1、空調系統水力平衡調節摘要：在建筑物暖通空調水系統中，水力失調是最常見的問題。由于水力失調導致系統流量分配不合理，熱量不合理，從而引起能量的浪費，或者為解決這個問題，提高水泵揚程，但仍會產生熱（冷）不均及更大的電能浪費。本文闡述了暖通空調水系統中選用水力平衡閥的原因，并介紹了水力平衡閥的特性，以及應用水力平衡閥對水系統進行水力平衡調節的步驟、方法，系統聯調的要求、過程和評價。關鍵詞：空調，水力平衡，調節空調水系統作為空調系統的重要組成部分，其設計的合理性不僅決定了整個空調系統是否能能夠做到高效節能，同時還決定著空調系統能否正常、穩定的運行。空調水系統經過近百年的發展總體理論發展較完備，但在其可調

2、性和平衡性方面的研究較少。在實際工程中常常會產生水系統調節不好和水力失衡的現象。一、水力平衡常用方法要保證空調冷凍水系統的良好運行，首先應該滿足系統的水力平衡。目前隨著系統的規模的擴大和系統復雜性的增加，水力平衡越來越重要。現在已經有眾多的團體和學者就水力平衡問題進行了大量的研究。1.1定流量系統的水力平衡定流量水系統是中央空調中常見的水力系統，系統中不含任何動態閥門，系統在調試完成后閥門開度一般不再做任何變動，在運行過程中系統各個分支環路的流量基本保持不變。定流量系統主要用于末端設備無需通過流量來進行調節的系統，如帶三通調節閥的末端設備、采用三速開關調節的風機盤管和采用變風量空氣處理機組的空

3、調系統。定流量系統只存在靜態水力失調，不存在動態水力失調，因此只需在相應位置安裝靜態水力平衡設備即可。定流量系統常用的水力平衡設備是節流孔板，手動調節閥和靜態平衡閥，動態流量平衡閥等調節元件。當末端設備水量不發生變化時，可在各個環路的回水管上安裝節流孔板，手動調節閥和靜態平衡閥，動態流量平衡閥。 1.2變流量系統的水力平衡為了節約能源，變流量水系統在空調工程中的應用越來越多。在變流量系統的運行過程中，各分支環路的流量是隨著負荷的變化而變化。由于空調系統一年中的大部分時間都在部分負荷工況下運行，系統水流量大部分時間都低于設計流量，因此，變流量系統是高效的、節能的。但是變流量水系統有一個很大的缺點

4、是并聯環路之間的禍合性強，水力會造成相互影響存在動態水力失調。要實現動態水力平衡，必須滿足水系統中各個末端設備的流量達到實際瞬時負荷要求流量的同時，其流量的變化只受設備負荷變化的影響，而不受系統壓力波動的干擾。變流量系統的動態水力平衡目的是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)，避免了各末端設備流量變化的相互干擾，從而保證系統高效穩定地流量準確地輸送給各個末端設備。空調水系統常見問題及其處理1前言隨著社會的進步,高層建筑不斷涌現,大中型中央空調系統的設計和管理已成為十分重要的研究課題。一個空調系統運行效果的好壞與系統的設計，系統的維護和管理有著直接關系,因此,對中

5、央空調系統的正確維護和管理也就日益引起人們的關注和重視。中央空調系統中,水系統是最主要也是最關鍵的環節,其中出現的問題比較常見,如果不及時正確的處理,就會影響系統的正常工作。關鍵詞：冷凍水,冷卻水,冷水機組水泵,冷凝水2中央空調水系統常見問題及其處理2.1空調水系統水泵工作點發生偏離的問題空調水系統中,常常會出現水泵實際工作點與設計工作點發生偏離的情況。最近,筆者在一個空調水系統調試中就發生了這樣的問題。冷凍機房內兩臺容量為1000冷噸的YORK離心式冷水機組,配置三臺冷凍水泵(其中一臺備用),在夜間調試時,兩臺冷凍水泵同時運轉,未見異常情況。由于處于夏季,白天只有40%電力到位。在供電不足的

6、情況下,單臺冷水機組和單臺冷凍水泵工作,運轉時發現冷凍水泵工作電流超載。即使排除了上午供電高峰時電壓偏低這一因素,水泵工作電流仍有超載。但為什么兩臺水泵工作時反倒正常了呢?分析其原因,是由于單臺水泵工作時系統阻力減小,流量增大,使水泵工作點發生偏離。所以要使單臺水泵正常工作,應該適當增加系統阻力,從而減小流量。在調整冷凍機房內冷水機組、冷凍水泵及集水器、分水器上的閥門的開啟度之后,冷凍水泵的工作電流恢復了正常。2.2水泵的選擇問題在空調水系統中,水泵的選擇是很重要的。尤其在當前,水泵生產廠家越來越多,一些廠家生產的水泵實際性能達不到銘牌參數標準,也會引起系統不能正常工作。最近了解到某商場空調機

7、房:機房共有兩臺制冷機組和兩臺水泵。但在同一時間內,整個系統只能一臺機組和一臺水泵工作,如果啟動兩臺冷水機組和兩臺水泵,稍遠的一臺機組就會自動停機,如果啟動一臺冷水機組,那么任何一臺機組都能正常工作。由于只有一半的冷水機組投入運轉,空調效果自然很差。經判斷是機房的水泵實際性能達不到銘牌參數,兩臺機組工作時,流量不足,流量保護裝置使冷水機組停機,而一臺機組工作時,系統阻力減小,不存在流量不足的現象。故建議業主更換水泵,業主在更換水泵以后,兩臺冷水機組就能同時正常工作了。實際工作中,我們在進行水泵選型時,應同時滿足實用性和經濟性兩個方面的要求。第一,在選水泵類型時,應弄清被輸送液體的性質,以便選擇

8、不同類型的水泵(如清水泵、污水泵、鍋爐給水泵、氨水泵等)。第二,根據系統所需要的最大流量QMAX和最高揚程HMAX分別加10%20%的安全量(考慮計算和管路損耗等)作為選擇水泵流量和揚程的依據,即Q=1.1QMAX,H=1.11.2HMAX。第三,當水泵的類型選定后,要根流量和揚程,查閱樣本和手冊,選定其大小(型號)和轉數。一般可利用綜合“選擇曲線圖”進行初選,水泵工作點應落在最高機器效率區域(線峰值左右各10%)內,并在Q-H曲線最高點右側的下降段上,以保證工作的穩定性和經濟性。對于正在運行的水系統來說,有的需要解決水泵選擇過大問題,可以采用兩種方法:一是在水泵維修時更換合適的水泵,另外就是

9、給水泵加裝變頻調速器,利用變頻器降低水泵的轉速,使水泵始終運行在高效區內,節約運行能耗。3結論在空調水系統的設計和管理工作中,一定要注意一些問題，通過實踐，常常會有一些問題暴露,有些問題還很棘手。這往往需要我們細致地研究問題,并從工作中得到經驗和教訓,并認真地加以總結,將理論和實踐緊緊的結合，以便設計出更好的作品。空調水系統設計中如何避免控制閥的氣蝕現象1、概述  氣蝕是材料在液體的壓力和溫度達到臨界值時產生破壞的一種形式。通常氣蝕通過噪音來表現自己，噪音量直接與氣蝕程度有關。氣蝕易發生在泵、熱交換器和其它器件。用在空調系統中的控制閥大都是調節水流量的，滿足水系統流量不同的

10、要求。控制閥在流量調節過程中不可避免的會引起氣蝕現象，使閥門過早損壞。本文針對空調水系統中的冷卻水系統和冷凍水系統，定性分析如何在設計中避免氣蝕的產生。2、氣蝕產生的原因及解決方法當流體通過管道時，由于大的截面積而使流速相對較低，當流體經過節流器件，流速增大，動壓升高，引起靜壓損失。靜壓轉化成動壓，應用伯奴利方程來說明：    （P+pV22+pgZ）=0   當流體通過節流元件時，由于流道面積變小，導致流速迅速增大，產生了速度和壓頭之間的轉換，節流元件處流體壓力Pvc下降，若降低到低于流體蒸發壓力Pv，蒸汽則變成氣泡。而后，管道斷面

11、變得開闊，流體流速降低，靜壓升高，下游靜壓一般應高于流體的蒸發壓力。因此蒸汽氣泡或氣穴在管內破裂，見圖（1）。當氣泡在管內破裂，能量積聚在一個很小的面積里。在這個很小的面積里發生產生極大的壓力，猛擊閥內零件。氣泡重復在一個很小表面積上破裂，也能引起金屬疲勞和磨損，從而減少閥門壽命。閥門和閥的下游管路也會受到影響，距閥20倍直徑的下游管路也受到影響。閃蒸現象在HVAC中很少出現，偶爾可能在冷凍水閉式系統中出現。 3、解決方法   空調水系統分為冷凍水和冷卻水，通常的情況下，冷凍水是閉式的，系統問題較少，容易解決，冷卻水由于水壓問題而比較復雜。下面分別針對兩

12、種常規的空調水系統進行分析。    3.1 冷凍水系統   冷凍水系統一般采用開式膨脹水箱定壓，定壓點設在循環水泵的吸入段。冷凍水系統中所選用的閥門應充分考慮閥門流量特性和工作壓差。   閥門最大允許關閥壓差在保證閥門控制能力的前提下必須盡量低，為了達到這個目的，進口壓力必須提高。因此，開式膨脹水箱必須安裝在足夠高處以提供所需的出口壓力。閥門安裝在建筑物的頂部很容易產生氣蝕，這是因為此時閥門上部再也沒有水柱產生壓頭，從而出口壓力較低。   當采用開式膨脹水箱有困難時

13、，可設置閉式隔膜膨脹水罐或補水泵變頻補水方式，定壓點不變。應用閉式隔膜膨脹水罐，閥門出口壓力會隨著膨脹水罐中的充氣壓力增加而增加。膨脹水箱中的水應控制在半滿狀。在忽略充氣壓力的情況下，膨脹水完全膨脹時不會對系統產生任何壓力，此時整個系統的壓力都很低，上部閥門的出口壓力也很低。   如果閉式隔膜膨脹水罐裝水量合適，而氣蝕仍有發生，則可通過增加膨脹水罐的預充氣壓力而提高系統的壓力1，當然這種增加不能超過系統中設備的允許工作壓力。一個充氣壓力足夠高并能正常運轉的膨脹水箱可以解決許多和氣蝕有關的問題。    另外，在選用控制閥時，應選用閥體和

14、閥瓣材料具有抗沖蝕能力的閥門，并限制閥門出口流速。    3.2 冷卻水系統   冷卻水系統，一般都是多臺冷卻塔并聯使用，進出水管均設電動兩通閥，或集水盤下設連通管。氣蝕易發生在冷卻塔的旁通閥，其中水流速度過高是產生氣蝕的源頭。可以采用限制閥門的開度來減少流量，從而減少流速。此時閥門的復原系數（Ka）同樣會變大。如果旁通閥只是略低于冷卻塔的集水盤，這樣閥門的出口壓力會很低，有發生氣蝕的可能性。因此，可以改變旁通閥安裝位置，來提高旁通閥出口壓力，比如把旁通管設在冷水機組出口和冷卻水泵（冷卻水壓入機組）的吸入口。此時的集水盤就象冷凍水系統中的膨脹水箱一樣起到提高控制閥出口壓力的作用了。冷卻水泵提供的壓頭（沿程阻力、局部阻力、冷卻塔集水盤水位到布水器的高差和布水器所須阻力之和）的富裕系數選取1.05左右，不能太大。保持泵壓較低可以減少控制閥的壓降。   在旁通閥的管路上應安裝一個平衡閥來保證旁通管中的水流量，平衡閥很重要，沒有它，旁通管中的水壓會小于豎水管