定流量系统
完全定流量系统是指系统中不含任何动态阀门，系统在初调试完成后阀门开度无须作任何变动，系统各处流量始终保持恒定。完全定流量系统主要适用于末端设备无须通过流量来进行调节的系统，如末端风机盘管采用三速开关调节风速和采用变风量空气处理机组的空调系统以及系统要求较低、只需气候补偿器调节供暖水温即可满足基本需要的供暖系统等。
2.2 单管串联（带旁通管）供暖系统
单管串联供暖系统包括垂直双管水平单管串联系统以及垂直单管系统等。这种系统主管的流量基本不变，因此是定流量系统。这种系统主要存在静态水力失调，在水平分支管上由于三通或二通温控阀的调节作用而存在一定的动态水力失调。因此只需在相关部位增设相关的水力平衡设备即可使系统保持水力平衡。具体如下：
（1）在系统机房集水器上安装水力平衡阀
（2）在立管回水管上设水力平衡阀
（3）在水平分支管上安装流量调节器保证各分支环路流量恒定
2.3 末端设备带三通调节阀的空调系统
该系统各分支环路的流量基本不变，是定流量系统。这种系统主要存在静态水力失调，在末端管路上也存在一定的动态水力失调。因此只需在相应部位增加相应的水力平衡设备即可使系统保持水力平衡。具体措施同系统2.2，只需将措施（3）的流量调节器安装在末端设备（风机盘管或空气处理机组）水管道即可。
3 变流量水力平衡探讨
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。
3.1 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。实现静态水力平衡的判断依据是：当系统所有动态水力平衡设备均设定到设参数位置，所有末端设备的温度控制阀门均处于全开位置时，系统所有末端设备的流量均达到设计流量。
3.2 动态水力平衡的实现
通过在相應部位安装动态水力平衡设备，使系统达到动态水力平衡。它包含两方面内容：
（1）当系统其它环路发生变化时，自身环路关键点压差并不随之发生变化，当自身的动态阀门（如温控阀、电动调节阀）开度不变时，流量保持不变；
（2）当外界环境负荷变化导致系统自身环路变化时，通过动态水力平衡设备的作用，使关键点压差并不发生变化，此时自身其它并联支路的流量也不发生变化。
4 系统水力平衡调节方法
水系统水力平衡调节的实质就是将系统中所有水力平衡阀的测量流量同时调至设计流量。
4.1 单个水力平衡阀调节：单个水力平衡阀的调节是简单的，只需连接专用的流量测量仪表，将阀门口径及设计流量输入仪表，根据仪表显示的开度值，旋转水力平衡阀手轮，直至测量流量等于设计流量即可。
4.2 已有精确计算的水力平衡阀的调节：对于某些水系统，在设计时已对系统进行了精确的水力平衡计算，系统中每个水力平衡阀的流量和所分担的设计压降是已知的。
4.3 一般系统水力平衡阀的联调：对于目前绝大部分的暖通空调水系统，对系统进行调节，应使所有的水力平衡阀同时达到设计流量：
（1）系统水力平衡调节的分析：
①并联水系统流量分配的特点：并联系统各个水力平衡阀的流量与其流量系数值成正比，调节阀组成的并联系统，当调节阀调定后，流量系数保持不变，则调节阀的流量的比值保持不变。
②串联水系统流量分配的特点：串联系统中各个平衡阀的流量是相同的。
（2）水力平衡联调的步骤该系统水力平衡联调的具体步骤如下：
①将系统中的断流阀和水力平衡阀全部调至全开位置，对于其它的动态阀门也将其调至最大位置，例如，对于散热器温控阀必须将温控头卸下或将其设定为最大开度位置；
②对水力平衡阀进行分组及编号：按一级并联阀组、二级并联阀组、系统主阀顺序进行；
③测量水力平衡阀的实际流量，并计算出流量比；
④对每一个并联阀组内的水力平衡阀的流量比进行分析
⑤按步骤④对一级并联阀分别进行调节，从而使各一级并联阀组内的水力平衡阀的流量比均相等；
⑥测量二级并联阀组内水力平衡阀的实际流量，并计算出流量比；
⑦调节系统主阀，使系统主阀的实际流量等于设计流量。
这时，系统中所有的水力平衡阀的实际流量均等于设计流量，系统实现水力平衡。但是，由于并联系统的每个分支的管道流程和阀门弯头等配件有差异，造成各并联平衡阀两端的压差不相等。因此，当进行后一个平衡阀的调节时，将会影响到前面已经调节过的平衡阀，产生误差。当这种误差超过工程允许范围时，则需进行再一次的测量和调节。
5 结语
在暖通空调水系统中，应根据工程投资和系统的精度要求合理地选用水力平衡设备，既要满足工程设计和技术规范要求，同时又应采用合理的方案，为甲方节约资金。合理地安装水力平衡阀以及采用正确的方法进行系统联调，可以极大地改善系统的水力特性，使系统接近或达到水力平衡，从而既为系统的正常运行提供了保证，同时又节省了能源，使系统经济高效地运行。
参考文献
[1] 陆耀庆.供暖通风设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1987
[2] 贺平，孙刚.供热工程[M].北京：中国建筑工业出版社，1990
[关键词]暖通 空调 水力平衡 分析 调节
中图分类号：F407.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0008-01
在暖通空调水力系统运行中，即使有的普通阀门例如截止阀、球阀等都拥有调节作用，但是因为他的调节性能不是很好，还没有办法对调节后的流量有效测量，因为它的调节只是讲是定性的和不标准的，经常带给工程安装以后的试运行工作和运行管理产生麻烦。所以现在，在更多的的暖通空调工程水系统的重要部分（如集水器）、尤其是在某些外国设计单位设计的工程工作中，都过多地运用水力平衡阀针对系统的流量分配展开调节。
1 水力失衡和水力平衡的概述
在热水供热系统以及空调冷冻水系统中各热（冷）用户的实际流量与设计要求流量之间的不相同性称为该用户的水力失调。水力失调的程度可以用实际流量与设计要求流量的比值X来衡量，X称水力失调度。
X=QS/QJ（QS：用户的实际流量，QJ：用户的设计要求流量）
水力平衡是指网路中各个热用户在其它热用户流量改变时保持本身流量不变的能力，通常用热用户的水力稳定性系数r来表示。
r=1/XMAX=QJ/QMAX（QJ：用户的设计要求流量QMAX：用户出现的最大流量）
虽然某些通用阀门如截止阀、球阀等也具有一定的调节能力，但由于其调节性能不好以及无法对调节后的流量进行测量，因此这种调节只能说是定性的和不准确的，常常给工程安装完毕后的调试工作和运行管理带来极大的不便。因此近些年来，在越来越多的暖通空调工程水系统的关键部位（如集水器），特别是在一些国外设计公司设计的工程项目中，均大量地选用水力平衡阀来对系统的流量分配进行调节。
2 定流量系统水力平衡探讨
定流量水力平衡系统是暖通空调设计中常见的水力系统，在运行过程中系统各处的流量基本保持不变。通常有三种方式：
2.1 完全定流量系统
完全定流量系统是指系统中不含任何动态阀门，系统在初调试完成后阀门开度无须作任何变动，系统各处流量始终保持恒定。完全定流量系统主要适用于末端设备无须通过流量来进行调节的系统，如末端风机盘管采用三速开关调节风速和采用变风量空气处理机组的空调系统以及系统要求较低、只需气候补偿器调节供暖水温即可满足基本需要的供暖系统等。
2.2 单管串联（带旁通管）供暖系统
单管串联供暖系统包括垂直双管水平单管串联系统以及垂直单管系统等。这种系统主管的流量基本不变，因此是定流量系统。这种系统主要存在静态水力失调，在水平分支管上由于三通或二通温控阀的调节作用而存在一定的动态水力失调。因此只需在相关部位增设相关的水力平衡设备即可使系统保持水力平衡。具体如下：
（1）在系统机房集水器上安装水力平衡阀
（2）在立管回水管上设水力平衡阀
（3）在水平分支管上安装流量调节器保证各分支环路流量恒定
2.3 末端设备带三通调节阀的空调系统
该系统各分支环路的流量基本不变，是定流量系统。这种系统主要存在静态水力失调，在末端管路上也存在一定的动态水力失调。因此只需在相应部位增加相应的水力平衡设备即可使系统保持水力平衡。具体措施同系统2.2，只需将措施（3）的流量调节器安装在末端设备（风机盘管或空气处理机组）水管道即可。
3 变流量水力平衡探讨
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。
3.1 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。实现静态水力平衡的判断依据是：当系统所有动态水力平衡设备均设定到设参数位置，所有末端设备的温度控制阀门均处于全开位置时，系统所有末端设备的流量均达到设计流量。
3.2 动态水力平衡的实现
通过在相應部位安装动态水力平衡设备，使系统达到动态水力平衡。它包含两方面内容：
（1）当系统其它环路发生变化时，自身环路关键点压差并不随之发生变化，当自身的动态阀门（如温控阀、电动调节阀）开度不变时，流量保持不变；
（2）当外界环境负荷变化导致系统自身环路变化时，通过动态水力平衡设备的作用，使关键点压差并不发生变化，此时自身其它并联支路的流量也不发生变化。
4 系统水力平衡调节方法
水系统水力平衡调节的实质就是将系统中所有水力平衡阀的测量流量同时调至设计流量。
4.1 单个水力平衡阀调节：单个水力平衡阀的调节是简单的，只需连接专用的流量测量仪表，将阀门口径及设计流量输入仪表，根据仪表显示的开度值，旋转水力平衡阀手轮，直至测量流量等于设计流量即可。
4.2 已有精确计算的水力平衡阀的调节：对于某些水系统，在设计时已对系统进行了精确的水力平衡计算，系统中每个水力平衡阀的流量和所分担的设计压降是已知的。
4.3 一般系统水力平衡阀的联调：对于目前绝大部分的暖通空调水系统，对系统进行调节，应使所有的水力平衡阀同时达到设计流量：
（1）系统水力平衡调节的分析：
①并联水系统流量分配的特点：并联系统各个水力平衡阀的流量与其流量系数值成正比，调节阀组成的并联系统，当调节阀调定后，流量系数保持不变，则调节阀的流量的比值保持不变。
②串联水系统流量分配的特点：串联系统中各个平衡阀的流量是相同的。
（2）水力平衡联调的步骤该系统水力平衡联调的具体步骤如下：
①将系统中的断流阀和水力平衡阀全部调至全开位置，对于其它的动态阀门也将其调至最大位置，例如，对于散热器温控阀必须将温控头卸下或将其设定为最大开度位置；
②对水力平衡阀进行分组及编号：按一级并联阀组、二级并联阀组、系统主阀顺序进行；
③测量水力平衡阀的实际流量，并计算出流量比；
④对每一个并联阀组内的水力平衡阀的流量比进行分析
⑤按步骤④对一级并联阀分别进行调节，从而使各一级并联阀组内的水力平衡阀的流量比均相等；
⑥测量二级并联阀组内水力平衡阀的实际流量，并计算出流量比；
⑦调节系统主阀，使系统主阀的实际流量等于设计流量。
这时，系统中所有的水力平衡阀的实际流量均等于设计流量，系统实现水力平衡。但是，由于并联系统的每个分支的管道流程和阀门弯头等配件有差异，造成各并联平衡阀两端的压差不相等。因此，当进行后一个平衡阀的调节时，将会影响到前面已经调节过的平衡阀，产生误差。当这种误差超过工程允许范围时，则需进行再一次的测量和调节。
5 结语
在暖通空调水系统中，应根据工程投资和系统的精度要求合理地选用水力平衡设备，既要满足工程设计和技术规范要求，同时又应采用合理的方案，为甲方节约资金。合理地安装水力平衡阀以及采用正确的方法进行系统联调，可以极大地改善系统的水力特性，使系统接近或达到水力平衡，从而既为系统的正常运行提供了保证，同时又节省了能源，使系统经济高效地运行。
参考文献
[1] 陆耀庆.供暖通风设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1987
[2] 贺平，孙刚.供热工程[M].北京：中国建筑工业出版社，1990