浅析空调水系统的水力平衡动态调节

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1、浅析空调水系统的水力平衡动态调节广州顺邦机电工程有限公司广东广州510000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

2、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

3、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%）。在欧洲，低于摄氏23度以

4、下每降低一度的制冷成本会增加15%。设计一个HVAC的系统莱公特定的最大负荷使用，如果设备因为在设计条件下不能达到平衡，而不能将其全部容量传送给所有的冋路时，就不能实现整个设备的投资价值，不但不能保证使用的功能，还造成了能源上的浪费。动态水力失衡是系统运行中产生的、随机的，不是系统本身固有的。对于动态水力失衡系统的调节是在管路系统中增设动态水力平衡调节设备（如动态平衡阀、流量调节器、压差调节器），当其他区域流量发生变化时，通过动态水力平衡设备的屏蔽作用，使自身区域的流量不随之发生变化，各区域的流量互不影响，此口寸达到该区域的水力动态平衡。例如：某商务楼空调

5、改造工程，建筑面积大、造型奇特，并因业主要求“黃金地段”有效使用面积高，而使设备用房及管井面积小，并其位置不利，在原设计中，无平衡阀的使用，因“管线长，难平衡”的设计出现了，房间冷热不均，系统出现动态失调：在空调季节，有近1/4的房间太冷，有1/3房间则太；相反，在采暖季节，有1/4房间太热，有1/3房间则太冷。改造设计中，增设了动态流量平衡阀，其效果及其显著，基本所有房间均达到设计温度。2中央空调管路系统在大型的现代建筑中央空调系统中，冷冻水（热水）多部分是由闭式循环管路系统输配到各个末端的空调用冷（热）设备上。由于建筑物结构的复杂性与功能的多样性，至使

6、空调的水系统往往根据末端负荷的不同分成若干个供冷（热）区域，每个区域由一个供水环路供冷（热）。2.1同程式管路系统空调水流经过供、冋水干管间每一并联环路中的循环管道路程基本相等。（1）竖向干管同程式管路的布置方式如图1所示。图2水平支管同程式管路同程式管路优点：末端换热器阻力基本相等吋，由于并联的各环路管路总长度基本相等，所以水力稳定性好，各环路水量分配均衡，调节十分方便。2.2异程式管路系统空调水流经供、冋水干管间每一并联环路中的循环管道路程不相等。（1）竖向干管异程式管路的布置方式如图3所示。要实现中央空调系统的高效节能运行，首先要注重静态平衡设计，即

7、在设计过程中精确计算，对每个环路（同程式与异程式）进行水力平衡计算，对于压差悬殊的环路采取有效措施，使得设计工况与实际运行工况接近，选择合适的流量调节阀实现静态水力平衡，这也是此系统运行时实现动态水力平衡调节的必要条件。其次（也是非常重要的）是设计合理的动态水力平衡设备，使不同区域的流量间互不干扰，实现动态平衡。由于中央空调系统的吋变性，中央空调系统是一个动态多变的系统，只有实现了动态水力平衡才是真正的水力平衡系统，才能满足中央空调系统准确供冷（热）的条件。但遗憾的是，系统设计、施工、设备材料及系统运行管理都存在问题。水力失衡的现象在中央空调系统中一直普遍

8、存在，水力失衡的主要表现有：图5空调系统管理控制平台1）各区域空调