暖通空調(diào)系統(tǒng)水力平衡方案及比較分析

暖通空調(diào)系統(tǒng)水力平衡方案及比較分析暖通空調(diào)系統(tǒng)水力平衡方案及比較分析在建筑物暖通空調(diào)水系統(tǒng)中，水力失調(diào)是最常見的問題。由于水力失調(diào)導(dǎo)致系統(tǒng)流量分配不合理，某些區(qū)域流量過剩，某些區(qū)域流量不足，造成某些區(qū)域冬天不熱、夏天不冷的情況，系統(tǒng)輸送冷、熱量不合理，從而引起能量的浪費(fèi)，或者為解決這個(gè)問題，提高水泵揚(yáng)程，但仍會(huì)產(chǎn)生熱（冷）不均及更大的電能浪費(fèi)。因此，必須采用相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥門對(duì)系統(tǒng)流量分配進(jìn)行調(diào)節(jié)。

雖然某些通用閥門如截止閥、球閥等也具有一定的調(diào)節(jié)能力，但由于其調(diào)節(jié)性能不好以及無法對(duì)調(diào)節(jié)后的流量進(jìn)行測(cè)量，因此這種調(diào)節(jié)只能說是定性的和不準(zhǔn)確的，常常給工程安裝完畢后的調(diào)試工作和運(yùn)行管理帶來極大的不便。

一、水力平衡技術(shù)是節(jié)能及提高供熱（冷）品質(zhì)的關(guān)鍵

在供熱空調(diào)系統(tǒng)中，由于種種原因，大部分輸配環(huán)路及熱（冷）源機(jī)組（并聯(lián)）環(huán)路存在水力失調(diào)，使得流經(jīng)用戶及機(jī)組的流量與設(shè)計(jì)流量不符。加上水泵選型偏大，水泵運(yùn)行不合適的工作點(diǎn)處，導(dǎo)致水系統(tǒng)處于大流量、小溫差運(yùn)行工況，水泵運(yùn)行效率低、熱量輸送效率低。而且各用戶處室溫不一致，近熱（冷）源處室溫偏高（高），遠(yuǎn)熱（冷）源處室溫偏低（高）。對(duì)熱（冷）源來說，機(jī)組達(dá)不到其額定出力，使實(shí)際運(yùn)行的機(jī)組臺(tái)數(shù)超過按負(fù)荷要求的臺(tái)數(shù)。以上種種原因，造成了能耗高，供熱（冷）品質(zhì)差的弊病。

1、靜態(tài)水力失調(diào)系統(tǒng)的流量計(jì)算：

在未安裝靜態(tài)水力平衡設(shè)備前，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的末端設(shè)備流量及經(jīng)過改造水泵來滿足流量的計(jì)算結(jié)果如表1所示，該系統(tǒng)為靜態(tài)失調(diào)的水力系統(tǒng)。

表1

設(shè)備

流量

設(shè)備1

設(shè)備2

設(shè)備3

設(shè)備4

總流量（m3/h）

設(shè)備實(shí)測(cè)流量（m3/h）

28

24

18

16

86

設(shè)計(jì)流量

20

20

20

20

80

實(shí)測(cè)流量與

設(shè)計(jì)流量比較

實(shí)測(cè)>設(shè)計(jì)

實(shí)測(cè)>設(shè)計(jì)

實(shí)測(cè)<設(shè)計(jì)

實(shí)測(cè)<設(shè)計(jì)

為保證設(shè)計(jì)流量

必須采取的措施

必須經(jīng)過增大水泵流量的方法

以保證設(shè)備4的流量達(dá)到設(shè)計(jì)流量

水泵流量增大后的流量數(shù)值（m3/h）

35

30

22．5

20

107．5

由上表可見，設(shè)計(jì)總流量為80（m3/h），但為了保證最不利環(huán)路達(dá)到設(shè)計(jì)流量，實(shí)際水泵所需的最小流量為107.5（m3/h），遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)總流量。

這樣的系統(tǒng)既不節(jié)能，也不舒適，因此必須安裝靜態(tài)水力平衡設(shè)備對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造。

⑵、靜態(tài)水力平衡系統(tǒng)的流量計(jì)算：

表2為安裝了靜態(tài)水力平衡閥并調(diào)試合格前后的末端設(shè)備流量的實(shí)測(cè)數(shù)值。

設(shè)備

流量

設(shè)備1

設(shè)備2

設(shè)備3

設(shè)備4

總流量（m3/h）

設(shè)備實(shí)測(cè)流量（m3/h）

28

24

18

16

86

設(shè)計(jì)流量

20

20

20

20

80實(shí)測(cè)流量與設(shè)計(jì)流量比較

實(shí)測(cè)>設(shè)計(jì)

實(shí)測(cè)>設(shè)計(jì)

實(shí)測(cè)<設(shè)計(jì)

實(shí)測(cè)<設(shè)計(jì)

為保證靜態(tài)水力平衡采取的措施

安裝靜態(tài)水力平衡設(shè)備，并經(jīng)過一定的調(diào)試方法，使各個(gè)末端設(shè)備的實(shí)際流量比值與設(shè)計(jì)要求的流量比值一致，再將系統(tǒng)總流量調(diào)至設(shè)計(jì)總流量

靜態(tài)水力平衡后的實(shí)測(cè)流量（m3/h）

20

20

20

20

80

表2

由上表可見，設(shè)計(jì)總流量為80（m3/h），系統(tǒng)靜態(tài)水力平衡后的實(shí)際總流量也是80（m3/h），且各個(gè)末端設(shè)備的流量同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量。因此這種系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)水力平衡，而且舒適節(jié)能。

1、靜態(tài)水力平衡的實(shí)現(xiàn)：

經(jīng)過在相應(yīng)的部位安裝靜態(tài)水力平衡設(shè)備，使系統(tǒng)達(dá)到靜態(tài)水力平衡。

實(shí)現(xiàn)靜態(tài)水力平衡的判斷依據(jù)是：當(dāng)系統(tǒng)所有動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備均設(shè)定到設(shè)計(jì)參數(shù)位置（設(shè)計(jì)流量或壓差），所有末端設(shè)備的溫度控制閥門（溫控閥、電動(dòng)二通閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等）均處于全開位置時(shí)（這時(shí)系統(tǒng)是完全定流量系統(tǒng)，各處流量均不變），系統(tǒng)所有末端設(shè)備的流量均達(dá)到設(shè)計(jì)流量。

從上能夠看出，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)水力平衡的目的是保證末端設(shè)備同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量，即設(shè)備所需的最大流量。避免了一般水力失調(diào)系統(tǒng)一部分設(shè)備還沒有達(dá)到設(shè)計(jì)流量，而另一部分已遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)流量的問題。因此它解決的是靜態(tài)平衡和系統(tǒng)能力問題，即保證系統(tǒng)能均衡地輸送足夠的水量到各個(gè)末端設(shè)備?？墒牵┒嗽O(shè)備在大部分時(shí)間是不需要這么大的流量的。因此，系統(tǒng)不但要實(shí)現(xiàn)靜態(tài)水力平衡，還要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)水力平衡。

2、動(dòng)態(tài)水力平衡的實(shí)現(xiàn)方式及分析：

⑴、暖通空調(diào)機(jī)房主要變流量動(dòng)態(tài)水力平衡方式：

①、自力式壓差調(diào)節(jié)器方式：

如圖5所示，在分集水器旁通管上設(shè)壓差調(diào)節(jié)器PV調(diào)節(jié)分集水器壓差，當(dāng)某一分支環(huán)路如V1-J1流量變化時(shí)，由于壓差調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用，使分集水器壓差△P保持不變。這樣，其余分支環(huán)路V2-J2、V3-J3的流量并不隨之發(fā)生變化，從而使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)水力平衡。

②、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥方式：

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥方式能夠分為電動(dòng)二通閥和電動(dòng)三通合（分）流調(diào)節(jié)閥方式三種，以電動(dòng)二通閥方式為例：

如圖6所示，從分集水器上采集壓力信號(hào)P1、P2輸入壓差變送器，壓差變送器輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)到調(diào)節(jié)計(jì)（或DDC），經(jīng)過與調(diào)節(jié)計(jì)上設(shè)定壓差相比較，輸出4-20mA控制信號(hào)到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制其動(dòng)作，經(jīng)過調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥改變旁通水量從而保證分集水器壓差△P恒定到設(shè)計(jì)壓差，這時(shí)分集水器上任一分支回路流量變化時(shí)對(duì)其它回路不產(chǎn)生影響，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)水力平衡。

⑶、帶動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的空氣處理機(jī)組（柜式換熱機(jī)組）變流量水力平衡方式：

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是一種新穎高效、調(diào)節(jié)性能極佳的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，它實(shí)質(zhì)上是壓差調(diào)節(jié)器與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的集成。靈敏高效的，且調(diào)節(jié)閥流量特性曲線與理想的流量特性曲線一致，沒有變形。這種電動(dòng)調(diào)節(jié)閥比普通的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥具有更好的調(diào)節(jié)特性。

二、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥的特點(diǎn)及其與傳統(tǒng)的電動(dòng)閥門相比較的優(yōu)勢(shì)：

1、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥：

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥是區(qū)別于傳統(tǒng)的電動(dòng)二通閥的新一代產(chǎn)品。它不但具有傳統(tǒng)的電動(dòng)二通閥的電動(dòng)調(diào)節(jié)作用，即經(jīng)過房間溫控器控制電動(dòng)二通閥的開啟和關(guān)閉來調(diào)節(jié)房間溫度，還具有動(dòng)態(tài)平衡的作用，即能在系統(tǒng)壓力波動(dòng)時(shí)始終維持電動(dòng)二通閥開啟時(shí)的流量保持不變，避免了如傳統(tǒng)的電動(dòng)二通閥在系統(tǒng)處于部分負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)時(shí)由于壓力波動(dòng)較大從而使輸送的水流量波動(dòng)較大、溫度控制誤差較大、房間忽冷忽熱的缺點(diǎn)。

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥的工作原理等同于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡閥與一個(gè)風(fēng)機(jī)盤管電動(dòng)二通閥的串聯(lián)，在電動(dòng)二通閥開啟時(shí)，經(jīng)過動(dòng)態(tài)平衡閥的恒流作用使在系統(tǒng)壓力波動(dòng)時(shí)維持流經(jīng)風(fēng)機(jī)盤管的流量不變。

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥與傳統(tǒng)的電動(dòng)二通閥的比較：

比較內(nèi)容

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥

傳統(tǒng)的電動(dòng)二通閥

控制溫度精度

較高

一般

房間舒適度

較高

一般

二通閥流量

在工作壓差范圍內(nèi)始終維持不變

隨著系統(tǒng)壓力波動(dòng)忽高忽低

二通閥啟閉

影響因素

僅受房間溫度影響

受房間溫度和系統(tǒng)壓力波動(dòng)影響二通閥啟閉

狀態(tài)及時(shí)間

啟閉狀態(tài)穩(wěn)定，啟閉時(shí)間相對(duì)恒定

在系統(tǒng)壓力波動(dòng)較大時(shí)啟閉狀態(tài)不穩(wěn)定，

時(shí)間忽長(zhǎng)忽短

抗干擾能力

強(qiáng)

弱

最小壓差要求

必須維持最小壓差以保證動(dòng)態(tài)平衡

無最小壓差要求

2、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是區(qū)別于傳統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的新一代產(chǎn)品。

暖通空調(diào)系統(tǒng)一般要求電動(dòng)調(diào)節(jié)閥具有直線的流量特性曲線，即流量變化與閥體開度變化的比值是一個(gè)定值；對(duì)于系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大的變流量系統(tǒng)，還要求電動(dòng)調(diào)節(jié)閥具有等百分比的流量特性曲線，以滿足在小流量時(shí)調(diào)節(jié)較平緩，而在大流量時(shí)調(diào)節(jié)靈敏的要求。

傳統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥理想的流量特性曲線一般都是直線的或等百分比的?？墒窃趯?shí)際的工作過程中，特別是在系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大的變流量系統(tǒng)中，由于調(diào)節(jié)閥進(jìn)出口壓差的波動(dòng)，其實(shí)際的工作流量特性曲線會(huì)偏離理想的流量特性曲線，使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)特性變差，調(diào)節(jié)精度降低。這種電動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作時(shí)不但受到標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)的控制，還受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響，抵抗系統(tǒng)干擾的能力較差。在系統(tǒng)壓力波動(dòng)較大或者閥權(quán)度較小時(shí)，調(diào)節(jié)精度變差甚至無法調(diào)節(jié)，導(dǎo)致調(diào)節(jié)的溫度忽高忽低，達(dá)不到系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)特性的要求。

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是動(dòng)態(tài)平衡與電動(dòng)調(diào)節(jié)一體化的產(chǎn)品。它采用全新的設(shè)計(jì)理念，使得調(diào)節(jié)閥在系統(tǒng)實(shí)際工作過程中當(dāng)壓力波動(dòng)時(shí)，能動(dòng)態(tài)的平衡系統(tǒng)的壓力變化。因此，這種動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作時(shí)的流量特性曲線與理想的流量特性曲線是一致的，沒有偏離。特殊的設(shè)計(jì)保證了電動(dòng)閥的調(diào)節(jié)只受標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)的作用，而不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響，而且，對(duì)應(yīng)電動(dòng)閥的任一開度位置，其流量都是唯一和恒定的，對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)來說，這就意味著電動(dòng)閥在任一調(diào)節(jié)位置輸送的熱（冷）量都是穩(wěn)定的。因此，這種電動(dòng)閥特別適用在系統(tǒng)負(fù)荷變化較大的變流量系統(tǒng)中，具有抗干擾能力強(qiáng)，工作狀態(tài)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)精度高的特點(diǎn)。避免了傳統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥即使在同一開度位置，由于系統(tǒng)壓力的波動(dòng)，其流量也是變化的，電動(dòng)閥輸送熱（冷）量不穩(wěn)定，抗干擾能力差、調(diào)節(jié)精度低的缺點(diǎn)。

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與傳統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的比較：

比較內(nèi)容

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥

傳統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥

調(diào)節(jié)精度

較高

一般

輸送流量

在任一開度位置的流量是唯一

和恒定的

即使在同一開度位置，其流量也隨著

系統(tǒng)壓力的波動(dòng)而波動(dòng)

輸送

熱（冷）量

在任一開度位置輸送的熱（冷）

量都是唯一和恒定的

即使在同一開度位置，其輸送的熱（冷）量也隨著系統(tǒng)壓力的波動(dòng)而波動(dòng)

調(diào)節(jié)閥

開度變化

只受標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)的控制，不受

系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響

既受標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)的控制，又受系統(tǒng)

壓力波動(dòng)的影響

工作狀態(tài)

穩(wěn)定，不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響

不穩(wěn)定，受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響

抗干擾能力

強(qiáng)

弱

最小壓差要求

必須維持最小壓差以保證

動(dòng)態(tài)平衡

無最小壓差要求

三、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥門在系統(tǒng)中的應(yīng)用：

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥主要適用于暖通空調(diào)系統(tǒng)末端空調(diào)設(shè)備（如空調(diào)箱、新風(fēng)機(jī)組、空氣處理機(jī)）的溫度控制，在系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大的變流量系統(tǒng)中優(yōu)勢(shì)明顯。

1、風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)水力平衡和調(diào)節(jié)方案：

以下是風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)常見四種平衡調(diào)節(jié)方式的比較表：

比較內(nèi)容

靜態(tài)平衡閥+電動(dòng)二通閥

靜態(tài)平衡閥+壓差調(diào)節(jié)閥+電動(dòng)二通閥

動(dòng)態(tài)流量平衡閥

+電動(dòng)二通閥

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥

水平管（靜態(tài)）

末端（靜態(tài)）

水平管（靜態(tài)）

末端（靜態(tài)）

調(diào)節(jié)精度

一般

較高

較高

高

很高

很高

抗干擾能力

弱

弱

較強(qiáng)

較強(qiáng)

強(qiáng)

強(qiáng)

靜態(tài)水力平衡

局部

全部

局部

全部

全部

全部

動(dòng)態(tài)平衡功能

不能

不能

部分

部分

全部

全部

電動(dòng)開關(guān)功能

具有

具有

具有

具有

具有

具有工作狀態(tài)

不穩(wěn)定，受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響

較穩(wěn)定，在一定程度上不

受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響

穩(wěn)定，不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響

是否能

保持設(shè)計(jì)流量

不能

一定程度上能夠

能夠

最小壓差要求

無最小壓差要求

必須維持壓差調(diào)節(jié)器

設(shè)計(jì)壓差以保證正常工作

必須維持最小壓差

以保證動(dòng)態(tài)平衡

應(yīng)用范圍

適用于負(fù)荷波動(dòng)較小的

風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的溫度控制

適用于負(fù)荷波動(dòng)較大的

風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)溫度控制

適用于負(fù)荷波動(dòng)較大的

風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)溫度控制

2、空調(diào)箱（空氣處理機(jī)組）系統(tǒng)水力平衡和調(diào)節(jié)方案：

針對(duì)于空調(diào)箱（空氣處理機(jī)組）系統(tǒng)，常見的幾種水力平衡和調(diào)節(jié)方案主要有“靜態(tài)平衡閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”、“壓差調(diào)節(jié)閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”、“動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”等。

1、“靜態(tài)平衡閥+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”平衡調(diào)節(jié)方式：

圖7為空調(diào)系統(tǒng)常見的多臺(tái)空調(diào)箱（空氣處理機(jī)組）并聯(lián)環(huán)路（圖中只繪出2臺(tái)），在空調(diào)箱的進(jìn)口安裝了靜態(tài)水力平衡閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

在系統(tǒng)初調(diào)試時(shí)，經(jīng)過調(diào)節(jié)靜態(tài)平衡閥，使系統(tǒng)在初調(diào)試合格后各臺(tái)空調(diào)箱的流量同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量，從而實(shí)現(xiàn)靜態(tài)平衡；

在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，經(jīng)過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)作用使各個(gè)目標(biāo)區(qū)域的溫度達(dá)到設(shè)定溫度；可是，由于這種系統(tǒng)各個(gè)末端設(shè)備電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量調(diào)節(jié)存在著相互影響，因此系統(tǒng)很難達(dá)到平衡狀態(tài)，即使達(dá)到平衡狀態(tài)，也會(huì)由于這種干擾而很容易偏離平衡狀態(tài)。

2、“壓差調(diào)節(jié)閥+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”平衡調(diào)節(jié)方式：

圖8為空調(diào)系統(tǒng)常見的多臺(tái)空調(diào)箱（空氣處理機(jī)組）并聯(lián)環(huán)路（圖中只繪出2臺(tái)），在空調(diào)箱的進(jìn)口安裝了電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，出口安裝了壓差調(diào)節(jié)閥。

經(jīng)過壓差調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)口A至出口C的壓差至設(shè)定壓差，這樣不論系統(tǒng)中其它的動(dòng)態(tài)閥門怎樣動(dòng)作，由于壓差調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用這兩點(diǎn)的壓差始終保持恒定，這樣就避免了系統(tǒng)中各個(gè)末端設(shè)備調(diào)節(jié)的相互干擾，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡；

在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，經(jīng)過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)作用使各個(gè)目標(biāo)區(qū)域的溫度達(dá)到設(shè)定溫度；

當(dāng)然，也能夠?qū)翰钫{(diào)節(jié)器的取壓點(diǎn)定在A、B二點(diǎn)，壓差調(diào)節(jié)器的設(shè)定壓差隨之調(diào)整。這時(shí)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥權(quán)度變小，從而使調(diào)節(jié)閥實(shí)際的流量特性曲線偏離理想流量特性曲線，調(diào)節(jié)特性變差。

調(diào)試時(shí)先將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥全開，然后將壓差調(diào)節(jié)器的壓差調(diào)至設(shè)定壓差即可。

3、“動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”平衡調(diào)節(jié)方式：

如圖9所示，為一組多臺(tái)空調(diào)箱（空氣處理機(jī)）并聯(lián)環(huán)路（圖中只畫出2路）。每路經(jīng)過動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥來調(diào)節(jié)目標(biāo)區(qū)域的回風(fēng)溫度，其中區(qū)域一的設(shè)定溫度為25℃，區(qū)域二的設(shè)定溫度為27℃。

假定處于夏季工況，區(qū)域一已調(diào)至平衡狀態(tài)，即目標(biāo)區(qū)域的溫度T1已穩(wěn)定在25℃，這時(shí)動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥的開度維持在某一位置保持不變以輸出一個(gè)恒定的流量。

區(qū)域二還處于不穩(wěn)定狀態(tài)，測(cè)量回風(fēng)溫度T2為24℃，低于設(shè)定溫度27℃，這時(shí)測(cè)量溫度會(huì)和設(shè)定溫度在溫度控制器進(jìn)行比較，輸出信號(hào)將動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥關(guān)小以減少流過空氣處理機(jī)二的冷水量，這時(shí)制冷量會(huì)減少，使測(cè)量溫度T2升高，接近設(shè)定溫度；以此同時(shí)，系統(tǒng)立管C、D二點(diǎn)的壓差會(huì)增大，空氣處理機(jī)一環(huán)路動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥DV1二端C、B1二點(diǎn)的壓差也相應(yīng)增大。可是由于動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥的動(dòng)態(tài)平衡功能（動(dòng)態(tài)平衡閥芯PV1的定壓差作用），該閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯二端A1、B1點(diǎn)的壓差并不發(fā)生變化，因此空氣處理機(jī)一環(huán)路的流量維持不變，制冷量不變，相應(yīng)的區(qū)域一仍處于平衡狀態(tài)。

由上可見，空氣處理機(jī)二環(huán)路的調(diào)節(jié)沒有對(duì)已經(jīng)平衡的空氣處理機(jī)一環(huán)路產(chǎn)生干擾，因此這兩個(gè)環(huán)路間不存在動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。對(duì)于多環(huán)路系統(tǒng)，任何一個(gè)環(huán)路的調(diào)節(jié)都不會(huì)對(duì)其它環(huán)路產(chǎn)生干擾，同時(shí)任何一個(gè)環(huán)路都不會(huì)受到其它環(huán)路調(diào)節(jié)的影響，系統(tǒng)越大，這種動(dòng)態(tài)平衡的特性就越明顯，每一個(gè)環(huán)路只受自己區(qū)域負(fù)荷變化的影響，而不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響，因此很容易達(dá)到并維持平衡狀態(tài)。

垂直立管為同程式管道的系統(tǒng)，各層進(jìn)水管上可不加靜態(tài)平衡閥，垂直立管為異程式且水力失調(diào)程度較大的系統(tǒng)，建議在水平進(jìn)水管上增加靜態(tài)水力平衡閥并在初調(diào)試時(shí)進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)。

以下是空調(diào)箱（空氣處理機(jī)組）僅安裝電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與上面三種平衡調(diào)節(jié)方式的功能性比較：

比較內(nèi)容

“電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”

“靜態(tài)平衡閥+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”

“壓差調(diào)節(jié)閥+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”

“動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”

調(diào)節(jié)精度

一般

較高

很高

高輸送流量

即使在同一開度位置，其流量也隨著系統(tǒng)壓力的波動(dòng)而波動(dòng)

即使在同一開度位置，其流量也隨著系統(tǒng)壓力的波動(dòng)而波動(dòng)

在同一開度位置流量能夠基本保持恒定

在任一開度位置的流量是唯一和恒定的

靜態(tài)水力平衡調(diào)節(jié)

不能

能

能

能

輸送熱（冷）量

即使在同一開度位置，其輸送的熱（冷）量也隨著系統(tǒng)壓力的波動(dòng)而波動(dòng)

即使在同一開度位置，其輸送的熱（冷）量也隨著系統(tǒng)壓力的波動(dòng)而波動(dòng)

在同一開度位置輸送的熱（冷）量能夠基本保持恒定

在任一開度位置輸送的熱（冷）量都是唯一和恒定的

調(diào)節(jié)閥開度變化

既受標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)的控制，又受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響

既受標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)的控制，又受系統(tǒng)壓力波動(dòng)

的影響

只受標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)的控制，基本不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響

只受標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)的控制，不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響

工作狀態(tài)

不穩(wěn)定，受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響

不穩(wěn)定，受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響

較穩(wěn)定，基本不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響

穩(wěn)定，不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響

抗干擾能力

弱

弱

較強(qiáng)

強(qiáng)

流量特性曲線

系統(tǒng)壓力波動(dòng)越大，偏離理想的流量特性曲線的幅度就越大，調(diào)節(jié)特性越差

系統(tǒng)壓力波動(dòng)越大，偏離理想的流量特性曲線的幅度就越大，調(diào)節(jié)特性越差

與理想的流量特性曲線基本一致，調(diào)節(jié)特性較好

與理想的流量特性曲線一致，調(diào)節(jié)特性好

最小壓差要求

無最小壓差要求

無最小壓差要求

必須維持一定的工作壓差

必須維持最小壓差以保證動(dòng)態(tài)平衡

應(yīng)用范圍

適用于暖通空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較小的末端空調(diào)設(shè)備（如空調(diào)箱、新風(fēng)機(jī)組、空氣處理機(jī)）的溫度控制。

適用于暖通空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較小的末端空調(diào)設(shè)備（如空調(diào)箱、新風(fēng)機(jī)組、空氣處理機(jī)）的溫度控制。

適用于暖通空調(diào)系統(tǒng)末端空調(diào)設(shè)備（如空調(diào)箱、新風(fēng)機(jī)組、空氣處理機(jī)）的溫度控制，但安裝調(diào)試繁瑣

適用于暖通空調(diào)系統(tǒng)末端空調(diào)設(shè)備（如空調(diào)箱、新風(fēng)機(jī)組、空氣處理機(jī)）的溫度控制，在系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大的變流量系統(tǒng)中優(yōu)勢(shì)明顯。

由于后兩種方案的功能性特征較類似，下面就其具體的技術(shù)參數(shù)、安裝和費(fèi)用方面進(jìn)行進(jìn)一步的比較。

“動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”與“壓差調(diào)節(jié)器電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”組合方案比較表

技術(shù)特性比較

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥

壓差調(diào)節(jié)器+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥

備注

基本功能

由于是按照動(dòng)態(tài)平衡功能與電動(dòng)調(diào)節(jié)功能一體化設(shè)計(jì)的，因此在變流量系統(tǒng)中能很好地同時(shí)實(shí)現(xiàn)這兩種功能，同時(shí)滿足了在保證功能的同時(shí)盡量減少系統(tǒng)阻力的要求，保證了閥門工作的協(xié)調(diào)一致性

由于這兩種產(chǎn)品是根據(jù)不同的功能需要單獨(dú)設(shè)計(jì)的，因此當(dāng)它們組合使用時(shí)工作的協(xié)調(diào)性較差，工作時(shí)對(duì)系統(tǒng)的阻力損耗較大

工作阻力

工作阻力較小，能夠達(dá)到30Kpa，

工作阻力較大，小口徑達(dá)到40Kpa，大口徑達(dá)到60Kpa以上，造成系統(tǒng)的能耗較大

規(guī)格范圍

規(guī)格范圍可達(dá)DN25-DN150

一般規(guī)格范圍只有DN25-DN100，規(guī)格范圍小

運(yùn)行和安裝費(fèi)用

工作阻力小，單閥體，運(yùn)行和安裝費(fèi)用低

工作阻力大，運(yùn)行和安裝費(fèi)用高

安裝

安裝簡(jiǎn)單快捷

由于實(shí)際上需要安裝二個(gè)閥，還須安裝取壓連接管，而且這二個(gè)閥間的距離有時(shí)還挺遠(yuǎn)，因此安裝復(fù)雜

設(shè)備費(fèi)用

在同等品質(zhì)下，費(fèi)用較低

在同等品質(zhì)下，費(fèi)用較高

運(yùn)行和安裝費(fèi)用

工作阻力小，單閥體，運(yùn)行和安裝費(fèi)用低

工作阻力大，運(yùn)行和安裝費(fèi)用高

維護(hù)及費(fèi)用

由于所有的功能在一個(gè)閥體內(nèi)實(shí)現(xiàn)，因此使用安全可靠，基本不須維護(hù)，因此維護(hù)費(fèi)用低

由于閥門需要現(xiàn)場(chǎng)接管和調(diào)試，任何安裝導(dǎo)致的泄露以及調(diào)試問題都會(huì)使閥門無法正常工作，因此需要維護(hù)的時(shí)間及費(fèi)用都很高

安裝空間

體積小，需要的安裝空間較小

一般空調(diào)系統(tǒng)使用的壓差調(diào)節(jié)器尺寸都較大，對(duì)于大口徑閥，高度超過1米，因此需要的安裝空間較大

調(diào)試時(shí)間

調(diào)試非常簡(jiǎn)單，調(diào)試時(shí)間短

調(diào)試復(fù)雜，調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)

四、總結(jié)：

綜上所述，在暖通空調(diào)系統(tǒng)中采用水力平衡技術(shù)是建筑節(jié)能的有效措施之一，是空調(diào)系統(tǒng)安全、舒適運(yùn)行的保障。

◆、經(jīng)過在暖通空調(diào)水系統(tǒng)集水器回水主管、總管以及末端設(shè)備各層支路回水管等部位安裝靜態(tài)水力平衡閥，在系統(tǒng)初調(diào)試時(shí)經(jīng)過一定的步驟進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證系統(tǒng)實(shí)際的管道特性阻力數(shù)比值與設(shè)計(jì)要求的管道特性阻力數(shù)比值一致，從而使系統(tǒng)在初調(diào)試合格后實(shí)現(xiàn)靜態(tài)水力平衡；

◆、經(jīng)過在空氣處理機(jī)、空調(diào)箱、新風(fēng)機(jī)組處安裝動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，保證當(dāng)系統(tǒng)的一個(gè)末端設(shè)備由于自身負(fù)荷變化流量發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)中其它設(shè)備由于自身的動(dòng)態(tài)屏蔽作用流量并不隨之發(fā)生變化，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)各末端設(shè)備的流量只受自身負(fù)荷變化的影響，而不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響，這樣系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)水力平衡。

◆、經(jīng)過在風(fēng)機(jī)盤管處安裝動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)兩通閥，保證當(dāng)系統(tǒng)的一個(gè)末端設(shè)備由于自身負(fù)荷變化流量發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)中其它設(shè)備由于自身的動(dòng)態(tài)屏蔽作用流量并不隨之發(fā)生變化，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)各末端設(shè)備的流量只受自身負(fù)荷變化的影響，而不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響，這樣系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)水力平衡。

◆、經(jīng)過在主設(shè)備處安裝動(dòng)態(tài)流量平衡閥以保證設(shè)備運(yùn)行對(duì)于流量穩(wěn)定的要求，同時(shí)對(duì)水泵、主機(jī)設(shè)備提供安全保證，確保水泵、主機(jī)設(shè)備的最佳工況點(diǎn)運(yùn)行、減少功耗、降低運(yùn)行費(fèi)用、延長(zhǎng)設(shè)備使用年限。

◆、經(jīng)過在機(jī)房分、集水器上安裝電動(dòng)壓差旁通系統(tǒng)從而保證變流量系統(tǒng)對(duì)于水流量隨著系統(tǒng)負(fù)荷適時(shí)變化的要求。

◆、經(jīng)過安裝以上的水力平衡設(shè)備，并進(jìn)行合理的調(diào)試，這樣在系統(tǒng)調(diào)試合格后，一方面系統(tǒng)的各個(gè)末端設(shè)備流量在動(dòng)態(tài)閥門處于全開位置時(shí)同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)水力平衡，另一方面，在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，各個(gè)末端設(shè)備的流量同時(shí)達(dá)到系統(tǒng)實(shí)際要求流量（這種流量是適時(shí)變化的）且不互相干擾，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)水力平衡。

這樣，系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了全面的水力平衡。這種全面平衡的水力系統(tǒng)，由于其水流量是與系統(tǒng)實(shí)際要求流量適時(shí)一致的，而傳統(tǒng)的不平衡水力系統(tǒng)水流量總是大于系統(tǒng)實(shí)際要求流量，導(dǎo)致多余的流量造成系統(tǒng)能源的浪費(fèi)，因此這種系統(tǒng)是最節(jié)能的、用戶末端舒適度大大增強(qiáng)。計(jì)量供熱采暖系統(tǒng)水力計(jì)算程序相關(guān)問題的研究計(jì)量供熱的實(shí)現(xiàn)要求對(duì)系統(tǒng)形式進(jìn)行變革,相應(yīng)的水力計(jì)算方法也與傳統(tǒng)系統(tǒng)略有不同;散熱器恒溫閥、壓差控制器等設(shè)備的引入加大了設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)工作量;與傳統(tǒng)的采暖系統(tǒng)相比,新雙管系統(tǒng)是適合于計(jì)量供熱的主要系統(tǒng)形式,但管路平衡和計(jì)算工作量比傳統(tǒng)單管系統(tǒng)大得多,給設(shè)計(jì)工作增加了難度;同時(shí),原有的采暖系統(tǒng)水力計(jì)算軟件也已不能適應(yīng)計(jì)量供熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)的需求。作者對(duì)適合于計(jì)量供熱系統(tǒng)的水力計(jì)算方法進(jìn)行了較深入的研究，針對(duì)單管跨越式、垂直雙管和新雙管（雙-雙管）三種系統(tǒng)形式，利用可視化軟件開發(fā)工具VisualBasic編制了水力計(jì)算程序，希望能為計(jì)量供熱的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。數(shù)學(xué)模型1．各管段阻力損失的計(jì)算本程序參考有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)建立了局部阻力管件的數(shù)據(jù)庫(kù)。程序在初始條件輸入時(shí)，要求用戶選擇各管段存在的局部阻力管件名稱及相應(yīng)的數(shù)目，程序在水力計(jì)算的過程中經(jīng)過調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)查詢的子程序可得到各局部阻力管件的局部阻力系數(shù)ζ值，結(jié)合相對(duì)應(yīng)的管件數(shù)目，計(jì)算出管段決的局部阻力系數(shù)。2．平均比摩阻的確定傳統(tǒng)的熱水采暖系統(tǒng)α一般取0.5，適合計(jì)量供熱的采暖系統(tǒng)由于加入了一些高阻力的管件和閥門，與傳統(tǒng)的采暖系統(tǒng)有所不同。適合計(jì)量供熱的采暖系統(tǒng)最不利環(huán)路的散熱器恒溫閥壓降一般為500Pa（多層建筑），傳統(tǒng)計(jì)量供熱總壓降一般為10000～0Pa，若按0Pa計(jì)，加上恒溫閥壓降則系統(tǒng)總壓降為25000Pa（只計(jì)算系統(tǒng)的室內(nèi)部分），其中沿程壓力損失應(yīng)為0×0.5=10000P，則沿程損失占總壓力損失的估計(jì)百分?jǐn)?shù)應(yīng)為10000/25000=0.4。對(duì)于垂直雙管式系統(tǒng)，上層散熱器管路經(jīng)過與下一層散熱器管路的平衡關(guān)系確定該管路的資用壓力，得到管路的平均比摩阻，進(jìn)而確定管路的管徑。圖1是上下兩層散熱器