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摘要：国家建筑工程事业的不断进步与发展，极大地促进了暖通空调技术的飞跃，研究暖通空调水系统中水力失调问题，对于提升暖通空调的应用效果有着极为关键的意义。文章首先概述了相关内容，分析了产生水力失调的原因及解决方法，并提出了暖通空调水系统效率优化的策略，望对相关工作的开展有所裨益。
关键词：暖通空调水系统；水力失调；现象；解决
1、前言
暖通空调水系统应用条件的不断变化，对其水力失调现象提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践，并取得理想效果。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。
2、暖通空调系统概述
随着我国利用能源的紧张和实现节能方式的不断发展和变化，计算机以及高科技的利用加快了暖通空调产业的发生。特别是一些精度比较高的行业，就要控制温度、湿度以及空气的质量等。所以在设计和处理方式上就有较高的要求。暖通空调的种类比较多，对于全空气系统来说，它是在空间上进行加热、加湿以及多种运行方式，利用风来形成的运行。对于空气-水系统来说，它是利用冷水在空间方式上实现的，利用空气来保证良好的质量。对于全水系统来说，它是一种多发生的循环系统，在很多建筑物应用和调节上都能满足大量的要求和改造工作的灵活作用。对于变水量体系来说，它利用水温的方式来实现的，不仅要保证水泵的运行台数，还要掌握水泵在水量数值上的变化。
3、产生水力失调的原因及解决
3.1产生水力失调的原因及危害
水力失调有两方面：动态水力失调，是指当某些用户的水流量改变时，会影响其它用户的流量也随之变化，偏离设计要求。静态水力失调，是指系统虽然经过水力平衡计算，并达到规定的要求，但由于设计、施工安装、设备材料等原因导致的，各用户的实际流量与设计要求不符引起的系统水力失调。这种水力失调是先天性的、根本的，如果不加以解决，影响将始终存在。
水力不平衡常会导致：
3.1.1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。
3.1.2由于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。
3.1.3水泵选型偏大，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。
3.1.4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。
3.1.5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。
3.1.6由于调节阀的调节相互影响，电机频繁动作，使用寿命缩短。
3.2解决水力失调的办法
3.2.1加节流孔板
在热力入口或空调靠近冷源环路的部分管段上增加节流孔板。采用这种办法解决水力失调的前提是：水系统阻力计算准确、热力或空调末端流量不能发生变化。因此在末端流量变化时仍会造成水力失调及能源上的浪费。
3.2.2安装手动调节阀
对大型空调系统而言，采用手动调节阀调节过程复杂，手动调节前端阀门，后端流量会受影响。对于复杂系统，要求调节阀门的工程师经验丰富。并且一旦系统压力或负荷发生变化仍需要重新调整水力系统。
3.2.3安装动态流量平衡阀
热力入口或空调设备末端的设计流量确定后，根据流量及阀门处的压力变化范围选定动态平衡阀，安上设置好的阀门既可使用。只要阀门处的压差变化在阀门的设计压力范围内，无需任何人为的调节。
4、暖通空调水系统效率优化的策略
4.1变水量空调系统循环泵优化研究
通过分析冷冻水管路特性随空调负荷变化的特点，就可以得出计算空调冷冻水泵变频调速运行总能耗的一般关系式，还有的专家提出在DDC网络控制下，将传统二次泵系统改进为全变速一次/加压泵系统，取消一二次环路间的旁通管，使得节能效果更加明显。针对常规空调变流量一次/二次泵分布式冷水系統存在的小温差和低效率的问题及原因进行理论分析，提出改进设计方案即全变速一次/加压泵分布式冷水系统，并阐明改进后系统的技术可行性及其优点。二次泵主要用来克服管道的摩擦阻力，过滤网、用户侧控制阀及平衡阀形成的管网系统的阻力。随着变频调速技术的发展，通过变频调节改变水泵的转速，改变了传统的模式，节能的效果大大的增加。循环水系统二次泵高效区可以通过限制流量范围。水泵调速运行时，不宜在额定转速以上运行。
4.2变水量空调系统冷水机组优化研究
冷水机组是建筑空调系统中耗能量最大的部分，因此，降低其能耗对于整体的节能来说是非常重要的。大型建筑一般采用多台冷水机组并联运行。通过切换机组运行台数，呈阶梯状的提供能量来满足不同的要求。近年来，学者对冷水机组负荷的最优配置问题进行了深入的研究，尤其是对模型求解算法上，但模型中并未包括机组的启停状态。实际情况是，现有建筑空调系统冷水机组多采用多台机组联合运行。这样机组能耗就与其负荷分配和机组的启停状态有关。优化各冷水机组负荷分配及启停状态，以此达到节能的目的应该成为我们关注的重点问题。
评价冷水机组运行效率的一个有效的指标就是机组运行系统COP，COP值越大，机组运行效率越高，相应的就越节能。另外，对于单台冷水机组而言，其最大COP值出现在机组满负荷下，可以将制冷剂的COP值作为目标函数，使用拉格朗日法求解最优制冷机负荷，这种方法与传统方法相比能耗低且精确度高。不过随着计算机等相关技术的发展，研究人员开始使用遗传算法求解OCL问题，克服了拉格朗日法在低需求时系统可能不收敛的缺点。而这些并不是唯一的将COP值作为目标函数的方法，使用B&B方法求解最优制冷机启停次序问题。
4.3暖通空调系统“两低一高”现象的控制
在冷、热源设备的节能方面，对冷、热源设备进行优选及优化配置。所谓设备的优选和优化配置，是指相对于工程所在地区能源结构、系统负荷特性等具体条件下，最适合机组的选型和配置，设备选型及配置的优化主要依靠冷水机组或热泵机组的性能系统。在水系统输送节能方面，降低水系统输送能耗主要依靠优选水泵，提高水泵运行效率。
5、结束语
通过对暖通空调水系统中水力失调问题的研究，我们可以发现，该项工作良好实践效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分展开，有关人员应该从暖通空调应用的客观实际出发，研究制定最为符合实际的应对实施措施。
参考文献：
[1]张建利，朱焕茹.大温差变流量暖通空调水系统水力平衡调试技术[J].暖通空调.2017（01）：115-116.
[2]毕崇宁.暖通空调水系统效率优化策略研究[D].山东大学.2017（11）：60-62.
[3]于秀国.暖通空调水系统水力平衡阀应用与调节[J].黑龙江科技信息.2016（21）：88-89.
关键词：暖通空调水系统；水力失调；现象；解决
1、前言
暖通空调水系统应用条件的不断变化，对其水力失调现象提出了新的要求，因此有必要对其相关课题展开深入研究与探讨，以期用以指导相关工作的开展与实践，并取得理想效果。基于此，本文从概述相关内容着手本课题的研究。
2、暖通空调系统概述
随着我国利用能源的紧张和实现节能方式的不断发展和变化，计算机以及高科技的利用加快了暖通空调产业的发生。特别是一些精度比较高的行业，就要控制温度、湿度以及空气的质量等。所以在设计和处理方式上就有较高的要求。暖通空调的种类比较多，对于全空气系统来说，它是在空间上进行加热、加湿以及多种运行方式，利用风来形成的运行。对于空气-水系统来说，它是利用冷水在空间方式上实现的，利用空气来保证良好的质量。对于全水系统来说，它是一种多发生的循环系统，在很多建筑物应用和调节上都能满足大量的要求和改造工作的灵活作用。对于变水量体系来说，它利用水温的方式来实现的，不仅要保证水泵的运行台数，还要掌握水泵在水量数值上的变化。
3、产生水力失调的原因及解决
3.1产生水力失调的原因及危害
水力失调有两方面：动态水力失调，是指当某些用户的水流量改变时，会影响其它用户的流量也随之变化，偏离设计要求。静态水力失调，是指系统虽然经过水力平衡计算，并达到规定的要求，但由于设计、施工安装、设备材料等原因导致的，各用户的实际流量与设计要求不符引起的系统水力失调。这种水力失调是先天性的、根本的，如果不加以解决，影响将始终存在。
水力不平衡常会导致：
3.1.1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。
3.1.2由于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。
3.1.3水泵选型偏大，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。
3.1.4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。
3.1.5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。
3.1.6由于调节阀的调节相互影响，电机频繁动作，使用寿命缩短。
3.2解决水力失调的办法
3.2.1加节流孔板
在热力入口或空调靠近冷源环路的部分管段上增加节流孔板。采用这种办法解决水力失调的前提是：水系统阻力计算准确、热力或空调末端流量不能发生变化。因此在末端流量变化时仍会造成水力失调及能源上的浪费。
3.2.2安装手动调节阀
对大型空调系统而言，采用手动调节阀调节过程复杂，手动调节前端阀门，后端流量会受影响。对于复杂系统，要求调节阀门的工程师经验丰富。并且一旦系统压力或负荷发生变化仍需要重新调整水力系统。
3.2.3安装动态流量平衡阀
热力入口或空调设备末端的设计流量确定后，根据流量及阀门处的压力变化范围选定动态平衡阀，安上设置好的阀门既可使用。只要阀门处的压差变化在阀门的设计压力范围内，无需任何人为的调节。
4、暖通空调水系统效率优化的策略
4.1变水量空调系统循环泵优化研究
通过分析冷冻水管路特性随空调负荷变化的特点，就可以得出计算空调冷冻水泵变频调速运行总能耗的一般关系式，还有的专家提出在DDC网络控制下，将传统二次泵系统改进为全变速一次/加压泵系统，取消一二次环路间的旁通管，使得节能效果更加明显。针对常规空调变流量一次/二次泵分布式冷水系統存在的小温差和低效率的问题及原因进行理论分析，提出改进设计方案即全变速一次/加压泵分布式冷水系统，并阐明改进后系统的技术可行性及其优点。二次泵主要用来克服管道的摩擦阻力，过滤网、用户侧控制阀及平衡阀形成的管网系统的阻力。随着变频调速技术的发展，通过变频调节改变水泵的转速，改变了传统的模式，节能的效果大大的增加。循环水系统二次泵高效区可以通过限制流量范围。水泵调速运行时，不宜在额定转速以上运行。
4.2变水量空调系统冷水机组优化研究
冷水机组是建筑空调系统中耗能量最大的部分，因此，降低其能耗对于整体的节能来说是非常重要的。大型建筑一般采用多台冷水机组并联运行。通过切换机组运行台数，呈阶梯状的提供能量来满足不同的要求。近年来，学者对冷水机组负荷的最优配置问题进行了深入的研究，尤其是对模型求解算法上，但模型中并未包括机组的启停状态。实际情况是，现有建筑空调系统冷水机组多采用多台机组联合运行。这样机组能耗就与其负荷分配和机组的启停状态有关。优化各冷水机组负荷分配及启停状态，以此达到节能的目的应该成为我们关注的重点问题。
评价冷水机组运行效率的一个有效的指标就是机组运行系统COP，COP值越大，机组运行效率越高，相应的就越节能。另外，对于单台冷水机组而言，其最大COP值出现在机组满负荷下，可以将制冷剂的COP值作为目标函数，使用拉格朗日法求解最优制冷机负荷，这种方法与传统方法相比能耗低且精确度高。不过随着计算机等相关技术的发展，研究人员开始使用遗传算法求解OCL问题，克服了拉格朗日法在低需求时系统可能不收敛的缺点。而这些并不是唯一的将COP值作为目标函数的方法，使用B&B方法求解最优制冷机启停次序问题。
4.3暖通空调系统“两低一高”现象的控制
在冷、热源设备的节能方面，对冷、热源设备进行优选及优化配置。所谓设备的优选和优化配置，是指相对于工程所在地区能源结构、系统负荷特性等具体条件下，最适合机组的选型和配置，设备选型及配置的优化主要依靠冷水机组或热泵机组的性能系统。在水系统输送节能方面，降低水系统输送能耗主要依靠优选水泵，提高水泵运行效率。
5、结束语
通过对暖通空调水系统中水力失调问题的研究，我们可以发现，该项工作良好实践效果的取得，有赖于对其多项影响因素与关键环节的充分展开，有关人员应该从暖通空调应用的客观实际出发，研究制定最为符合实际的应对实施措施。
参考文献：
[1]张建利，朱焕茹.大温差变流量暖通空调水系统水力平衡调试技术[J].暖通空调.2017（01）：115-116.
[2]毕崇宁.暖通空调水系统效率优化策略研究[D].山东大学.2017（11）：60-62.
[3]于秀国.暖通空调水系统水力平衡阀应用与调节[J].黑龙江科技信息.2016（21）：88-89.