水力失調(diào)和水力平衡分析

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1、水力失調(diào)和水力平衡分析摘要：本文揭示了水力失調(diào)與水力平衡的概念及其分類，并對(duì)定流量系統(tǒng)及變流量系統(tǒng)水力失調(diào)的特點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)水力平衡的措施及典型的幾種系統(tǒng)形式進(jìn)行了深入的分析。關(guān)鍵詞：水力平衡水力失調(diào)定流量變流量在建筑物暖通空調(diào)工程中，水力平衡的調(diào)節(jié)是個(gè)重要的課題。本文提出了靜態(tài)水力平衡和動(dòng)態(tài)水力平衡的概念，并結(jié)合二種水力平衡的特點(diǎn)，分析了定流量系統(tǒng)和變流量系統(tǒng)幾種典型方式的水力平衡設(shè)備的選擇及實(shí)現(xiàn)水力平衡的方式。一、水力失調(diào)和水力平衡的概念：在熱水供熱系統(tǒng)以及空調(diào)冷凍水系統(tǒng)中各熱（冷）用戶的實(shí)際流量與設(shè)計(jì)

2、要求流量之間的不一致性稱為該用戶的水力失調(diào)。水力失調(diào)的程度可以用實(shí)際流量與設(shè)計(jì)要求流量的比值X來衡量，X稱水力失調(diào)度。X=QS/QJ（QS：用戶的實(shí)際流量，QJ：用戶的設(shè)計(jì)要求流量）水力平衡是指網(wǎng)路中各個(gè)熱用戶在其它熱用戶流量改變時(shí)保持本身流量不變的能力，通常用熱用戶的水力穩(wěn)定性系數(shù)ｒ來表示。ｒ=1/XMAX=QJ/QMAX（QJ：用戶的設(shè)計(jì)要求流量，QMAX：用戶出現(xiàn)的最大流量）二、水力失調(diào)和水力平衡的分類：1、靜態(tài)水力失調(diào)和靜態(tài)水力平衡：9由于設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備材料等原因?qū)е碌南到y(tǒng)管道特性阻力數(shù)比與

3、設(shè)計(jì)要求管道特性阻力數(shù)比值不一致，從而使系統(tǒng)各用戶的實(shí)際流量與設(shè)計(jì)要求流量不一致，引起系統(tǒng)的水力失調(diào)，叫做靜態(tài)水力失調(diào)。靜態(tài)水力失調(diào)是穩(wěn)態(tài)的、根本性的，是系統(tǒng)本身所固有的，是當(dāng)前我國暖通空調(diào)水系統(tǒng)中水力失調(diào)的重要因素。通過在管道系統(tǒng)中增設(shè)靜態(tài)水力平衡設(shè)備（水力平衡閥）對(duì)系統(tǒng)管道特性阻力數(shù)比值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其與設(shè)計(jì)要求管道特性阻力數(shù)比值一致，此時(shí)當(dāng)系統(tǒng)總流量達(dá)到設(shè)計(jì)流量時(shí)，各末端設(shè)備流量均同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)水力平衡。2、動(dòng)態(tài)水力失調(diào)和動(dòng)態(tài)水力平衡：當(dāng)用戶閥門開度變化引起水流量改變時(shí)，其它用戶的

4、流量也隨之發(fā)生改變，偏離設(shè)計(jì)要求流量，從而導(dǎo)致的水力失調(diào)，叫做動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。動(dòng)態(tài)水力失調(diào)是動(dòng)態(tài)的、變化的，它不是系統(tǒng)本身所固有的，是在系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的。通過在管道系統(tǒng)中增設(shè)動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備（流量調(diào)節(jié)器或壓差調(diào)節(jié)器），當(dāng)其它用戶閥門開度發(fā)生變化時(shí)，通過動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備的屏蔽作用，使自身的流量并不隨之發(fā)生變化，末端設(shè)備流量不互相干擾，此時(shí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)水力平衡。三、定流量系統(tǒng)水力平衡分析：定流量水力平衡系統(tǒng)是暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中常見的水力系統(tǒng)，在運(yùn)行過程中系統(tǒng)各處的流量基本保持不變。常用的主要有以下三種形式：

5、1、完全定流量系統(tǒng)：9完全定流量系統(tǒng)是指系統(tǒng)中不含任何動(dòng)態(tài)閥門，系統(tǒng)在初調(diào)試完成后閥門開度無須作任何變動(dòng)，系統(tǒng)各處流量始終保持恒定。完全定流量系統(tǒng)主要適用于末端設(shè)備無須通過流量來進(jìn)行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，如末端風(fēng)機(jī)盤管采用三速開關(guān)調(diào)節(jié)風(fēng)速和采用變風(fēng)量空氣處理機(jī)組的空調(diào)系統(tǒng)以及系統(tǒng)要求較低、只需氣候補(bǔ)償器調(diào)節(jié)供暖水溫即可滿足基本需要的供暖系統(tǒng)等。完全定流量系統(tǒng)只存在靜態(tài)水力失調(diào)，不存在動(dòng)態(tài)水力失調(diào)，因此只需在相關(guān)部位安裝靜態(tài)水力平衡設(shè)備即可。通常在系統(tǒng)機(jī)房集水器上安裝水力平衡閥（如圖1所示）；對(duì)于空調(diào)水系統(tǒng)，可以

6、在建筑物各層水平回水管上安裝水力平衡閥。對(duì)于某些系統(tǒng)，雖然也不包含任何動(dòng)態(tài)閥門，但由于無法通過其它非流量手段進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此在實(shí)際運(yùn)行中用戶會(huì)因?yàn)榉块g過冷或過熱而改變閥門開度從而改變流量，因此可以認(rèn)為這種系統(tǒng)介于定流量和變流量之間。2、單管串聯(lián)（帶旁通管）供暖系統(tǒng)：單管串聯(lián)供暖系統(tǒng)包括垂直雙管水平單管串聯(lián)系統(tǒng)以及垂直單管系統(tǒng)等。這種系統(tǒng)主管的流量基本不變，因此是定流量系統(tǒng)。以前者為例，來說明實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)水力平衡的方式。這種系統(tǒng)主要存在靜態(tài)水力失調(diào)，在水平分支管上由于三通或二通溫控閥的調(diào)節(jié)作用而存在一定的動(dòng)態(tài)

7、水力失調(diào)。因此只需在相關(guān)部位增設(shè)相關(guān)的水力平衡設(shè)備即可使系統(tǒng)保持水力平衡。具體如下：⑴、在系統(tǒng)機(jī)房集水器上安裝水力平衡閥；⑵、在立管回水管上設(shè)水力平衡閥（如圖2所示）；9⑶、在水平分支管上安裝流量調(diào)節(jié)器保證各分支環(huán)路流量恒定（既可在本分支環(huán)路內(nèi)部管道特性變化時(shí)保持流量恒定，也可在其它環(huán)路流量變化時(shí)避免受其干擾）。3、末端設(shè)備帶三通調(diào)節(jié)閥的空調(diào)系統(tǒng)：如圖3所示，該系統(tǒng)與系統(tǒng)2類似。系統(tǒng)各分支環(huán)路的流量基本不變，是定流量系統(tǒng)。這種系統(tǒng)主要存在靜態(tài)水力失調(diào)，在末端管路上也存在一定的動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。因此只需在相

8、應(yīng)部位增加相應(yīng)的水力平衡設(shè)備即可使系統(tǒng)保持水力平衡。具體措施同系統(tǒng)2，只需將措施⑶的流量調(diào)節(jié)器安裝在末端設(shè)備（風(fēng)機(jī)盤管或空氣處理機(jī)組）水管道即可。四、變流量水力平衡分析：由于人們對(duì)系統(tǒng)品質(zhì)的要求以及節(jié)能意識(shí)的不斷提高，變流量水力系統(tǒng)在暖通空調(diào)工程中占據(jù)越來越重要的位置。變流量系統(tǒng)在運(yùn)行過程中各分支環(huán)路的流量是隨著外界環(huán)境負(fù)荷的變化而變化的。由于暖通空調(diào)工程在一年運(yùn)行的大部分時(shí)間均處于部分負(fù)荷運(yùn)行工況，因此變流量系統(tǒng)大部分時(shí)間系統(tǒng)流量都是低于設(shè)計(jì)流量的。因