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摘要: 在建筑物暖通空调工程中,水力平衡的调节是个重要的课题。根据静态水力平衡和动态水力平衡的特点,分析定流量系统和变流量系统几种典型方式的水力平衡设备的选择及实现水力平衡的方式。
在建筑物暖通空调工程中,水力平衡的调节是个重要的课题。根据静态水力平衡和动态水力平衡的特点,分析定流量系统和变流量系统几种典型方式的水力平衡设备的选择及实现水力平衡的方式。
1、定流量水力平衡系统
完全定流量系统是指系统中不含任何动态阀门,系统在初调试完成后阀门开度无须作任何变动,系统各处流量始终保持恒定。完全定流量系统主要适用于末端设备无须通过流量来进行调节的系统,如末端风机盘管采用三速开关调节风速和采用变风量空气处理机组的空调系统以及系统要求较低、只需气候补偿器调节供暖水温即可满足基本需要的供暖系统等。完全定流量系统只存在静态水力失调,不存在动态水力失调,因此只需在相关部位安装静态水力平衡设备即可。通常在系统机房集水器上安装水力平衡阀;对于空调水系统,可以在建筑物各层水平回水管上安装水力平衡阀。对于某些系统,虽然也不包含任何动态阀门,但由于无法通过其它非流量手段进行调节,因此在实际运行中用户会因为房间过冷或过热而改变阀门开度从而改变流量,因此可以认为这种系统介于定流量和变流量之间。
单管串联供暖系统系统包括垂直双管水平单管串联系统以及垂直单管系统等。这种系统主管的流量基本不变,因此是定流量系统。以前者为例,来说明实现系统水力平衡的方式。这种系统主要存在静态水力失调,在水平分支管上由于三通或二通温控阀的调节作用而存在一定的动态水力失调。因此只需在相关部位增设相关的水力平衡设备即可使系统保持水力平衡。具体如下:在系统机房集水器上安装水力平衡阀;在立管回水管上设水力平衡阀;在水平分支管上安装流量调节器保证各分支环路流量恒定(既可在本分支环路内部管道特性变化时保持流量恒定,也可在其它环路流量变化时避免受其干扰)。
末端设备带三通调节阀的空调系统。该系统与单管串联供暖系统类似,系统各分支环路的流量基本不变,是定流量系统。这种系统主要存在静态水力失调,在末端管路上也存在一定的动态水力失调,因此只需在相应部位增加相应的水力平衡设备即可使系统保持水力平衡。具体措施同单管串联供暖系统,只需将流量调节器安装在末端设备(风机盘管或空气处理机组)水管道即可。
2、变流量水力平衡系统
由于人们对系统品质的要求以及节能意识的不断提高,变流量水力系统在暖通空调工程中占据越来越重要的位置。变流量系统在运行过程中各分支环路的流量是随着外界环境负荷的变化而变化的。由于暖通空调工程在一年运行的大部分时间均处于部分负荷运行工况,因此变流量系统大部分时间系统流量都是低于设计流量的。因此这种系统是实时、灵敏、高效、节能的。变流量系统一般既存在静态水力失调,也存在动态水力失调,因此必须采取相应的水力平衡措施来实现系统的水力平衡。
静态水力平衡的实现。通过在相应的部位安装静态水力平衡设备,使系统达到静态水力平衡。实现静态水力平衡的判断依据是当系统所有动态水力平衡设备均设定到设计参数位置,所有末端设备的温度控制阀门均处于全开位置时,系统所有末端设备的流量均达到设计流量。如此可以看出,实现静态水力平衡的目的是保证末端设备同时达到设计流量,即设备所需的**大流量。避免了一般水力失调系统一部分设备还没有达到设计流量,而另一部分已远高于设计流量的问题,因此它解决的是静态平衡和系统能力问题,即保证系统能均衡地输送足够的水量到各个末端设备。
变流量系统静态水力平衡设备的选择可参照定流量系统的描述来进行,在这里就不再赘述。但是,末端设备在大部分时间是不需要这么大的流量的。因此,系统不但要实现静态水力平衡,还要实现动态水力平衡。
动态水力平衡的实现。通过在相应部位安装动态水力平衡设备,使系统达到动态水力平衡。它包含两方面的内:当系统其它环路发生变化时,自身环路关键点压差并不随之发生变化,当自身的动态阀门开度不变时,流量保持不变。当外界环境负荷变化导致系统自身环路变化时,通过动态水力平衡设备的作用,使关键点压差并不发生变化,此时自身其它并联支路的流量也不发生变化。
定流量系统与变流量系统是多种多样的,在这里只简单地分析几种典型的形式。需要注意的是,在实际的工程设计中,应根据工程投资和系统的精度要求合理地选用水力平衡设备,既要满足工程设计和技术规范要求,同时又应采用合理的方案,为甲方节约资金。
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