1、一、水力平衡的基本概念 1二、定流量系統的靜態水力平衡 2三、變流量系統的全面水力平衡 2四、 水力平衡和水力失調系統的比較 3五、結束語水暖供熱系統水力平衡的調節供熱管網是一個復雜的水力系統， 系統中各環路間水力狀況的變 化相互影響和制約。因此，在供熱工程中，水力平衡的調節是個重要 的問題。通過調節系統水力平衡， 可以實現供熱水力系統的舒適性和 節能性。一、水力平衡的基本概念：1、靜態水力失調和靜態水力平衡： 靜態水力失調是系統管道特性阻力數比值與設計要求管道特性 阻力數比值不一致， 從而使系統各用戶的實際流量與設計要求流量不 一致，引起的水力失調。靜態水力失調是系統本身所固有的。它是由 于

2、設計、施工、管材等原因導致的。通過在管道系統中增設靜態水力平衡設備， 在水系統初調試時對 系統管道特性阻力數比值進行調節， 使其與設計要求管道特性阻力數 比值一致， 此時當系統總流量達到設計總流量時， 各末端用戶流量同 時達到設計流量，實現靜態水力平衡。2、動態水力失調和動態水力平衡： 動態水力失調實際上是系統運行過程中當某些末端閥門開度改 變引起水流量變化時， 系統的壓力產生波動， 其它末端的流量也隨之 發生改變，偏離末端要求流量，引起的水力失調。動態水力失調是在 系統運行過程中產生的。通過在管道系統中增設動態水力平衡設備， 當其它用戶閥門開度 改變引起水流量變化時， 通過動態水力平衡設備的

3、屏蔽作用， 自身的 流量并不隨之變化， 末端用戶散熱設備流量不互相干擾， 實現動態水 力平衡。3、全面水力平衡： 全面水力平衡就是消除了靜態和動態水力失調， 使系統同時達到 靜態和動態水力平衡。二、定流量系統的靜態水力平衡： 定流量系統是早期供熱工程中常見的水力系統。 定流量系統是指系統不含任何調節閥門， 系統在初調試完成后閥 門開度無須做任何改變， 系統各處流量始終保持恒定。 定流量系統主 要適用于末端用戶無須通過流量來進行調節室內熱量的系統。定流量系統只存在靜態水力失調， 基本不存在動態水力失調， 因 此只需在相關部位安裝靜態水力平衡調節閥即可。三、變流量系統的全面水力平衡 ：隨著人們對室

4、內溫度舒適性要求、 節能意識的不斷提高， 變流量 水力系統在供熱工程中占據越來越重要的位置。變流量系統是指系統在運行過程中各分支環路的流量隨外界負 荷的變化而變化。 由于近年暖冬的出現， 變流量供熱系統的管道流量 都低于設計流量，因此這種系統是高效節能的。變流量系統一般既存在靜態水力失調， 也存在動態水力失調， 因 此必須采取相應的水力平衡措施來實現系統的全面平衡。1、靜態水力平衡的實現：通過在相應的部位安裝靜態水力平衡閥， 使系統達到靜態水力平衡。實現靜態水力平衡的判斷依據是： 當系統所有的自力式閥門均設 定到設計參數位置， 所有末端用戶散熱設備的控制閥均處于全開位置 時，系統所有末端用戶散

5、熱設備的流量均達到設計流量。從上可以看出，實現靜態水力平衡的目的是使系統能均衡地輸送 足夠的水量到各個末端用戶，并保證各末端用戶同時達到設計流量。 但是，大部分用戶需要的流量都小于設計流量 （為滿足底樓用戶的供 熱需求，上樓用戶的設計流量往往大于實際需要量） 。因此，系統不 但要實現靜態水力平衡，還要實現動態水力平衡。2、動態水力平衡的實現： 通過在相應部位安裝動態水力平衡設備， 使系統達到動態水力平 衡。實現動態水力平衡的判斷依據是： 在系統各末端用戶的流量達到 各末端用戶實際瞬時負荷要求流量的同時， 各末端用戶流量的變化只 受用戶室內熱負荷變化的影響， 而不受系統壓力波動的影響， 即系統

6、中各個末端用戶流量的變化不互相干擾。變流量系統的動態水力平衡在保證系統供給和需求水量瞬時一 致性（這個功能是由各類調節閥門來實現的）的同時，避免了各用戶 流量變化的相互干擾， 從而保證系統能高效穩定地將用戶在各個時刻 所須的流量準確地輸送過去。四、水力平衡和水力失調系統的比較：1、靜態水力平衡與水力失調系統的比較：圖1為靜態水力不平衡系統改造圖。上圖為該系統在靜態水力平 衡前后的阻力分布線圖。下圖為系統流程圖，其中左側為水泵及熱源,右側為四戶末端熱用戶散熱設備，四戶末端熱用戶的設計流量均為10m3/h;EH1靜態水力平衡系統流程及阻力分布、靜態水力失調系統的流量計算：在未安裝靜態水力平衡設備前

7、，現場測得的末端設備流量及通過 改造水泵來滿足流量的計算結果如表 1所示，該系統為靜態失調的水 力系統表1用戶流量用戶1用戶2用戶3用戶4總流量（m/h）用戶實測流量3 （m/h）14129843設計流量1010101040實測流量與設計流量比較實測設計實測設計實測 設計實測 設計為保證設計流量必須采取的措施必須通過增大水泵流量的方法以保證用戶4的流量達到設計流量水泵流量增大后的 流量數值(m/h)17.51511.251053.75由上表可見，設計總流量為40 (m3/h),但為了保證最不利環路 達到設計流量，實際水泵所需的最小流量為53.75 ( m3/h)，大于設計 總流量。這樣的系統既

8、不節能，也不舒適，因此必須安裝靜態水力平 衡設備對系統進行改造。、靜態水力平衡系統的流量計算：表2為安裝了靜態水力平衡閥并調試合格前后的末端設備流量 的實測數值。用戶流量用戶1用戶2用戶3用戶43總流量(m/h)用戶實測流量(m/h)14129843設計流量1010101040實測流量與設計流量比較實測設計實測設計實測 設計實測 設計為保證靜態水力平衡采取的措施安裝靜態水力平衡設備，并通過一定的調試方法，使 各個末端用戶的實際流量比值與設計要求的流量比值致，再將系統總流量調至設計總流量靜態水力平衡后 的實測流量(m/h)1010101040由上表可見，設計總流量為40(m3/h),系統靜態水力

9、平衡后的實際總流量也是40 (m3/h)，且各個末端設備的流量同時達到設計流 量。因此這種系統實現了靜態水力平衡，并且舒適節能。2、全面平衡水力系統與動態失調水力系統的比較：、動態失調水力系統（采用傳統的電動調節閥調控散熱設備流 量的多環路并聯系統）水力特性分析：如圖2所示，為一組多臺散熱設備并聯環路（圖中只畫出 2路、 已實現靜態平衡），每環路通過電動調節閥調節目標區域的流量來控 制熱用戶的室內溫度，其中區域一的設定溫度為25C，區域二的設定溫度為27 C。一*. 1圖2:動態水力失調的電動調節閥環路假定區域一已調至平衡狀態，即目標區域的溫度T1已穩定在25C,這時電動調節閥的開度維持在某一

10、位置以輸出一個恒定的流 量。區域二還處于不穩定狀態，目標區域的溫度 T2為24C，低于設 定溫度27C，這時測量溫度和設定溫度在溫度控制器進行比較，輸 出信號將電動調節閥開大以增加流過區域二散熱設備的熱水量，使測 量溫度T2升高，接近設定溫度；但與此同時，系統立管 C、D二點 的壓差會增大，一環路電動調節閥二端的壓差相應增大， 電動調節閥 流量增大，區域一的熱流量增大，導致區域一室內溫度升高，偏離平 衡狀態。由上可見，由于二環路的調節導致一環路偏離平衡狀態， 也就是 二環路對一環路產生了干擾，因此這兩個環路間存在動態水力失調。 對于多環路系統，任何一個環路的調節都會對其它環路產生干擾， 同 時

11、任何一個環路都會受到其它環路調節的影響，系統越大，這種影響就越明顯，也就是動態水力失調的程度就越大，因此系統很難調到平 衡狀態，即使到了平衡狀態，要想維持穩定也很難。、全面平衡水力系統（采用動態平衡電動調節閥調控散熱設備流量 的多環路并聯系統）水力特性分析：圖3:動態水力平衡的動態平衡電動調節閥環路如圖3所示，為一組多臺散熱設備并聯環路 （圖中只畫出2路八每環路通過動態平衡電動閥來調節目標區域的熱水流量， 其中區域一 的設定溫度為25C，區域二的設定溫度為27C。假定區域一已調至平衡狀態，即目標區域的溫度 T1 已穩定在25 C,這時動態平衡電動閥的開度維持在某一位置保持不變以輸出一 個恒定的

12、流量。區域二還處于不穩定狀態，測量目標區域的溫度 T2為24C，低 于設定溫度27C，這時測量溫度會和設定溫度在溫度控制器進行比 較，輸出信號將動態平衡電動閥開大以增加流過散熱設備二的熱水 量，使區域二溫度 T2 升高，接近設定溫度；以此同時，系統立管 C、 D 二點的壓差會增大， 空氣處理機一環路動態平衡電動閥二端壓差也 相應增大。 但是由于動態平衡電動閥的動態平衡功能， 該閥電動調節 閥芯二端的壓差并不發生變化， 因此一環路的流量維持不變， 散熱量 不變，相應的區域一仍處于平衡狀態。由上可見， 二環路的調節沒有對已經平衡的一環路產生干擾， 因 此這兩個環路間不存在動態水力失調。 對于多環路系統， 任何一個環 路的調節都不會對其它環路產生干擾， 同時任何一個環路都不會受到 其它環路調節的影響，系統越大，這種動態平衡的特性就越明顯，每 一個環路只受自己區域負荷變化的影響，而不受系統壓力波動的影 響，因此很容易達到并維持平衡狀態。這種全面平衡的變流量水力系統能根據各個目標區域