集中供热空调系统水力工况的动态模拟和控制
集中供暖二级网水力平衡控制方案
集中供暖二级网水力平衡控制方案1、引言随着中国经济的发展以及城市化建设进程，我国北方城市集中供暖覆盖面积也越来越大，人民对供暖质量的要求越来越高。
为了处理好用户的舒适度和节约能源之间的关系，按需供热是处理这个矛盾的最好方案。
当大规模热用户的热负荷发生变化时，就需要我们对供热系统的流量、供水温度等进行调节。
充分了解二次管网的水力平衡，有利于运行调度管理调节操作的协调性、有利于热网运行的稳定性、有利于避免资源浪费和用户温度不达标等问题。
2、目的和意义在目前的供暖设计中，二级网供水温度设计一般是60-65℃，回水温度设计一般是45-50℃，温差15℃-20℃。
由于各热用户距离换热站的位置有远有近，供水压力沿着管道逐渐衰减降低，所以热水流到每个用户的时候供回水压力偏差很大。
距离换热站越偏远的用户，供水压力低，供水量偏小，供不热的现象就出现了；距离换热站近的用户则供水量偏大，浪费水量，浪费能耗。
为了增加偏远用户的热水供应量，需要进一步增大换热站循环泵的频率，提高供水压力和水量，造成水泵的电耗增加。
而距离换热站近的用户，供水压力偏高，供水量偏大，导致室内温度偏高，引起室内干燥，部分老百姓打开窗户通风，导致大量能源浪费，大大增加了供热企业的能源成本，降低供热企业利润。
综上所述，由于二级热网的供回水压力不平衡导致热水供量失衡，该热的用户不热，而有的用户室温偏热却浪费了能源，这种现象就是二级热网区块内水力失衡。
每个二级热网区块（例如，生活小区、学校、医院等）是相互独立互不影响的，是一个封闭的区块体系。
新华公司针对独立的二级供热管网，采用自主研发的室内温度监测和流量控制相结合的产品，依托多年的热网自控经验，采用多年积累的DCS技术和基于云平台的大型SCADA平台，开发出了二级网水力平衡控制系统；消除二级网区块内的水力失衡，可以实现均匀平衡的合理供热，取消了二级网区块的热水量浪费导致的能源浪费和水耗、电耗浪费，改善用户的供暖体验，节约供暖公司的运营成本，提高供热公司的盈利能力。
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性中央空调系统是现代化建筑的重要组成部分，其性能直接影响到建筑的舒适性和能源消耗。
为了实现中央空调系统的精确自控，动态水力平衡技术被广泛应用。
本文将探讨动态水力平衡技术对实现中央空调系统精确自控的重要性。
一、动态水力平衡技术的基本原理动态水力平衡技术是一种通过调节管道中的流量和阀门的开度，实现系统水力平衡的方法。
其基本原理是：根据系统的不同需求，调整各个末端设备的供水流量、回水流量及相应的阀门开度，达到系统流量分配合理、水头值分布均匀的状态，从而实现中央空调系统的精确自控。
中央空调系统是由供水系统、回水系统、空气处理系统和控制系统组成的复杂系统。
其中，供水系统和回水系统是实现动态水力平衡的重要组成部分。
在中央空调系统的供水系统中，通过设置回风温差控制阀，实现末端设备的供水温度控制。
同时，通过调整与之相应的阀门开度和流量，实现动态水力平衡，确保各末端设备的供水能力相等，最大限度地满足各个区域的需求。
1. 提高舒适性动态水力平衡能够实现精确的水力调节，让每个末端设备都能够得到充分的供水，从而提高空调系统的舒适性。
当建筑不同区域的需求不同时，动态水力平衡可以根据实时需求分配合理的供水流量和压力，保证舒适度和室内空气质量，提高用户的体验和满意度。
2. 降低能耗动态水力平衡的使用可以最大程度地利用系统的运行效率，降低能耗。
通过调节末端设备的供水流量和压力，避免了系统中的某些设备供水过剩而造成的能源浪费。
同时，也减少了节能降耗的空间，在确保舒适度的前提下，降低了空调系统的运行成本。
3. 提高系统稳定性动态水力平衡还可以提高系统的稳定性。
通过对管道系统的动态水力平衡调节，可以避免管道系统过载或压力过高等问题，从而保证系统的稳定性和可靠性。
动态水力平衡还可以避免在高水头运行中产生的水垢、气泡和异味等问题，减少管道维护和清洁的成本。
集中供热系统水力工况分析及设计优化
集中供热系统水力工况分析及设计优化I.引言A.研究背景及意义B.国内外研究现状C.研究目的与内容II.集中供热系统基本结构及水力特性分析A.系统结构及运行模式B.水力特性分析C.常见水力问题及表征指标III.水力工况分析及问题诊断A.工况分析方法及理论依据B.案例分析与问题诊断C.引入计算流体动力学（CFD）技术对问题进行模拟及评价IV.优化设计方案及实验验证A.设计方案的制定及优化过程B.设计方案的评价指标及实验验证C.仿真模拟与实验结果的对比分析V.结论与展望A.工作总结B.研究成果及创新点C.未来展望及发展方向VI.参考文献第一章：引言随着城市化进程的加速发展，建筑物的数量不断增加，建筑物的能耗也会随之增加。
因此如何提高建筑物的节能效果成为一个热门话题。
集中供热系统作为为建筑物提供供热服务的主要方式，一直受到人们的关注。
目前，国内外科学家们在这个领域取得了大量的研究成果。
但是，由于集中供热系统的复杂性和工况问题的多样性，集中供热系统的扩展和优化仍然是一个挑战，因此这个领域需要更深入的研究。
本文旨在针对集中供热系统的水力工况分析问题，探讨其优化设计问题，并且给出对应的改进措施。
第二章：集中供热系统基本结构及水力特性分析集中供热系统是通过连接建筑物之间的管道、阀门、热水器、换热器等设备构成的系统，从供热站接收热水，然后分配至各个建筑中为建筑物供热、取暖和生活热水。
集中供热系统的设备通常包括供热站、主干管、支管、末端设备等。
其中热水在主干管和管道中运输，通常存在一定的水力阻力和损失，这些阻力和损失直接影响到系统的运行效率。
因此，对集中供热系统水力特性的分析是提高集中供热系统运行效率的重要途径。
在本章中，我们主要从建筑物热负荷、建筑物供热系统、水力特性等方面进行了详细的分析。
通过数据计算和资料搜集，我们得出了一些有关集中供热系统的结论。
例如：建筑的隔热性越好，建筑物的热负荷越低；支管的阻力损失显著，对集中供热系统的水力性能产生影响。
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性中央空调系统在建筑物中起着至关重要的作用，它们不仅能够为建筑内部提供舒适的环境温度，还能够提高室内空气质量和能源利用效率。
在中央空调系统中，动态水力平衡是实现精确自控的关键因素之一。
本文将从中央空调系统的工作原理、动态水力平衡及其在中央空调系统中的作用等方面进行介绍，以阐明动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性。
一、中央空调系统的工作原理中央空调系统通常由空气处理单元、冷冻水系统、供暖水系统、通风系统以及控制系统等部分组成。
冷冻水系统和供暖水系统起着冷却和加热的作用，而动态水力平衡正是应用在这两个系统中的关键技术之一。
冷冻水系统一般由冷却塔、冷冻机组、冷冻水泵、冷冻水管路和冷冻水盘管等组成，其工作原理是通过冷却塔将冷却水冷却后送入冷冻机组进行冷却，然后通过冷冻水泵将冷冻水送入冷冻水管路和冷冻水盘管供应给建筑内部的风机盘管或其他末端设备，实现对建筑内部空气的冷却。
而供暖水系统则是通过热水进行供热，其工作原理与冷冻水系统类似，只是供暖水系统是通过锅炉或其他加热设备进行加热，然后再通过供暖水泵将加热水送入供暖水管路和供暖水盘管进行供热。
中央空调系统的工作原理是通过控制系统对空气处理单元、风机盘管以及冷却水盘管、供热水盘管等设备进行自动控制，使建筑内的温度、湿度等参数保持在设定范围内。
而动态水力平衡则是在冷冻水系统和供暖水系统中实现精确自控的重要保障。
二、动态水力平衡及其在中央空调系统中的作用动态水力平衡是指在给定的水系统中，利用管道、泵、阀门等设备的调节措施，使流经管道的液体的压力、流量、速度等参数保持在合适的范围内，从而保证系统的正常运行。
在中央空调系统中，动态水力平衡具有如下重要作用：1. 保证冷却水和供暖水的正常流动。
中央空调系统中的冷却水和供暖水需要通过管道和设备进行输送和循环，如果水系统中出现了流量不均、流速过大或过小等问题，就会导致建筑内的冷却和供热效果不均匀，甚至出现管道破裂等严重问题。
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性中央空调系统是大型建筑物中的常见设备，其通过多个房间或区域的送风和回风管道来为整个建筑物提供空气处理和温度控制。
因此，实现中央空调系统的自控功能对于建筑物的舒适度、能耗及运行成本都有着至关重要的作用。
而实现精确的自控需要系统保持动态水力平衡。
动态水力平衡是指在中央空调系统中通过调整水流量来平衡负荷的一种方法，以确保系统在所有工作条件下的稳定性和效率。
中央空调系统是一个闭合回路，其中水被用来传递热量，从而控制室内空气温度。
水管中的水流需要受到压力和速度的控制，以确保正确的水流量到达每个终端单元，而不会出现过多或过少的情况。
动态水力平衡的目标是确保在整个系统中水流量的分配均衡，从而使每个房间或区域的以供给量保持稳定。
如果水流量不能得到充分的平衡控制，那么较远的终端单元可能会受到较低的水压和流量，进而导致其受益的热负荷得不到满足。
在此情况下，系统的性能将受到影响，并导致建筑物内的温度不稳定，造成舒适度问题。
平衡好的水流能够使系统在各个部分中保持相同的水流速度，这使得冷却或加热水可以达到所需温度，并且能够在整个系统中传递相同的热负荷。
动态水力平衡对于支持自然风和机械机制一样有效，因为系统中的水流量可以包括自然风透入的量和机械流量。
动态水力平衡的优势是减少中央空调系统的能源消耗，延长其使用寿命，减少运行费用和维护费用，同时也可以实现应急反应和减少保养时间。
它还可以提高系统的工作效率，以确保整个系统的稳定性，从而提高系统的可靠性和安全性。
维护动态水力平衡需要进行实时监测，以保持整个系统的平衡性。
每当系统进行任何更改时，都应该对它们进行监测，并相应地进行调整。
这需要对中央空调系统的设计、安装和维护进行很高的技术素质和专业技能要求。
总之，动态水力平衡对于实现中央空调系统的自控功能至关重要。
它可以确保整个系统的平衡性，从而提高效率，降低成本，延长设备使用寿命，并且确保低能耗建筑的能源效率。
某商业综合体空调系统全年冷热负荷动态模拟及分析
3筑节能1余红海:某商业综合体空调系统全年冷热负荷动态模拟及分析E 某商业综合体空调系统全年冷热负荷动态模拟及分析余红海（安徽省建筑设计研究总院股份有限公司，安徽合肥230022）摘 要：以某商业综合体为例，采用鸿业全年负荷计算及能耗分析软件，录入室内外空气计算参数，对中央空调系统进行全年负荷模拟及能耗计算,分析了商业综合体空调负荷的构成，模拟了全年逐时负荷的变化情况，得出了冷、热源设备耗电量及耗气 量,探讨了相应的节能技术措施。
关键词:商业综合体;空调负荷;动态模拟#全年能耗# BIM中图分类号:TU201. 5 文献标志码：A 文章编号：1673-5781（2021）01-0157-031工程概况某商业综合体位于湖北省黄冈市，地下1层，地上5层，地下1层主要为设备用房，地上主要为室内步行街、主力店、餐饮、健身、儿童业态、影城及超市等。
建筑高度23. 9 m,建筑面 积约10. 1万m2 ,其中地上建筑面积约9. 4万n?,设计借助BIM 技术，将二维施工图转为三维可视图，并在三维构件中植入各相关数据信息，冷源采用电制冷冷水机组，热源采用真空 热水锅炉。
夏季空调室外计算干球温度为35.5C,夏季空调室外计算湿球温度为28 0C,冬季空调室外计算干球温度为—2. 5C ，冬季室外计算相对湿度为74%,2商业综合体空调全年冷、热负荷动态模拟及分析2.1项目所在地气象参数（参考武汉市，摘自“中国标准气象数据 CSWD ”）：从图1、图2可得出：最热月出现在7月，为7月31日17时，日最咼温度：38. 8°C,最冷月出现在1月，为1月24日8 时，日最低温度：一3.9C 。
中央空调系统进行全年负荷动态模拟计算及能耗模拟分析'其中空调期设置为:制冷期4月15日〜10月31日；供暖期，11月13日〜次件3月06日。
使用Revit 软件建立建筑计算模型，如图3所示,并导出GBXML 空间文件，在HY —EP 中通过BIM 接口功能导入GBXML 文件,将Revit 建筑模型中的空间数据（设计参数、计 划表、围护构造等）导入到软件中，如图4〜图6所示,直接进行全年负荷及能耗模拟计算。
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性动态水力平衡是中央空调系统中实现精确自控的重要环节。
中央空调系统是大型建筑中一种常见的供暖和降温系统，通过分布在建筑各处的风口和水力系统，为整个建筑提供舒适的室内环境。
而动态水力平衡作为中央空调系统中的一项重要技术，对于确保系统正常运行、提高能源利用率、减少能源浪费以及延长设备寿命都扮演着至关重要的角色。
本文将从动态水力平衡的定义入手，探讨其在中央空调系统中的重要性，并介绍动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的影响。
在实现中央空调系统精确自控的过程中，动态水力平衡起到了至关重要的作用。
动态水力平衡技术能够有效解决系统中的水力不平衡问题。
由于系统中的水管道长度、直径和管材的摩擦阻力等因素，会导致系统中的不同支路流量分配不均，严重影响系统的运行效率和舒适性。
而动态水力平衡技术能够通过智能调节阀和传感器实时监测和调整水流，使得系统中的各个支路满足设计要求的流量，从而有效解决了水力不平衡问题，保证了系统的正常运行。
动态水力平衡技术还能够实现系统的智能调节和自动优化。
通过智能调节阀和传感器的协作，系统能够根据实际负载条件自动调整流量分配，保证系统中供水压力和流量的稳定。
特别是在中央空调系统中，不同季节和不同时段的负载条件都会不同，通过动态水力平衡技术，系统能够及时调整供水压力和流量，提高系统的运行效率，减少能源浪费，从而实现精确自控，提供舒适的室内环境。
动态水力平衡技术还能够提高系统的能源利用率。
在中央空调系统中，由于系统中的水力不平衡和供暖或制冷需求的不同，往往会导致一些支路过量供暖或制冷，造成能源的浪费。
而动态水力平衡技术能够通过调节阀和传感器实时监测和调整流量，避免了过量供暖或制冷，提高了能源的利用率，降低了运行成本。
在实际应用中，中央空调系统的精确自控是非常重要的。
通过动态水力平衡技术，系统能够实现精确的流量分配和供水压力控制，从而保证了系统的稳定运行和高效运转。
集中供热空调系统水力工况的动态模拟和控制
集中供热空调系统水力工况的动态模拟和控制简介：介绍了利用集中供热空调系统水力工况计算机模拟分析软件确定系统水力工况调节控制值的新方法，并对实际投入运行供热系统，在不同气候条件，不同用户特点条件下的运行控制策略进行了模拟分析，提出了系统的控制方案。
设想利用现代控制理论和计算机模拟分析相集合，使用系统实际运行工况动态检测数据对系统的水力工况进行模拟分析，实现系统的远程自动控制。
关键字：集中供热管网水力工况动态模拟目前，我国很多城市的集中供热和空调系统的规模正不断地扩大。
如热、电、冷产，区域集中供热、供冷系统等。
但随着供热、供冷规模的扩大，管网的水力工况将变得十分复杂，其水力失调问题将变得十分突出。
从而使其供热、供冷质量下降，出现不能满足用户要求的情况。
对于一个设计合理的系统，一般可以通过初调节，使各用户的流量达到设计值。
但对于一个规模大管网复杂的系统，使用目前常用的方法（如阻力系数法、正常流量法、回水温度法和经验试凑法），由于受到各种条件的制约，存在准确度不高，需反复调试，工作量过大等问题。
其效果不是很理想。
因此有必要寻找一种准确有效的调节控制方法。
实际运行的供热空调系统是一个十分复杂的网络，系统中任何一个调节装置的工作参数发生变化，必然引起管网之间流量的重新分配。
而且在系统运行过程中，随着气候变化和用户使用情况的变化，其用户所需的热（冷）量是动态变化的，因此系统调节控制应适应这种变化。
笔者设想利用现代控制理论和计算机模拟分析相集合，利用水力管网系统实际运行工况动态检测数据对系统的水力工况进行模拟分析，进而使用分析的数据对系统运行工况进行远程自动控制，这不仅可以提高调节的精度，避免人工调节的工作量，而且可以实现系统水力工况的动态控制。
十分有利于系统的节能。
要实现自动控制，首先必须计算出控制值的大小即调节阀的开度。
本文重点介绍利用集中供热空调系统水力工况计算机模拟分析软件确定系统调节控制值的新方法，并通过对实际投入运行供热系统，在不同气候条件，不同用户特点条件下的运行控制策略进行模拟分析，提出系统的控制方案。
浅析空调水系统的水力平衡动态调节
浅析空调水系统的水力平衡动态调节摘要：在中央空调节能设计中，水力平衡控制技术起到关键的作用。
文章着重论述了区域动态水力均衡控制技术在实际中央空调系统节能中的应用及作用，指出了其效益，对从事中央空调设计和施工人员有一定的借鉴意义。
关键词：中央空调；水力平衡控制技术；流量负荷；节能降耗随着经济的发展，空调系统成为现代建筑物中不可缺少的设施之一，同时能耗大。
目前国内的中央空调系统的平均能耗约占建筑能耗的40%～60%，而发达国家该比例大约是20%，故其节能设计势在必行。
造成国内中央空调系统能耗偏高有多方面的原因，其中系统达不到全面水力平衡是主要原因之一。
因此必须采取相应的水力平衡控制措施来实现系统的水力平衡。
1 水力失调与水力平衡1.1 概念在中央空调冷（热）水系统中，各冷（热）负荷的实际流量与设计需求流量的不一致性叫做该负荷区域水力失调。
相反，在中央空调冷（热）水系统中，各冷（热）负荷的实际流量与设计需求流量相符，则该区域水力平衡。
1.2 静态水力失调与静态水力平衡由于设计、施工及设备材料等原因导致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，从而使系统各区域的实际流量与设计流量不一致，引起系统的水力失衡叫做静态水力失调。
对于静态水力失调的系统常用的调节方式是在管路系统中增设静态水力平衡设备（如静态水力平衡阀）来调节管道特性阻力数比值，使其与设计的管道特性阻力数比值相一致，若系统总流量达到设计流量，各环的各区域流量自然达到设计流量，静态水力平衡是解决静态平衡系统能力的问题。
1.3 动态水力失调与动态水力平衡在中央空调系统的实际运行中，当某些区域的阀门开度改变时，此区域的水流量发生变化，系统的压力也随之变化，这会导致其他区域的水流量也发生变化，偏离设计所需流量，因而导致的水力失调叫动态水力失调。
据数字显示：在中欧，超过摄氏20度以上每增加一度加热温度的成本会至少提高8%（在南欧会提高12 %）。
连续供暖系统动态热平衡的分析与控制措施
连续供暖系统动态热平衡的分析与控制措施提要针对当前东北地区民用建筑连续供暖的要求，而供热系统不具备自动化管理的情况，通过统计本地区实测数据并经过理论计算分析，提出了适用于供暖系统实际工况的动态平衡的控制和管理办法。
关键词动态热平衡连续供暖动态分析与管理Abstract: In view of the current northeast area civil construction of continuous heating requirements, the heating system does not have the automation management, through statistical local area data and through theoretical calculation and analysis, put forward measures to apply to the actual condition of the heating system dynamic balance control and management.Key words: dynamic heat balance; continuous heating; dynamic analysis and management一、引言在东北地区集中供暖是改善冬季室内热环境的主要措施，目前一般锅炉房还没有设置供暖自动调节装置，所以充分利用现有设备，采用系统动态平衡分析的方法，以直观、易行的控制措施来提高供暖质量，提高管理水平和技术水平，达到保暖、节能和减少污染的目的，是很有必要的。
二、供暖系统的动态平衡为了保证冬季供暖房间的内部热环境的稳定，就得使建筑物的供热量与失热量相等并不是一个静态的平衡。
现行的供暖设计方法都是在建筑围护结构热工特性和卫生要求一定的条件下，以规范规定的当地室外气象参数和热媒额定温度为依据计算出房屋热负荷，都是在静态热平衡的基础上计算的。
集中供热系统的水力平衡调节与节能措施分析程小锋
集中供热系统的水力平衡调节与节能措施分析程小锋发布时间：2021-09-30T03:48:31.621Z 来源：《建筑学研究前沿》2021年13期作者：程小锋[导读] 当前在供热系统的运行过程中，节能措施已经成为了供热管理部门工作环节的重中之重，在供热工作领域具有极为重要的作用。
中核四0四有限公司甘肃省嘉峪关市 735100摘要：集中供热为千家万户的冬季取暖提供了保障，是一项城市能源基础建设设施。
在集中供热过程中，水力失调是一项常见难题，其不仅影响供热效果还造成了能量的浪费，因此针对水力平衡调节采取有效措施对我国热力行业发展意义重大。
就水力平衡调节和节能方面进行分析研究，供有关人员参考。
关键词：集中供热；水力平衡；节能措施引言当前在供热系统的运行过程中，节能措施已经成为了供热管理部门工作环节的重中之重，在供热工作领域具有极为重要的作用。
不过，现在我国的供热系统中能源消耗仍较为严重，这与国家提倡的绿色节能发展不相符合，也不能很好地适应当前社会的进步和发展需求。
因此，相关部门和工作者应制定出可行性高且有效的节能措施，促使供热系统的正常有序和稳定运行，从而有效实现资源能源的优化配置，并最大限度发挥其利用率，更好地顺应时代的发展。
一、集中供热系统水力失调的主要原因对供热系统水力失调的原因进行分析，主要有以下5个方面：①因富余压头所导致的流量分配不平衡，进而产生了水力失调；②在选取循环水泵时，选型不当而导致运行时偏离于设计值，进而形成水力失调；③在运行当中的实际热负荷跟原本所设计的热负荷不相符，超出或是小于设计时的热负荷，进而导致了水力失调；④由于系统有高程差，或者是高层居民与低层居民间存在有高程差，构成了垂直水力失调；⑤由于在运行期间系统流量存在变化，如在某分支设有电动调节设施、对温度实施调控，故而在室外温偏低时阀门则会开大，当室外温过高时阀门则会关小，这就会对另一部分未装置调节设施的用户造成水力平衡，进而导致动态水力失调。
集中供热系统的水力平衡调节与节能措施
节能环保304 2015年42期集中供热系统的水力平衡调节与节能措施王平天津市城安热电有限公司，天津 300204摘要：随着我国城市化水平的不断提高，集中供热被广泛地运用到人们的生活中来，受到人们的普遍关注。
集中供热不仅具有污染小、耗能低的特点，同时还具有自动化程度高、设备故障发生率低和供热质量高等优点。
在目前我国资源极度紧缺的形势下，集中供热的推广有效地节约了能源结合我国北方地区集中供热的发展现状。
本文结合我国北方地区集中供热的发展现状，从供热系统的组成部分：热源、热网和热用户三个方面，分析如何提高供热系统的能源利用率，以期有效降低供热能耗，从而达到节能的目的。
关键词：集中供热；水力平衡；节能技术中图分类号：TU995 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)42-0304-011 水力失调产生的原因产生水力失调的客观原因有很多，主要有以下几个方面：（1）管网设计中往往是为了满足最不利用户点所必需的资用压头从而导致其他用户有不同程度的富裕压头，如果不加以调节消除富裕压头必然导致流量的不平衡分配，产生水力失调。
（2）循环水泵的选型不当，运行中工作点偏离设计值从而导致水力失调。
（3）运行中的实际热负荷与设计热负荷不相符，小于或超过设计热负荷而产生水力失调。
（4）系统存在高程差，或高层住宅的高层用户与底层用户间存在高程差，产生垂直水力失调。
（5）运行中系统用户流量改变，如某一分支安装电动调节装置，实行温度调节控制，室外温度低时阀门开大，室外温度高时阀门关小，必然会影响其他未安装调节装置的用户的水力平衡，产生动态水力失调。
2 解决供热系统水力失调的对策2.1 通过附加阻力来消除用户剩余资用压头在供热系统的设计过程中，热网的各个用户环路的阻力实际的平衡是无法做到的，而系统之中的循环水泵压头则是根据最不利环路来进行设计的，因此对于一般用户而言，必然存在一定的剩余压头，这就导致了水力失调。
在一般的情况下，我们通过人工对阀门进行调节，虽然也能够实现平衡，但是这一调节过程是非常复杂的。
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性动态水力平衡是指在中央空调系统中，通过调节水流量，使得整个系统中的水压保持平衡，以达到系统稳定运行和节能的目的。
在中央空调系统中，水力平衡是保证系统正常运行的基础，尤其对于实现中央空调系统的精确自控有着重要的作用。
本文将从水力平衡的定义、原理、实现方法和意义等方面进行探讨。
水力平衡的实现是基于流体力学的原理。
根据伯努利定律，流体在稳定流动的过程中，其静压力、动压力和位势能几个部分之和保持不变。
在中央空调系统中，水泵通过提供一定的动压力，使得系统中的水流量满足系统需求。
通过合理调节系统中的阀门来控制水流量，使得系统中的水压保持稳定，这样就实现了水力平衡。
实现水力平衡的方法有很多种，常用的方法包括手动调节和自动调节。
手动调节是指通过人工操作阀门来调节水流量，以达到水力平衡的状态。
这种方法的优点是简单易行，但是需要人工参与，不能实现系统的自动化控制。
自动调节是指通过使用自动化的控制设备来实现水力平衡。
通常采用压差控制方法，根据系统中的压力差来控制阀门的开度，从而控制水流量。
这种方法可以实现系统的自动化控制，提高系统的稳定性和精确性。
水力平衡对实现中央空调系统的精确自控有着重要的意义。
水力平衡可以保证系统中的水流量和压力分布均衡，避免了因为局部水流过大或者过小而导致的系统不稳定的问题。
这样可以提高系统的工作效率，减少系统的能耗。
水力平衡可以提高系统的稳定性和可靠性。
在水力平衡的状态下，系统中的水压差比较小，减少了管道和设备的磨损和故障的可能性，延长了系统的使用寿命。
水力平衡可以提高系统的精确自控能力。
在水力平衡的状态下，系统中的水流量和压力变化较小，便于通过控制设备实现对系统的精确控制，提高系统的工作效率和舒适度。
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性
中央空调系统在现代建筑中起到了至关重要的作用，使室内环境保持舒适。
而要实现中央空调系统的精确自控，动态水力平衡是十分重要的因素之一。
动态水力平衡是指在中央空调系统中，通过合理设计和调节水路系统，使水流在各个分支管道之间动态平衡，使水流速度和压力分布合理，并且能根据实际需要进行调节，从而保证系统的稳定运行和效果。
动态水力平衡对于中央空调系统的节能效果至关重要。
通过合理的水力平衡设计，可以降低水泵的工作阻力，减少能耗。
当系统中存在不平衡时，某些分支管道的水流速度会比较大，而另一些分支则会较小。
这样的水流分布不仅会造成能量的浪费，还会导致水泵过载工作，从而增加能耗。
而通过动态水力平衡，可以保证水流在各个分支管道中的速度和压力分布均衡，最大限度地减少能耗，提高系统的整体效率。
动态水力平衡对于中央空调系统的舒适性和稳定性也具有重要影响。
在没有水力平衡的系统中，由于水流速度和压力分布不均衡，可能会导致一些房间的供冷或供热不均匀，甚至出现冷热不足的情况。
这样不仅会降低系统的舒适性，还会影响到系统的稳定性，甚至引起系统的故障。
而通过动态水力平衡，可以确保供水和回水的温度和压力分布均衡，避免出现供冷或供热不均匀的情况，提高用户的舒适感受，同时保证系统的稳定运行。
动态水力平衡对于实现中央空调系统的精确自控至关重要。
只有通过合理的水力平衡设计和调节，才能保证中央空调系统的节能效果、舒适性、稳定性和安全性。
在中央空调系统的设计和运行中，我们应重视动态水力平衡的作用，合理利用水力平衡调节阀、节流阀等设备，确保系统的正常运行，提高整体性能。
集中供热管网的非稳态水力建模与动态响应分析
集中供热管网的非稳态水力建模与动态响应分析由世俊;米雷洋;王雅然;张欢;郑雪晶;郑万冬【摘要】建立了单个供热管段的非稳态水力模型,导出了该非稳态水力模型的解析解,分析了管道长度、管径、进出口压差变化时管道流体的动态响应特性.当单个管道的进出口压差变化相同,管道的长度越长、管径越大时,管道的流量响应时间越慢;对于相同规格的管道,当管道的进出口压差变化越大时,管道流体的动态响应速度越快.在单个管段的非稳态水力模型的基础上,结合图论的方法建立了集中供热管网的非稳态水力模型,并构建了该模型的数值求解方法.该模型考虑管网运行调节时阀门开度或水泵转速改变等影响动态响应时间的因素,提出的非稳态水力模型和求解方法为热网进行频繁、大范围水力工况调节过程中各热力站流量的动态响应分析提供了支持.对一个实际热网的动态水力进行了分析,结果表明:当热网中的阀门开度不变、热源泵转速发生变化时,距离热源越远的热力站的流量动态响应时间越长;同样地,当热网中热源泵的转速不变、改变某一热力站的阀门开度时,距离热源越远的热力站的流量动态响应时间越长.【期刊名称】《天津大学学报》【年(卷),期】2019(052)008【总页数】8页(P849-856)【关键词】非稳态水力模型;图论;集中供热管网;动态响应时间;运行调节【作者】由世俊;米雷洋;王雅然;张欢;郑雪晶;郑万冬【作者单位】天津大学环境科学与工程学院,天津 300350;天津大学环境科学与工程学院,天津 300350;天津大学环境科学与工程学院,天津 300350;天津大学环境科学与工程学院,天津 300350;天津大学环境科学与工程学院,天津 300350;天津大学环境科学与工程学院,天津 300350【正文语种】中文【中图分类】TU995.3集中供热管网的动态水力和热力特性对系统的运行调节至关重要．热网的动态热力特性主要体现在供热管道中热媒温度的传输延迟[1]，动态水力特性主要表现为阀门和水泵调节后，各个支路流量的动态响应．热网的稳态水力特性可以由节点流量平衡和回路压力平衡结合图论的方法来描述[2]，并且基于稳态水力模型数值计算的仿真和优化调度技术已经在集中供热系统的运行分析和调节中得到广泛而有效的应用[2]．热网在运行过程中，热源需要通过调节热源泵的转速实现热源流量的调度，各个热力站则利用本地闭环控制系统通过改变一次侧阀门的开度实现流量的自动调节[3-4]．而阀门和水泵的动作会使热网中各个管段的流量经历一个动态过程，一方面，热网流量的动态响应时间将对热网的水力调节产生影响；另一方面，随着通信技术和自动化技术的发展，一些先进的通信技术和控制技术在不断地应用到热网当中，热网智能化趋势不可避免，为了在满足用户热舒适的前提下，最大限度地节省热网的输配能耗，依赖于精细化的供热调节，而热网流量的动态响应时间也是精细化供热调节时间间隔的依据．因此，建立管道和热网的非稳态水力模型，并分析管道和热网的动态响应特性具有重要的意义．目前关于供热管网的非稳态水力特性的研究主要集中在供热管网的水锤问题及管网的慢变流问题．蔡启林等[5]建立了供热管网的水锤计算的数学模型，通过实例验证了该模型的正确性；还研究了供热系统水锤防护的措施，为供热管网的设计和运行提供了参考．曹慧哲等[6]基于图论建立了环状管网慢变流的水力计算模型，给出了管网慢变流模型的数值模拟方法；并基于慢变流理论提出了一种管网泄漏诊断与定位的模型，对管网阻抗的辨识和管网的故障诊断具有重要的参考价值．本文从最基本的质量守恒和能量守恒原理出发，建立了单个管段和集中供热管网的动态水力模型，给出了一种新的集中供热管网慢变流建模和数值求解方法，为集中供热系统的动态水力特性分析提供补充．所建立的集中热网的动态水力模型既适用于规模不同的枝状管网，也适用于环状管网的水力特性分析．同时，本文推导出了管段流量的瞬态响应时间的计算公式，分析了不同管径、管长的管道的瞬态响应时间．最后，根据所建立的集中供热管网的动态水力模型，通过一个实例分析了热网运行过程中热源泵的转速变化和热力站阀门开度变化时热网的非稳态水力响应特性．图1是单个管段流体非稳态流动的动量方程推导示意．坐标轴x沿管道中心线方向，控制体的标高为z，根据牛顿第二定律得到以下方程：式中：p为流体沿坐标轴x的压力分布；A为断面面积，m2；δx为控制体的厚度，m；τ0为管道壁面对控制体的切应力，Pa；ρ为控制体的密度，kg/m3；g为重力加速度，取9.8m/s2；φ为管道中心线与水平面的夹角；a为控制体的加速度，m/s2．消去δx，式(1)可以化简为[7]在上述两式中，切应力τ0可以按照稳态工况下的达西公式计算：式中：f为沿程阻力损失系数；v为断面平均流速，m/s；L为管长，m；D为管道直径，m．在稳态工况下，对于长度为L、管径为D的水平管道，壁面切应力引起的阻力与按照达西公式计算得到的阻力相等且满足下式：由此可以解得切应力τ0为加速度a可以分解成如下形式：式中：vx为速度对位置的偏导数；vt为速度对时间的偏导数．在上述分析当中，忽略压力波在管道中的传播和衰减过程，而且管道中的压力波的传播速度要远快于流量的动态变化速度；又由于供热管道中的热水近似为不可压缩流体，因此可将vx近似为0．对于水平管段，φ＝0°；由于供热管段的坡度[8]一般为0.002～0.005，故对于有坡度的供热管段，sinφ≈0．根据以上条件，将式(5)和式(6)代入到式(2)中得将上式从x＝0到x＝L沿管长进行积分[9]，得式中Δp＝p0－pL为管段的进出口压差，p0为进口压力，pL为出口压力．式(8)的物理意义是：管段进出口压差Δp是使流体加速的动力，而管壁的黏性切应力则对流体起减速作用．当流体的运动状态达到稳态时，vt＝0，方程(8)退化为描述管道稳态流动沿程阻力的达西公式．将式(8)中的流速改写成流量的形式，得到单个管段的非稳态水力模型表达式为式(9)表示管段中流体流动的非稳态特性与管段的管径、长度、管段的阻力系数等有关．方程(9)描述了管道流体在非稳态流动过程中压力和流量变化之间的关系，它是1阶非线性常微分方程．设某管段在t＝0时刻之前流体处于稳态，管段流体的流量为Q0，管段流体的进出口压差为Δp0．当t＝0时刻时管段的进出口压差产生了一个阶跃，由Δp0变化为Δp1，此时刻之后管段的流量将经过一个瞬态的变化过程．下面通过解析方式求解方程(9)来获得上述瞬态过程中流量随时间的变化规律．引入变量α和β，令，．通过分离变量的方式，将式(9)转化为对式(10)两端进行积分，得式(11)中，θ的表达式为由于双曲正切函数随着而趋近于1，由式(11)可以看出，当时，流量将不断趋近于新的稳态工况：基于式(11)的关系对管道的非稳态水力特性进行分析，同时根据式(11)对管段内流体流动的响应速度进行研究，并探索管段内流体从静止过渡到另一个稳态时，管段流体流量的响应时间与管径、管长等管段物理参数之间的变化规律．若管段初始状态的流量Q0＝0，则管段初始状态的进出口压差Δp0＝0．在t＝0时刻，管段两端的压差从0阶跃为Δp1，由式(11)导出管段内流量随时间的变化规律如下：达到稳态时的流量为定义管段流量的瞬态响应时间tr：管段初始状态的流量为0，当管段进出口压差从0阶跃为Δp1时，管段流量达到新的稳态流量Q(∞)的95%所需的时间tr为管段流量的瞬态响应时间．根据式(14)和式(15)以及管段流量的瞬态响应时间的定义，可得求解式(16)，得出管段流量的瞬态响应时间由式(17)可以看出：管段的管径越大、长度越长，则管段流量的瞬态响应时间越长，流体从静止到新的稳态的过渡过程越缓慢；管段进出口压差越大，管段内流体达到稳态的时间越短．图2所示为管径DN800、管长100m，管径DN800、管长200m和管径DN600、管长100m的3种不同规格的供热管段的瞬态响应时间．初始时刻，3根管道中的热水均处于静止状态，当3根管道的进出口压力差在t＝0时刻阶跃为10kPa并保持恒定，3根管段的流量均经过一个暂态过程后达到稳定．由图2可以看出，管径为DN800、管长为100m的管段的瞬态响应时间为tr＝55.6s，管径为DN800、管长为200m的管段的瞬态响应时间为tr＝78.6s，管径为DN600、管长为100m的管段的瞬态响应时间为tr＝46.4s．仿真结果表明：管段的长度越长，管径越大，管段的流量响应时间越慢．图3所示是相同管段在不同进出口压差变化情况下所引起的管段流体动态变化过程中的流量响应．可以看出，管径为DN800、长度为100m的供热管段，进出口压差从0Pa变为10kPa引起的瞬态流量响应时间为tr＝55.6s，进出口压差从初态的0Pa变为20kPa引起的瞬态流量响应时间为tr＝39.3s.表明进出口压差变化越大，动态响应速度越快．图4所示是不同公称直径、不同长度管段中的热水由静止状态开始变化，在进出口压差从0Pa瞬间增加到10kPa时，各个管段中流体的瞬态响应时间．可以看出，不同规格管段流体的瞬态响应时间在几分钟到十几分钟之间变化．本文第1节给出了单个管段的非稳态水力特性描述，并得出了单个供热管段由一个稳态向另一个稳态过渡时的瞬态过程的解析解，即式(11)．但是当管网中有阀门的开度变化或者水泵转速的变化时，式(11)就不适用于分析管网的非稳态水力响应了．在考虑上述两个因素对管网的非稳态水力响应的影响时，必须联立各个管段的非稳态水力方程，即式(9).本节将建立集中供热管网的非稳态水力模型，并给出数值求解方法，进而分析管网的非稳态水力响应．与供热管网的稳态水力模型类似，集中供热管网的非稳态水力模型也可以采用图论的方法描述．由于热水在热网中的非稳态水力过程中是不可压缩的，故节点流量平衡方程和回路压力平衡方程[10]逐时地成立，满足以下两个方程式：式中：Bk为管网的基本关联矩阵；Cf为管网的独立回路矩阵[10]；Q(t)为各个分支在t时刻的流量向量；Δp(t)为各个分支在t时刻的压差向量．根据热网的节点流量平衡方程和回路压力平衡方程以及水泵扬程的特性方程Hp,i(ni，Qi)，管道i的非稳态水力特性方程(9)可以写成如下形式：式中：Δpi为各个管段的进出口压差；Si为与局部阻力损失和沿程阻力损失相关的管路阻抗，即Kf,i的表达式为阀门开度变化与阀门阻抗fi(xi)之间的关系可以通过下式表示：式中：fi(xi)为等百分比阀门的阻抗，xi为等百分比阀门的开度；Ri为阀门的可调比；kv,i为阀门的流通能力.若集中供热管网中有N个管段，则N个管段的动态水力特性方程可写成向量形式，即式中：右上角标“d”表示将向量对角化；Kf、S、、f的表达式分别为联立式(19)和式(24)，消掉Δp，得在式(18)中，通过对矩阵分块的方法，将基本关联矩阵中树枝对应的矩阵前置，余枝对应的矩阵后置，得在基本关联矩阵中，树枝对应的矩阵是非奇异的，故树枝的流量向量可以用余枝流量向量唯一表达：整个管网各个分支的流量向量也可以由余枝流量表示为如下形式：其中式中Ir是与余枝数阶数相等的单位矩阵．将式(32)与式(33)代入式(29)中，得到整个管网的非稳态水力模型上述各式中未注释项代表的意义见上节．式(34)是非线性常微分方程，该式中方程的数目与管网中的余枝数相等，即在节点数为J、分支数为N的管网中，余枝数为N－J＋1．通过求解式(34)可以得到余枝流量随时间的变化，再根据式(31)可以得到树枝流量随时间的变化．由于集中供热管网的非稳态水力方程是非线性常微分方程组，直接获得其解析解很困难．为方便进行供热管网非稳态水力响应的分析，本文利用4阶Runge-Kutta法构造式(34)的数值求解格式[11]．设供热管网的初始状态下，余枝流量为Qr,0．设时间步长为Δτ，第k步的余枝流量为Qr,k，则第k＋1步的余枝流量Qr,k＋1可由下式给出：式中、、和为如下形式的向量：并且，图5所示是某城镇的集中供热管网，该热网有一个环、两个热源和28个热力站，是典型的多热源环状热网，总供热负荷为190MW．热源1是热电厂，承担基本负荷，其供热能力为150MW．热源2是燃气调峰锅炉房，承担峰值负荷，其供热能力为55MW．在低负荷时，热源1承担全部热力站的负荷，热源1循环泵的调节会对各个热力站的流量产生影响，在分析热网各部分流量随着热源泵转速变化的响应特性时，考虑如下典型的情形：当热源1的水泵电机频率在1min内从50Hz线性地减为25Hz，而各个热力站的阀门开度保持不变时，分析各热力站的流量随时间的变化情况．本节将基于热网非稳态水力建模及求解方法，分析上述情形下各热力站的流量随时间的变化情况．在MATLAB中编制上节所提出的基于4阶Runge-Kutta法的热网非稳态水力特性计算程序，并导入图5所示热网对应式(34)形式的非稳态水力模型，可以实现该热网动态水力工况的仿真计算．在进行热网的非稳态水力模型求解时，为保证Runge-Kutta算法计算的数值稳定性，时间步长Δτ不能选得过大，本例选取Δτ＝0.1s，数值计算的总时长为30min．热源1处的循环水泵电机频率在t＝0～5min内维持在50Hz不变，从t ＝5min开始，到t＝6min时，热源1处循环水泵电机的频率从50Hz线性地减为25Hz，并从t＝6min开始、到t＝30min时，维持热源1处循环水泵电机的频率在25Hz不变，在整个过程中，各个热力站的阀门开度均维持在100%不变．部分热力站的流量随时间变化的计算结果见图6．从图6可以看出，当热源1的循环泵转速降低以后，热力站的流量经过一个瞬态过程，达到新的稳态值，且新的稳态值较热源1循环泵转速变化之前有所减少．从图6还可以得出，按管路距离计算，离热源1近的热力站流量的响应速度都比较快，例如1～4号热力站，其流量都在1min左右达到新的稳态值，见图6(a)～(d)．但随着与热源1管路距离的增大，热力站的流量响应速度逐渐变慢，例如10～13号热力站，其流量的响应时间在3～4min，见图6(e)～(h)．对于距离热源1较远的热力站，如26～28号热力站，其流量的响应时间在5～8min，见图6(i)～(k)．对于热力站阀门开度变化下的各热力站流量响应特性，考虑令热源1的水泵电机频率保持50Hz不变，热力站1的阀门开度在1min内由100%线性地变化为50%．数值计算的总时长也为30min．热源1的循环水泵电机频率在t＝0～30min内维持在50Hz不变．热力站1的阀门开度在t＝0～5min内保持在100%不变，从t＝5min开始、到t＝6min时，热力站1的阀门开度从100%线性地变为50%，并从t＝6min时开始、到t＝30min时，维持热力站1的阀门开度在50%不变．在整个过程中，其余热力站的阀门开度均维持在100%不变．部分热力站的流量随时间变化的计算结果见图7．从图7可以看出，当热力站1的阀门开度减小以后，其余热力站的流量都经过一个瞬态过程，达到新的稳态值，且新的稳态值较热力站1阀门动作之前都有所增加．同样地，从图7中也可以得出，按管路距离计算，离热力站1近的热力站流量响应速度都比较快，例如2～5号热力站，其流量都在1min内达到新的稳态值，见图7(a)～(d)．但随着与热源1管路距离的增大，热力站的流量响应速度逐渐变慢，例如9～13号热力站，其流量的响应时间在2min左右，见图7(e)～(i)．对于距离热源1较远的热力站，如26～28号热力站，其流量的响应时间在4～6min左右，见图7(j)～图7(l)．图7给出的结果表明：若热网中的阀门不动，热源泵转速发生变化以后，按管路距离计算，距离该热源越远的热力站，其流量的动态响应时间越长，反之则越短．同样地，若热网中的水泵不调节，而某一热力站的阀门开度发生变化后，按管路距离计算，距离阀门动作位置越远的热力站，其流量的动态响应时间越长，反之则越短．当热源循环泵的转速进行大范围调整时，各热力站的流量响应时间比热力站进行阀门调节所引起的流量响应时间长．这些规律可以为大型热网的水力工况调节提供指导，并且，本文给出的建模与数值求解方法也为热网动态水力特性的量化分析和精细化调节提供支持.(1) 本文建立的单个管段的非稳态水力模型可以用来计算分析单个不同规格管段的瞬态响应时间．利用该模型还可以得到单个管段的瞬态水力特性：管道的管径越大、长度越长，则管道两端压差发生变化后，流量的动态响应时间越长，流体从静止到新的稳态的过渡过程越缓慢；而若管道进出口压差变化越大，则管道流量的动态响应时间越短，流量达到新稳态的过程越快．(2) 本文建立的集中供热管网的非稳态水力模型可以用来计算分析不同规模热网在水泵转速变化和阀门开度变化时各个热力站的动态响应时间及管网的动态水力特性．(3) 算例中热源循环泵转速的变化和热力站阀门开度的变化过程所引起的动态水力响应的时间尺度在10min以内．对于更大规模的城市级的集中供热管网，动态水力响应时间会更长．为了保证供热管网的水力稳定性同时最大限度节省供热管网的输配能耗，当进行管网的运行调节时，可将本文所建立的管网非稳态水力模型和分析方法应用到热网中，根据计算出的动态响应时间作为制定水力工况调节时间间隔的依据．【相关文献】［1］ Wang Yaran，You Shijun，Zhang Huan，et al. Thermal transient prediction of district heating pipeline：Optimal selection of the time and spatial steps for fast and accurate calculation[J]. Applied Energy，2017，206：900-910.［2］ Wang Yaran，You Shijun，Zhang Huan，et al. Hydraulic performance optimization of meshed district heating network with multiple heat sources[J]. Energy，2017，126：603-621.［3］ Wang Yaran，You Shijun，Zheng Wandong，et al. State space model and robustcontrol of plate heat exchanger for dynamic performance improvement[J]. Applied Thermal Engineering，2018，158：1588-1604.［4］ Wang Yaran，You Shijun，Zhang Huan，et al. Operation stability analysis of district heating substation from the control perspective[J]. Energy and Buildings，2017，154：373-390.［5］蔡启林，李锐. 热水供热网水锤计算数学模型[J]. 区域供热，1995(5)：28-32.Cai Qilin，Li Rui. Mathematical model of water hammer in hot water heating network[J]. District Heating，1995(5)：28-32(in Chinese).［6］曹慧哲，贺志宏，何钟怡. 基于图论的环状管网慢变流的计算研究[J]. 哈尔滨工业大学学报，2007，39(10)：1559-1563.Cao Huizhe，He Zhihong，He Zhongyi. 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暖通空调水系统的水力平衡调节
暖通空调水系统的水力平衡调节(总9页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除暖通空调水系统的平衡调节摘要通过对集中供热和空调水系统流量变化的分析，阐述了选用静态水力平衡阀、动态平衡阀、动态平衡电动调节阀的原因，并介绍了这几种阀门的特性和控制机理，包括控制方式、方法。
探讨了这几种阀门的调试过程，提出了暖通空调水系统调试的重要性。
关键词：水力失调静态水力平衡动态水力平衡压差控制调试方法前言集中供热和中央空调的水系统运行中，水力失调是常见的问题。
水力系统的失调有两方面的含义：一是指虽然经过详细的水力计算并达到规定要求，但在实际运行后，各用户的流量与设计要求不符，这种水力失调是稳定的、根本性的。
如不加以解决影响将始终存在。
称之为稳态失调。
二是指系统运行中，当一些用户的水流量改变时（关闭或调节时），会使其它用户的流量随之变化。
这涉及到水力稳定性的概念。
对其它用户影响小，则水力失调程度小，水力稳定性好，称之为动态（稳定性）失调。
产生水力失调的原因。
管网水力失调的原因是多方面的，归纳起来主要有两种：（1）管网中流体流动的动力源（一般泵、重力差等）提供的能量与设计要求不符。
例如：泵的型号，规格的变化及其性能参数的差异，动力电源的波动，流体自由液面差的变化等，导致管网中压头和流量偏离设计值。
（2）管网的流动阻力特性发生变化，很多原因会导致管网阻抗发生变化。
例如：在管路安装中，管材实际粗糙度的差别，焊接光滑程度的差别，存留于管道中泥沙、焊渣多少的差别，管路走向改变而使管长度的变化，弯头、三通等局部阻力部件的增减等，均会导致管网实际阻抗与设计值偏离。
尤其是一些在管网设置的阀门，改变其开度即可能大大改变管网的阻力特性。
水力失调对管网系统运行会产生不利影响。
管网系统往往是多个循环环路并联在一起的管路系统。
各并联环路之间的水力工况相互影响，必然会引起其他环路的流量发生变化。
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性
动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性随着现代建筑的发展，中央空调系统已经成为大型建筑的标配设备，其可以为室内环境提供舒适的温度和湿度，保证室内空气质量，为建筑提供良好的室内环境。
而要实现中央空调系统的精确自控，动态水力平衡是非常重要的一环。
本文将从动态水力平衡对实现中央空调系统精确自控的重要性进行探讨。
动态水力平衡是中央空调系统运行的基础。
在中央空调系统中，水是传热介质，作为供回水流体，须对系统中的水流进行准确定位，以确保各个分支管道和设备的水流量、水压达到设计要求，从而保证系统顺利运行。
而动态水力平衡即是指在中央空调系统中通过阀门的开启度、风机的频率控制来调节水流量，使得系统运行时各个环路的流量和压力能够保持在设计范围内。
如果中央空调系统内部的水力平衡得不到有效控制，就会导致水流分布不均，造成一些分支管道和末端的水流量和压力过大或过小，从而导致系统运行不稳定，出现一些不均衡现象。
动态水力平衡可以提高中央空调系统的能效。
在中央空调系统中，高效运行非常重要，而动态水力平衡可以帮助系统更加高效地工作。
通过调整系统中的阀门和风机，使得水流和空气流能够更加均衡地分布，避免了一些设备间的不必要的能量损耗。
从而提高了系统的整体能效，减少了运行成本。
动态水力平衡可以保证中央空调系统的稳定性。
在中央空调系统运行中，稳定性是非常重要的一环。
如果系统在运行中发生了不稳定现象，不仅会影响到室内空气质量和环境舒适度，还会增加系统的损耗和维护成本。
而动态水力平衡可以帮助系统保持稳定运行，减少了系统在运行过程中出现不稳定的风险。
动态水力平衡对于中央空调系统的精确自控是非常重要的。
它不仅是中央空调系统运行的基础，还可以提高系统的能效，保证系统的稳定性和安全性。
在中央空调系统的设计和安装中，必须重视动态水力平衡的调节控制，以确保系统的高效稳定运行。
在中央空调系统的运行和维护中，也必须对系统的动态水力平衡进行定期检查和调整，以保证系统的长期稳定性和安全性。
空气源热泵冷热水机组全年运行工况的模拟与分析
空气源热泵冷热水机组全年运行工况的模拟与分析摘要：对机组的空气侧换热量、水侧换热量、压缩机轴功率和供热性能系数等参数进行综合分析，寻求对空气源热泵冷热水机组结霜特性影响最小的空气侧换热器的结构参数。
用变化后的结构参数结合夏季运行工况，其空气侧换热系数、管壁温度、空气侧压降也有所改善。
将模拟结果与实验数据进行了比较，两者吻合很好，进一步验证了所建模型的可靠性。
关键词：空气源热泵冷热水机组动态模型稳态模型结霜 1 空气源热泵冷热水机组模型建立空气源热泵冷热水机组由压缩机、空气侧换热器、水侧换热器、节流机构等设备组成。
在质量守恒、能量守恒、动量守恒的基础上，利用空气源热泵冷热水机组的四大部件的数学模型，并利用制冷剂在各部件的进出口状态参数把所建的四个部件模型耦合在一起，就构成了空气源热泵冷热水机组冬、夏季工况的模型。
耦合过程中的质量守恒是指各部件中的制冷剂质量流量相等，单位时间内流入某部件的制冷剂质量等于流出该部件的制冷剂质量；能量守恒是指机组的制冷量与压缩机对制冷剂作功之和等于冷凝器的热负荷；动量守恒即压力平衡，是指经过压缩机后制冷剂压力的提高值等于制冷剂在空气侧换热器、膨胀阀、水侧换热器等部件中的压力降之和。
2 典型冬季工况的模拟与分析对于所建立的空气源热泵冷热水机组的动态数学模型[1]，采用计算机求解，计算工况见表1，计算从某一时刻压缩机吸入口开始。
调用各子程序，可以计算出空气侧换热器的换热量以及结霜等情况。
我国大部分地区处于季风气候区，热泵适宜应用的地区湿度普遍比较大，例如长江以南地区，相对湿度一般都在75%以上，若温度在0℃左右，极易结霜。
下面将采用机组的动态数学模型，分别计算机组在一些典型地区，如对于重霜区―成都所对应的工况B（0℃，85%）、一般结霜区―上海、杭州所对应的工况C（-4℃，75%）[2]，用变化后的空气侧换热器的结构参数，进一步对空气源热泵冷热水机组结霜工况进行计算及分析。
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集中供热空调系统水力工况的动态模拟和控制
实际运行的供热空调系统是一个十分复杂的网络，系统中任何一个调节装置的工作参数发生变化，必然引起管网之间流量的重新分配。
而且在系统运行过程中，随着气候变化和用户使用情况的变化，其用户所需的热（冷）量是动态变化的，因此系统调节控制应适应这种变化。
笔者设想利用现代控制理论和计算机模拟分析相集合，利用水力管网系统实际运行工况动态检测数据对系统的水力工况进行模拟分析，进而使用分析的数据对系统运行工况进行远程自动控制，这不仅可以提高调节的精度，避免人工调节的工作量，而且可以实现系统水力工况的动态控制。
十分有利于系统的节能
要实现自动控制，首先必须计算出控制值的大小即调节阀的开度。
本文重点介绍利用集中供热空调系统水力工况计算机模拟分析软件确定系统调节控制值的新方法，并通过对实际投入运行供热系统，在不同气候条件，不同用户特点条件下的运行控制策略进行模拟分析，提出系统的控制方案
《复杂供热空调系统水力工况计算机模拟分析软件》运用节点质量流量平衡方程，回路压力平衡方程、图论理论与斯考德-恒斯雷试算迭代法建立数学模型而开发，计算机模拟时
对独立回路的选择，水泵性能特性曲线，热压值的计算、固定质量流量所在分支的处理按【文献 3】提供的方法进行处理
对于一个新投入运行的供热空调系统，在各管网分支阻力已知的前提下，各用户入口实际的流量分配一定。
因设计中受管径的限制和其它因素（如自然热压）的影响而存在不同程度的不平衡率，即用户的实际需流量和自然分配的流量不相同。
这就必须采取流量调节的方法，使整个管网的回路压力平衡方程得到满足。
本文采用的流量调节控制方法为固定流量法，即在进行网络解算时，将已知流量的用户分支作为固定流量分支，在网络解算过程中，固定流量分支不参与网络解算的迭代过程，使其流量保持不变。
待网络解算结束，其他分支流量都计算出来后，再计算各固定流量分支的调节参数
固定流量法一般与斯考德-恒斯雷配合使用。
在网络解算的同时求出调节参数
以图 1 所示的住宅室内供暖系统为分析对象。
假设其每个用户的供暖热负荷一致，均为 Q ＝3488W，总热负荷 41856W；室内设计温度 tn＝18℃，设计供水温度为95℃，回水温度为70℃，散热器选用铸铁散热器。
立管总流量 Gz＝1440kg/h，每户入口的调节阀选用Danfoss 公司的 RTD 一 N 型预调阀
图 1 分析模型--住宅室内供暖系统示意
为便于电算分析，将所有管段以及的管段的始末节点进行了编号，计算各管段的阻力数，按要求建立原始数据的数据文件。
进行系统模拟时，将每个用户按固定流量分支参与系统计算，其模拟结果反算出每个用户入口进入设计流量调节阀的预设压降。
进而可以计算出每个调节阀的开度
在整个供暖期内，因室外气候条件的变化，如气候变暖时，用户所需的供热量减少，则用户入口的供水流量也相应减少。
其控制方案可采用调节建筑物热力入口总压力和调整调节阀的开度以增大其压降值方法来实现
4.1调整用户入口调节阀的压降设定
本文模拟了热力入口总压力 45 Kpa，用户入口流量分别为 80、90、100、110、120 kg/h 时，系统用户入口调节阀的预设压降值。
结果如表 2 所示
分析结果表明
（1）对于本文的分析模型在系统入口总压力不变的条件下，随着用户需热量的增大，调节阀的开度增大，阻力数减小，则调节阀的压降设定值相应减小
（2）在用户入口流量相同的情况下，各用户调节阀的压降调节值不同，其值的大小取决于供暖系统的制式，自然热压的大小，入口总压力的大小等因素
4.2建筑物热力入口总压力的调
本文模拟了系统总压差分别为 30000Pa、40000Pa、50000Pa 时系统进行调节后实际运行工况，其电算模拟结果（如表 1）表明，通过减少系统入口总压力，热水供暖系统用户入口调节阀的开度不变的情况下，用户入口流量按等比规律降低。
从而达到控制室温的目的
为适应气候和用户用热变化以及避免系统产生水力失调，对系统实施调节控制是系统运行管理中非常重要的内容。
而实现系统的自动调节和控制一直是我们努力的方向。
本文根据用户用热的要求，通过对实际投入运行热水供暖系统的水力工况的进行数值模拟，得到的数据可作为自动控制系统的基础数据。
如根据计算得出的每个用户入口进入所需流量时调节阀的预设压降值，可通过 DDC 计算得出的各调节阀的开度，控制系统按其计算值进行调节，从而实现室温的自动控制
利用计算机动态模拟和自动控制相结合可以实现集中供热和空调系统的实时调节和控制。
它把管网作为一个整体，可以考虑多因素的影响，预测运行后的效果等
（1）贺平、孙刚编著· 供热工程（新一版），北京：中国建筑工业出版社，1993
（2）王朝瑞编· 图论，北京：高等教育出版社，1981
（3）冯小平复杂热水供热网络水力工况的计算机模拟分析江南学院学报 1999.3 ( 第 3 期
（4）冯小平装有温控阀的室内垂直双管供暖系统住宅科技 2000.7(第7 期。