一、簡述

水力失衡是我國空調水系統(tǒng)中常見的嚴重問題，是系統(tǒng)運行效果差、能源浪費嚴重等問題的主要原因。水力失衡的原因有很多，有的可能是系統(tǒng)初步調整不好或沒有初步調整，有的可能是平衡器件安裝不正確。

水力平衡閥有兩個特點：

1.具有良好的調節(jié)特性。一般來說，質量好的水力平衡閥具有線性流量特性，即當閥兩端壓差不變時，其流量與開度呈線性關系；

2.實時可測流量。水力平衡閥的流量可以通過專用的流量測量儀在現(xiàn)場測量。

二、系統(tǒng)水力平衡調節(jié)

水力平衡調節(jié)的本質是同時將系統(tǒng)中所有水力平衡閥的測量流量調整到設計流量。

1.調整單個水力平衡閥

單個水力平衡閥的調節(jié)很簡單。只需連接專用流量測量儀器，輸入調節(jié)閥直徑和設計流量，旋轉水力平衡閥手輪，直到測量流量等于設計流量。

2.已準確計算的水力平衡閥的調節(jié)

對于某些水系統(tǒng)，在設計過程中對系統(tǒng)進行了準確的水平衡計算，已知系統(tǒng)中每個水平衡閥的流量和所共享的設計壓降。此時，水平衡閥的調整步驟如下：

①、水力平衡閥的設計壓降在設計數(shù)據(jù)中找到；
②、水力平衡閥的設計流量根據(jù)設計圖紙確定；
③、根據(jù)設計壓降、設計流量和閥口徑，檢查水力平衡閥壓損線圖，找出水力平衡閥對應的設計開度；
④、旋轉水力平衡閥手輪，將其開度旋轉至設計開度。

三、水力失衡帶來的問題

1.空調水系統(tǒng)存在水力失衡，會使流經(jīng)終端用戶和機組的實際流量偏離設計流量，近端用戶流量過大。

2.為了緩解運行中的水力失衡，大多數(shù)泵選擇較大或在不合適的工作點運行，導致系統(tǒng)流量大、溫差小。

3、各用戶室溫不符合要求，不穩(wěn)定，靠近冷源室溫較低，遠離冷源室溫較高。

4、使冷源機組無法達到額定輸出，實際機組運行臺數(shù)量與負載要求的機組運行臺數(shù)量大大不一致。當終端用戶的室溫不能滿足要求時，試圖增加泵和冷水機組的額外數(shù)量只會導致不平衡的加劇和能量浪費。

5、由于系統(tǒng)中水力不平衡，終端冷卻時間延遲，制冷裝置應相對較早啟動，以滿足終端用戶對冷卻的需求。當終端用戶的冷卻量不足時，許多人想到的方法是增加泵的流量，但在泵流量增加后，近端用戶的冷卻量剩余現(xiàn)象更加嚴重。

四、使用水力平衡和平衡閥

水力失衡分為靜態(tài)水力失衡和動態(tài)水力失衡。靜態(tài)水力失衡是指施工、材料等因素造成的實際管網(wǎng)阻力與設計管網(wǎng)阻力不一致，導致終端用戶實際流量與設計流量不一致造成的水力失衡。靜態(tài)水力失衡是系統(tǒng)本身固有的、穩(wěn)定的、基本的，也是水力失衡的一個重要因素。靜態(tài)水力失衡可在管道上增加靜態(tài)平衡閥，使用戶的實際流量與設計流量相等或接近設計比例。動態(tài)水力失衡是指系統(tǒng)中某個閥門的開口變化或終端用戶流量的變化，導致系統(tǒng)中壓力的波動，導致其他用戶的流量變化，偏離設計流量。動態(tài)水力失衡是由流量調節(jié)引起的，而不是固有的。如何解決動態(tài)水力失衡是保持系統(tǒng)合理運行的關鍵因素。動態(tài)水力失衡問題的其他解決方案是在系統(tǒng)中增加動態(tài)水力平衡閥時不受用戶流量平衡閥的干擾。

當系統(tǒng)運行時，各支路之間的流量比與設計比不一致時，可以使用靜態(tài)平衡閥進行調整。但是，當各支路之間的流量比滿足要求時，靜態(tài)平衡閥的調整不起作用。如果是固定水系統(tǒng)，使用靜態(tài)平衡閥就足以滿足要求，因為一旦確定各支路之間的流量，就不會發(fā)生變化。但對于變水量，由于終端負荷的變化，各支路之間的流量分配也發(fā)生了變化，此時使用靜態(tài)平衡閥進行調整是不起作用的。由于靜態(tài)平衡閥的調節(jié)會改變各支路之間的流量分配。靜態(tài)平衡閥調整后，確定各支路之間的流量分配。但當終端負荷發(fā)生變化時，支路之間的流量會按初始比例發(fā)生變化。這將增加終端負荷減小的區(qū)域流量，然后相應減少負荷不變的區(qū)域流量。這將導致水力失衡。如果采用繼續(xù)增加流量平衡閥，則只會增加各支路之間的流量分配。因此，當流量平衡閥不能滿足相應的動態(tài)變化時，流量就會增加。

一旦設置了靜態(tài)平衡閥，阻力就不會改變。靜態(tài)平衡閥的調整可以改變系統(tǒng)各支路之間的流量分布，使各支路之間的比例在設計流量下符合設計值。當系統(tǒng)在部分負荷下運行時，支路之間的流量發(fā)生變化，但支路之間的流量比例保持不變。固定水系統(tǒng)只有靜態(tài)水力紊亂，只有靜態(tài)平衡閥才能滿足關鍵部位的要求。靜態(tài)平衡閥可用于變水系統(tǒng)的初步調整，即在變水裝置使用前調整靜態(tài)平衡閥的設置和安裝：

1.靜態(tài)平衡閥應分級設置，并設置在主管、主管、支管和立管上，以調節(jié)和分配流量。

靜態(tài)平衡閥應設置在各分支管道上。

3.安裝靜態(tài)平衡閥時，前后應至少有5倍管徑和2倍管徑的直管段。安裝在泵出口的平衡閥應在泵與閥之間有10倍管徑的直管段，以保證水流的暢通和均勻性，避免湍流對流量測量精度的影響，減少水流對閥門的影響。

4.回水管應安裝靜態(tài)平衡閥。

5.在安裝過程中，確保閥體箭頭所示方向與實際水流方向一致，避免安裝方向相反。6.閥門手輪面向維修側，便于道路間流量的分配。

五、結語

通過以上討論和工程調試實例，我們可以得出結論，在暖通空調水系統(tǒng)中，合理安裝水力平衡閥，采用正確的系統(tǒng)聯(lián)合調整方法，可以大大提高系統(tǒng)的水力特性，使系統(tǒng)接近或實現(xiàn)水力平衡，保證系統(tǒng)的正常運行，節(jié)約能源，保證系統(tǒng)的經(jīng)濟高效運行。