陳健

中信建筑設計研究總院有限公司 湖北武漢 430014

摘要：隨著社會的發(fā)展，暖通空調(diào)越來越多的應在了各個領(lǐng)域，與此同時，暖通空調(diào)各個方面的性能也越來越受到重視，其中水系統(tǒng)的水力平衡問題越加引起人們的關(guān)注。本文簡單的介紹了水系統(tǒng)水力平衡的原理以及特性等，并結(jié)合實例闡述水力平衡閥對水力平衡調(diào)節(jié)過程以及結(jié)論等。

關(guān)鍵詞：水力失調(diào)；平衡閥；系統(tǒng)平衡調(diào)試

一、前言

在建筑暖通空調(diào)水系統(tǒng)中，水力失調(diào)是最為常見的問題。水力失調(diào)引起系統(tǒng)水流量分配不合理，某些空調(diào)區(qū)域的空調(diào)水流量過剩，某些空調(diào)區(qū)域的空調(diào)水流量不足，從而造成了某些室內(nèi)空調(diào)房間出現(xiàn)過冷或過熱的現(xiàn)象，沒有達到相應的室內(nèi)設計溫度。不合理的系統(tǒng)輸送冷、熱，造成能源的浪費；或者為了解決這個問題，一味的提高水泵的壓頭，依然產(chǎn)生冷、熱量的不平衡和造成更大的能源浪費。因此，必須選用相應的調(diào)節(jié)閥門和采取正確的調(diào)節(jié)措施，以平衡水系統(tǒng)的流量分配。

二、水力平衡調(diào)節(jié)概況

盡管一些常見的閥門，如截止閥、球閥等也有一定的調(diào)節(jié)能力，但由于其調(diào)節(jié)性能不好以及無法對調(diào)節(jié)后的流量進行測量，所以只是定性調(diào)節(jié)，具有不準確性，給工程結(jié)束后的調(diào)試工作帶來不便。所以近年來，越來越多的暖通空調(diào)工程水系統(tǒng)的關(guān)鍵部件（如集水器），特別是在一些外國設計公司設計項目中，有很多選擇水力平衡閥對系統(tǒng)的流量分配進行調(diào)節(jié)（包括系統(tǒng)安裝后的調(diào)整和經(jīng)營管理調(diào)整，本文主要闡述了前者，也可以做后者的參考）。

水利平衡閥有兩個特點：（1）具有良好的調(diào)節(jié)功能。優(yōu)質(zhì)水利平衡閥的具有直線流量特性，即在兩端壓差不變情況下，其流量與開度成線性關(guān)系；（2）流量實時可測性。通過專用的流量測量儀可以在現(xiàn)場測量通過水力平衡閥的流量。

三、系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)

水系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)的實質(zhì)就是將系統(tǒng)中所有水力平衡閥的測量流量同時調(diào)至設計流量。

1、單個水力平衡閥調(diào)節(jié)

單個水力平衡閥的調(diào)節(jié)較為簡單，只需連接專用的流量測量儀表，將閥門口徑及設計流量輸入儀表，根據(jù)儀表顯示的開度值，旋轉(zhuǎn)水力平衡閥手輪，直至測量流量等于設計流量即可。

2、已有精確計算的水力平衡閥的調(diào)節(jié)

對于某些水系統(tǒng)，在設計時已對系統(tǒng)進行了精確的水力平衡計算，系統(tǒng)中每個水力平衡閥的流量和所分擔的設計壓降是已知的。這時水力平衡閥的調(diào)節(jié)步驟如下：（1）在設計資料中查出水力平衡閥的設計壓降；（2）根據(jù)設計圖紙，查出（或計算出）水力平衡閥的設計流量；（3）根據(jù)設計壓降和設計流量以及閥口徑，查水力平衡閥壓損曲線圖，找出這時水力平衡閥所對應的設計開度；（4）旋轉(zhuǎn)水力平衡閥手輪，將其開度旋至設計開度即可。

3、一般系統(tǒng)水力平衡閥的聯(lián)調(diào)

對于目前絕大部分的暖通空調(diào)水系統(tǒng)，其設計只有水力平衡閥的設計流量，而不知道平衡閥前后的壓差，而且系統(tǒng)中包含多個水力平衡閥，在調(diào)節(jié)時這些閥的流量變化會互相干擾。這時要對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，使所有的水力平衡閥同時都達到設計流量。

（1）系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)的分析：

①并聯(lián)水系統(tǒng)流量分配的特點：并聯(lián)系統(tǒng)各個水力平衡閥的流量與其流量系數(shù)KV值成正比（由于管道中水流速度較低，假定各并聯(lián)支路上平衡閥兩端的壓差相等），如圖1所示，調(diào)節(jié)閥V1、V2、V3組成的并聯(lián)系統(tǒng)，則QV1：QV2：QV3=KV1：KV2：KV3（Q為流量，KV為流量系數(shù)）。當調(diào)節(jié)閥V1、V2、V3調(diào)定后，KV1、KV2、KV3保持不變，則調(diào)節(jié)閥V1、V2、V3的流量QV1、QV2、QV3的比值保持不變。如果將調(diào)節(jié)閥V1、V2、V3流量的比值調(diào)至與設計流量的比值一致，則當其中任何一個平衡閥的流量達到設計流量時，其余平衡閥的流量也同時達到設計流量。

②串聯(lián)水系統(tǒng)流量分配的特點：串聯(lián)系統(tǒng)中各個平衡閥的流量是相同的，如圖1所示，調(diào)節(jié)閥G1和調(diào)節(jié)閥V1、V2、V3組成一串聯(lián)系統(tǒng)，則QG1=QV1+QV2+QV3；

③串并聯(lián)組合系統(tǒng)流量分配的特點：如圖1所示，實際上是一個串并聯(lián)組合系統(tǒng)。其中平衡閥V1、V2、V3組成一并聯(lián)系統(tǒng)，平衡閥V1、V2、V3又與平衡閥G1組成一串聯(lián)系統(tǒng)。根據(jù)串并聯(lián)系統(tǒng)流量分配的特點，實現(xiàn)水力平衡的方式如下：

首先將平衡閥組V1、V2、V3的流量比值調(diào)至與設計流量比值一致；再將調(diào)節(jié)閥G1的流量調(diào)至設計流量。這時，平衡閥V1、V2、V3、G1的流量同時達到設計流量，系統(tǒng)實現(xiàn)水力平衡。實際上，所有暖通空調(diào)水系統(tǒng)均可分解為多級串并聯(lián)組合系統(tǒng)。

（2）水力平衡聯(lián)調(diào)的步驟：

如圖2所示，該系統(tǒng)為一個二級并聯(lián)和二級串聯(lián)的組合系統(tǒng)，（V1～V3、V4～V6、….V16～V18）為一級并聯(lián)系統(tǒng)，又分別與閥組I（G1、G2…G6）組成一級串聯(lián)系統(tǒng)；閥組I為二級并聯(lián)系統(tǒng)，又與系統(tǒng)主閥G組成為二級串聯(lián)系統(tǒng)。該系統(tǒng)水力平衡聯(lián)調(diào)的具體步驟如下：

①將系統(tǒng)中的斷流閥（圖中未表示）和水力平衡閥全部調(diào)至全開位置，對于其它的動態(tài)閥門也將其調(diào)至最大位置，例如，對于散熱器溫控閥必須將溫控頭卸下或?qū)⑵湓O定為最大開度位置；

②對水力平衡閥進行分組及編號：按一級并聯(lián)閥組1～6、二級并聯(lián)閥組I、系統(tǒng)主閥G順序進行，見圖2；

③測量水力平衡閥V1～V18的實際流量Q實，并計算出流量比q=Q實/Q設計；

④對每一個并聯(lián)閥組內(nèi)的水力平衡閥的流量比進行分析，例如，對一級并聯(lián)閥組1的水力平衡閥V1～V3的流量比進行分析，假設q1

⑤按步驟④對一級并聯(lián)閥組2～6分別進行調(diào)節(jié)，從而使各一級并聯(lián)閥組內(nèi)的水力平衡閥的流量比均相等；

⑥測量二級并聯(lián)閥組I內(nèi)水力平衡閥G1～G6的實際流量，并計算出流量比Q1～Q6；

⑦對二級并聯(lián)閥組的流量比進行分析，假設Q1

⑧調(diào)節(jié)系統(tǒng)主閥G，使G的實際流量等于設計流量。

這時，系統(tǒng)中所有的水力平衡閥的實際流量均等于設計流量，系統(tǒng)實現(xiàn)水力平衡。但是，由于并聯(lián)系統(tǒng)的每個分支的管道流程和閥門彎頭等配件有差異，造成各并聯(lián)平衡閥兩端的壓差不相等。因此，當進行后一個平衡閥的調(diào)節(jié)時，將會影響到前面已經(jīng)調(diào)節(jié)過的平衡閥，產(chǎn)生誤差。當這種誤差超過工程允許范圍時，則需進行再一次的測量和調(diào)節(jié)。