暖通空调水系统中水力失调现象及其解决方法

暖通空调水系统中水力失调现象及其解决 暖通空调水系统中水力失调现象及其解决 方法 第37卷第20期 2011年7月 山西建筑 SHANXIARCHITECTURE Vo1.37No.20 Ju1.2011?123? 文章编号:1009-6825(2011)20—0123—02 暖通空调水系统中水力失调现象及其解决方法 高会荣 摘要:简单介绍了目前暖通空调中水力系统现状,针对暖通空调水系统中水力失调 现象进行了,阐述了水力失调 的种类及解决途径,并对水力平衡阀的安装,选型及调试作了具体说明,以期指导 实践. 关键词:暖通空调,水力失调,水力平衡阀,选型 中图分类号:TU831文献标识码:A 随着我国国民经济的高速发展,城市的建筑档次越来越高, 人们对室内环境的要求也越来越高,暖通空调系统的应用就是体 现之一.但由于能源的紧缺,保证暖通空调系统使用的节能是暖 通专业关注的重要问.其中水力失调的解决就是保证节能的 重要措施之一. 1暖通空调中水力系统现状 无论在空调还是采暖工程中,由于条件的制约,不可能完全 采用同程系统.而异程系统在实际应用中,为了保证系统最不利 环路的资用压头,所有其他空调采暖设备末端的资用压头往往大 于设计工况的需要值,特别是在规模大,建筑功能复杂的工程中, 异程管线长,末端设备的阻力差异大及空调末端启停差异大的系 统,在靠近冷热源位置的资用压头余量过大,往往出现流量分配 偏离设计状态,导致水力失调.流量的偏差会产生冷热源近端的 空调太凉或采暖太热的现象.这不但不能保证使用的功能,还造 成了能源上的浪费.为此,我们必须解决系统的水力失调问题. 2暖通空调中水力失调分类和解决途径 1)水力失调分为静态水力失调和动态水力失调两种.2)由 于设计,施工,设备等原因导致的系统管道特性阻力数与设 计要求管道特性阻力数比值不一致,从而使系统各用户的实际流 量与设计流量不一致,引起系统的水力失调,叫做静态水力失调. 该失调是稳态的,根本性的,是系统本身所固有的,是暖通空调水 土壤换热器的性能在不同地质条件下差别较大.理想的地 质条件是较高的导热系数,热容量高,较高的土壤含水率及迁移 速度.一般各类岩石的导热系数最大,砂土次之,黏土最小,但是 由于岩石孔隙率低导致含水量低,因此岩石用于土壤换热器的持 久性最差,黏土次之,砂土最好. 2.4施工场地 土壤换热器施工面积是土壤源热泵主要的限制因素,在土壤 源热泵系统基本条件具备后,需要确定埋管形式是垂直埋管还是 水平埋管.当可利用地表面积较大,浅层岩土体的温度及热物性 受气候,埋设深度影响较小时,宜采用水平地埋管换热器.否则, 宜采用垂直地埋管换热器.垂直地埋管换热器埋管面积需按最 系统中水力失调的主要因素.通过在管道系统中加设静态水力 平衡阀,在暖通空调水系统初调试时对系统管道特性阻力数比值 进行调节,使其与设计要求管道特性阻力数比值一致,此时当系 统总流量达到设计流量时,各末端设备流量均同时达到设计流 量,从而消除了静态水力失调.因此通过静态水力平衡阀的使用 可平衡各环路阻力,使各环路流量达到或接近设计流量,消除冷 热不均现象;不需要因为照顾最不利环路而加大流量运行,从而 不但达到设计要求,而且可节能,还可节省运行费.3)系统在实 际运行过程中当某些用户阀门开度变化引起水流量改变时,系统 的压力产生波动,其他用户的流量也随之发生改变,偏离系统设 计流量,从而导致的水力失调,叫做动态水力失调.该失调是动 态的,变化的,它不是系统本身固有的,是系统运行过程中产生 的.通过在管道系统中增设动态水力平衡阀,当其他用户阀门开 度发生变化时,通过动态水力平衡阀的作用,使自身的流量并不 随之发生变化,末端设备流量不互相干扰.因此,选择合理的动 态水力平衡阀,可以消除系统运行过程中的动态水力失调.所以 解决了动态水力失调现象,就能节能,运行能稳定. 3暖通空调中水系统分类和各系统水力失调存在情况 1)暖通空调水系统分为定流量系统和变流量系统两种.2) 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.定流量 大释热量或最大放热量及管与管之间最小间距确定.在没有合 适的室外用地时,竖直地埋管换热器还可以利用建筑物的混凝土 基桩埋设,即将u形管捆扎在基桩的钢筋网架上,使u形管固定 在基桩内,但此方式受施工工期限制. 参考文献: [1]徐伟.可再生能源建筑应用技术指南[M].北京:中国建 筑工业出版社.2008. [2]美国制冷空调工程师协会.地源热泵工程技术指南[M].徐 伟,译.北京:中国建筑工业出版社,2001. [3]法智彤,褚晓丽.浅谈土壤源热泵系统_的发展及其应用[J]. 山西建筑,2010,36(8):195-196. AnalysisonthesuitabilityofGround-SourceHeatPump(GSHP)system LEIWei-jun Abstract:TakingGSHPsystemasthediscussionobject,itdescribesthesuitabilityandinfluen cingfactorsofGSHPtechnologyincludingsoil temperature,buildingload,geologicalcondition,andconstructionfieldfouraspects,whichh ascertainguidingsignificanceforGSHPsystemde- signers.' Keywords:Ground-SourceHeatPump(GSHP)system,suitability,soiltemperature,constr uctionfield 收稿日期:2011—03-22 作者简介:高会荣(1977-),女,工程师,北京铁路局衡水车务段,河北衡水053000 第37卷第2O期 ?124?2011年7月山西建筑 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,空气处理器采用变风量调节 温度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.因此定流量系统只需解决 静态水力失调问题即可,通常在系统机房集分水器以及关键的垂 直,水平回水支管上安装静态水力平衡阀.3)变流量系统是指系 统在运行过程中各分支环路的流量随外界负荷的变化而变化. 变流量系统大部分时间管道流量都低于设计流量,而设计流量一 般为最大负荷时的流量,因此这种系统相对于定流量系统更节 能.由此可见变流量系统一般既存在静态水力失调,又存在动态 水力失调,因此为了通过变流量系统实现节能,必须采取相应的 水力平衡调试来实现系统的全面平衡,具体的说,就是首先解决 静态水力失调问题,其次解决动态水力失调问题. 4水力平衡阀在暖通空调水系统中的安装部位 各类水力平衡阀在暖通空调水系统中的典型安装部位见表1. 表1各类水力平衡阀在鹰通空调水系统中的典型安装部位 水力平衡阀种类典型应用部位用途 采暖和空调集水器回水主管及 总管,采暖垂直立管回水管和水可以使各个末端设备流量 静态水力平衡阀在阀门全开时达到设计流平支管回水管 ,空调水平回水支 管,各回水分支管道的分支管量,并可起关断作用 制冷机冷冻水,冷却水回水管, 锅炉热水回水管,换热器二次回可以使主机(如制冷机 , 换动态流量水管,风机盘管回水管,采用电 平衡阀动开关阀或变风量调温的空调热器)等需要维持流量不变 葙回水管,供热水平单管分户设的管路始终维持设计流量 环回水管 动态平衡可以使风机盘管在阀门开 电动二通阀风机盘管进水管或回水管启时维持设计流量,且流量 变化不受系统压力波动影响 可以使末端设备(如空调 动态平衡空调箱进水管或回水管,新风机箱,新风机组)的流量只受 组进水管或回水管,空气处理机控制信号的影响,而 电动调节阀不受系统压力波动的影组进水管或回水管等 响.末端设备的流量变化 互相不干扰 5水力平衡阀选用 5.1静态水力平衡阀的选型方法 1)根据管道管径确定静态水力平衡阀的规格.2)根据设计 流量,阀门规格和设计压差,查压损流线图表,确定预调节位置. 5.2动态流量平衡阀的选型方法 1)根据设计流量和阀门最大允许阻力损失确定动态流量平 衡阀的规格和压差范围.2)所选动态流量平衡阀压差范围的最 小压差即为计算水泵扬程的设计压差. 5.3动态平衡电动二通阀的选型方法 1)根据风机盘管设计流量和阀门最大允许阻力损失确定动 态电动二通阀的规格和压差范围.2)所选动态平衡电动二通阀 压差范围的最小压差即为计算水泵扬程的设计压差. 5.4动态平衡电动调节阀的选型方法 1)根据空调箱设计流量和阀门允许压差范围确定动态平衡 电动调节阀的规格.2)根据要求确定电动阀的工作电压,输入信 号,输出信号等技术参数. 6水力平衡的调试 6.1静态水力平衡调试 开始前将所有阀门打开,然后将系统分解成一个多级的多个 并联子系统,然后按照末端到总管的顺序,通过专用流量测量仪 对各个并联子系统按照一定的步骤进行调节,使其各支路流量比 与设计要求流量比一致.最后调节系统主管的流量至设计总流 量.这时系统各个末端设备的流量同时达到设计流量.调试合 格后不要随意变动平衡阀开度. 6.2动态水力平衡调试 1)动态流量平衡阀是根据设计流量由厂家在出厂前定制的, 现场不需要进行任何调试.2)动态平衡电动二通阀是根据设计 流量和工作电压由厂家在出厂前定制的,现场只需与标准的房间 稳控器连接即可,不需要进行任何调试.3)动态平衡电动调节阀 通常与楼宇自控系统相连,现场先进行简单的单机调试,然后与 楼字系统联调.楼宇公司只需进行一些简单的参数设定. 3号楼 图1某工程2号一4号楼采暖系统示意图 7水力平衡阀在暖通空调水系统中水力平衡的应用举例 某工程建筑面积约为9万m,框架剪力墙结构,地上8层,地 下3层,由1号,2号,3号,4号楼组成;主要功能为办公,服务中 心及招待所等;地下1号,4号楼连为一体,地上1号,4号为独 立建筑,檐高32m.其中整个2号,4号楼采用一个采暖系统供 暖,为水平并联双管式系统,采暖热源由2号楼地下3层热力站供 应,各楼均从地下2层的采暖干管上引分支供应,散热器下进下 出,水平管道敷设在下层吊顶内.由于2号,4号楼地面布局为 "凹"形,长×宽=148m×80m,供暖区域为地下1层,8层,因此 该系统较大,复杂且管路较长,实际上散热器离热源最近的为 20m左右,最远的有360m左右,见图1.综上可见,该系统最容 易产生水力失调现象,但由于该采暖系统为定流量系统,因此只 存在静态水力失调现象,为此只要在水管,各家分支回水管,垂直 立管回水管和水平管回水管上设置静态平衡阀即可.经过供暖 期的整体调试,主要是依据最远端到最近端的原则测量管道的流 量,并与设计流量比较,有差异就调节平衡阀开度,使各管道达到 设计流量,最后该系统供暖参数达到设计要求. 参考文献: [1]张莉,李尧,朱玉明.暖通空调节能设计分析[J].山西 建筑,2010,36(9):185-186. Hydraulicmaladjustmentphenomenaand solvingmethodsinheatventilateairconditioningwatersystem GAOHui-rong Abstract:Thispapersimplyintroducedthecurrenthydraulicsystemstatusofheatventilateair conditioning,analysedthehydraulicmaladjust— mentphenomenainheatventilateairconditioningwatersystem,elaboratedthetypeandsolutionsofhydraulicmaladjustment,andspecifically explainedtheinstallation,selectionanddebuggingofhydraulicbalancevalve,inordertoguid ethepractice. Keywords:heatventilateairconditioning,hydraulicmaladjustment,hydraulicbalancevalve,selection