水力失衡的解决方案的探索

水力失衡的解决方案的探索
作者：张毅
来源：《江苏商报·建筑界》2014年第02期
摘要：本文对供热/供冷水系统工作中常见的水力平衡现象进行分类，参考合肥这类非强制供暖地区水系统安装、使用等情况为研究样本，对实现水力平衡的现行做法进行了简要的分析，最终找出现阶段最适合部分南方区域的水系统安装形式。

关键词：静态水力平衡；动态水力平衡；平衡阀
中图分类号：TU83 文献标识码：B
1 、前言
目前，随着人们生活质量要求的提高、建设单位或业主的各种思层出不穷以及暖通空调技术的发展，建筑物暖通空调工程的设计也越来越复杂。

采暖空调水系统的水力失调时有发生，造成某些区域或某处末端冬天不热、夏天不冷的情况，通过分析静态水力平衡和动态水力平衡，并结合合肥热电的供热/供冷的设计、施工、运行的经验和尝试对二次水系统中水力平衡的实现进行分析。

2、水力失调解决的意义
何谓水利失调？水总是流阻力低的地方。

在多用户的供热系统中，最后的用户总是得到最少量的水。

即水并不会有热力系统中等量分支流动，简单地说，就是供热管网各处实际流量与所需不一致。

因此，有效地解决好水力失衡是热网改善品质的一个重要方面，也是落实节能减排政策的具体实践。

3 、水力失调和水力平衡的基本概念及分类
3.1静态水力失调和静态水力平衡
静态水力失调：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一致性。

静态水力平衡：指网路中某节点处，在设计流量下，最不利环路压力损失与最近环路压力损失的相对差额度为零。

实现平衡原理：施工完成后的系统管道特性阻力数比往往与设计要求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流量不一致，通过在管道系统中增设静态水
力平衡设备（水力平衡阀）对系统管道特性阻力数比值进行调节，使其与设计要求管道特性阻力数比值一值，从而实现静态水力平衡。

3.2动态水力失调和动态水力平衡
动态水力失调：当用户阀门开度变化引起水流量改变时，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。

动态水力平衡：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。

实现平衡原理：动态水力失调是动态的、变化的，它不是系统本身所固有的，是在系统运行过程中产生的。

通过在管道系统中增设动态水力平衡设备（流量调节器或压差调节器），当其它用户阀门开度发生变化时，通过动态水力平衡设备的屏蔽作用，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，此时系统实现动态水力平衡。

4、水力失衡现象及做法探索
4.1水力失衡系统的明显特征
4.11 系统冷热不均：管路末端的用户得不到足够的热量，“近热远冷”、“近冷远热”严重，甚至系统中某些部件中没有水流过。

4.12 系统启动时间长：由于远端环路需要的水量不足，需待近端电动调节阀关小后，方可获得足够水量，造成系统启动时间长。

4.2四种形式探讨
做法一、盲目放大管径：如图1所示，往往4栋楼的使用效果很差，在这种自然状态下分配各个用户流量，必然产生静态水力失调，以往解决此问题通常是采用同程管道的布置、变管径的布置进行预平衡等办法，但仅能解决部分问题，不能实现真正的水力平衡，弊端是造成水泵功耗增加，管材造价过高。

做法二同程管道系统解决静态水力失调：如图2所示，在水系统中，采用同程管路布置能够解决静态水力失调问题。

通过这种布置方式，使得各个末端设备的循环环路的阻力损失相近，在同一个资用压头情况下，能够保证各个用户之间的平衡，保证流量分配接近原始设计流量。

这种方法适用于循环水路不是很复杂，各个末端设备的阻力损失相近的空调系统。

做法三回水管路安装静态平衡阀：静态平衡阀相当于一个局部阻力可以改变的节流元件，它具有良好的流量特性，具有可测阀门前后压差的接口。

在各个并联环路的安装（如图3），通过系统调试，可以消除各个循环环路富裕的资用压头，实现各并联环路之间的静态平衡。

弊端是当一部分末端关闭时，系统仍旧会出现冷热不均、小温差等综合征。

做法四自力式平衡阀+异程式：以菊香苑小区采暖工程为例，共20栋楼33个单元1168户，采用章鱼式暖气片形式供暖，现场在所有干管，立管及支管的回水处分别装自力式平衡阀用以：调整流量均衡，检验输配环路与区域控制环路水量的协调性。

5、结束语
经过对合肥地区水系统四种安装方式的对比，可以看出做法四这种系统目前在新兴工程上应用广泛，异程式相比同程式配管更节省，而平衡阀低廉的价格，无论是静态水系统亦或是变流量系统，这种模式的使用，特别是现阶段各分节段供暖的系统中任何产品不能替代的，它能够将新的水时按设计要求，平均分配给用户，它的作用对象为阻力，能给其它阀门或设备提供良好的工作条件。

参考文献（References）：
1、杜渐主编—建筑给水排水供热通风与空调专业实用手册。

北京，中国建筑工业出版社，2004年
2、陈沛霖、岳孝芳主编—空调与制冷技术手册。

上海，同济大学出版社，1990年
3、贺平、孙刚主编—供热工程。

北京，中国建筑工业出版社，1990年
作者简介：张毅（1986-），男，安徽省合肥市人，本科学士生，注册二级机电工程师，主要从事空调、供暖工程的项目管理方面的研究。