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　　导语： 一直以来水力平衡都是暖通专业讨论的热点，水力平衡的调节是暖通专业一个重要的课题,暖通空调在线整合多年来积累的水力平衡资料，制作完成了水力平衡专题，内容有《暖通空调》杂志精品论文，有论坛上相关的讨论和总结帖，有多个实用的水力平衡计算软件，也有各种名词解释、各种基础知识集合的百科等。 　
　　暖通空调技术系列专题最大的特色就是为设计师搭建了和专家沟通交流的平台，水力平衡专题同样盛邀北京市建筑设计研究院教授级高级工程师，华北地区及北京市建筑设计标准化办公室（原）总工程师张锡虎为答疑专家。 张工长期从事各类民用建筑的设备专业(暖通空调、建筑给排水和热能动力)设计工作，积累了多年的技术经验，他在《暖通空调》上主持了多期“工程设计问答”，热情的为广大设计师答疑解惑，深受暖通设计师的欢迎！

答疑专家

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张锡虎		 专业:
建筑设备(暖通空调、建筑给排水和热能动力)
北京市建筑设计研究院教授级高级工程师，华北地区及北京市建筑设计标准化办公室（原）总工程师

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网友提问与专家回答

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暖通网友通过水力平衡专题提问：

采暖水力计算中，资用压力与作用压力是一个概念吗？
《采暖通风与空气调节术语标准》GB 50155-92中，资用压力 available pressure：可供用于克服系统中流体流动阻力的压力；系统阻力 system resistance：系统最不利环路的摩擦阻力与局部阻力之和。 《简明供热设计手册》P145页重力循环水力计算中有一段话指出作用压力即资用压力。 希望张老师指点迷津！

专家【aishanglangman】回答：

我之前看的时候也有这个疑问，个人认为作用压力就是资用压力。

暖通网友通过水力平衡专题提问：

我是刚接触平衡阀，不知道张总工有什么平衡阀设计类的书籍推荐，请指点一二，谢谢！
《采暖通风与空气调节术语标准》GB 50155-92中，资用压力 available pressure：可供用于克服系统中流体流动阻力的压力；系统阻力 system resistance：系统最不利环路的摩擦阻力与局部阻力之和。 《简明供热设计手册》P145页重力循环水力计算中有一段话指出作用压力即资用压力。 希望张老师指点迷津！

专家【AC600V】回答：

《实用供热空调设计手册》第26章空调水系统26.6水利平衡及平衡阀可以参考……

暖通网友通过水力平衡专题提问：

冬季空调热水系统可以用二次泵吗？冷热水一次泵分别设，二次变频泵冬夏共用。
请教专家：一般情况下，空调冷水系统采用二次泵系统，热水系统采用一次泵变流量系统，如果冬季热水系统也采用二次泵系统，一次冷水、热水泵按制冷机组和板换阻力分别设置，二次泵采用变频泵冬夏共用一套，这样的系统有什么问题？

专家【张锡虎】回答：

这个问题很难简单地回答。 可以参考《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调·动力》5.7.3条之4及其他条文。 也可以参考刊于《暖通空调》2005年11月期的《连通器和混水器及其在一二次水系统中的合理应用》一文。

暖通网友通过水力平衡专题提问：

您好！请问重庆地区的酒店宾馆一般选择何种形式的冷热源设备？
请教专家：一般情况下，空调冷水系统采用二次泵系统，热水系统采用一次泵变流量系统，如果冬季热水系统也采用二次泵系统，一次冷水、热水泵按制冷机组和板换阻力分别设置，二次泵采用变频泵冬夏共用一套，这样的系统有什么问题？

专家【yuandl】回答：

如果面积较小，档次不太高，可以选择空气源热泵。如果面积大可以选择水冷机组+燃气锅炉采暖。夏季可以利用冷水机组的排热加热生活热水。

暖通网友通过水力平衡专题提问：

采用使各并联环路的路程相同的同程式系统
采用使各并联环路的路程相同的同程式系统，是否可以免除仔细进行水力平衡计算而达到自然平衡的效果呢？

专家【张锡虎】回答：

认为同程式系统“天然平衡”的观点是片面的，而且在实际工程中吃过不少亏。北京某6层学生宿舍楼，采用单管上供下回、干管同程式系统，运行时出现了中间的部分立管的回水端温度高于供水端温度，即发生了逆循环现象。 北京某住宅的户内散热器供暖系统，埋没于地面垫层内的供回水水平管为同程式系统，运行时出现环路中部主要房间的散热器不热......详见“工程设计问答（2）”详见：http://tech.ehvacr.com/magazine/shejicankao/2010/0308/56243.html?1301536253

暖通网友通过水力平衡专题提问：

在中央空调节能改造的过程中，如何判断水力是否平衡？
如果水力不平衡的话，应该会影响节能效果，导致节电率的误判。

专家【ntr】回答：

有分集水器的系统，最好在集水器的各分支设置测温点，水力平衡的各分支回水温度基本相同。没有分集水器的系统，最好在机房回水管进机房处设置测温点。测温端子端子的精度要求不必太高，但是各测温端子的相对误差要小，不能偏差过大。

暖通网友通过水力平衡专题提问：

水系统管路间的水力平衡怎么计算
看到好多资料上都说到不平衡率在15%以下，请问这个值该如何计算啊

专家【nr001】回答：

答：两个并联环路，一路你计算出总损失为3000Pa,另一路总损失为2000Pa，那么显然不平衡率太大，不符合规范要求，调整方式是以其中一个你计算的标准路为准调整另一路，比如你以3000Pa为准，那你就要将2000Pa的环路上增加阻力件，最直接的就是某部分缩小一号管径，调整到接近3000，差值不应大于15%则成功。

暖通网友通过水力平衡专题提问：

集分水器水力平衡怎么确定
地板采暖用的

专家【ntr】回答：

尽量将各路管道的长度铺到一样，具体问题可以参考《地板辐射采暖技术规程》

暖通网友通过水力平衡专题提问：

如何快速调整水力平衡？
地板采暖用的

专家【wushi】回答：

根据大家的运行经验，在没有仪器仪表协助的情况下，如何尽快将系统调平衡？ 在建筑物暖通空调水系统中，水力失调是最常见的问题。由于水力失调导致系统流量分配不合理，某些区域流量过剩，某些区域流量不足，造成某些区域冬天不热、夏天不冷的情况，系统输送冷、热量不合理，从而引起能量的浪费，或者为解决这个问题，提高水泵扬程，但仍会产生热（冷）不均及更大的电能浪费。因此，必须采用相应的调节阀门对系统流量分配进行调节。　　虽然某些通用阀门如截止阀、球阀等也具有一定的调节能力，但由于其调节性能不好以及无法对调节后的流量进行测量，因此这种调节只能说是定性的和不准确的，常常给工程安装完毕后的调试工作和运行管理带来极大的不便。因此近些年来，在越来越多的暖通空调工程水系统的关键部位（如集水器）、特别是在一些国外设计公司设计的工程项目中，均大量地选用水力平衡阀来对系统的流量分配进行调节（包括系统安装完后的初调节和运行管理调节，本文主要阐述的是前者，也可作后者的参考）。水力平衡阀有两个特性：⑴、具有良好的调节特性。一般质量较好的水力平衡阀都具有直线流量特性，即在阀二端压差不变时，其流量与开度成线性关系；⑵、流量实时可测性。通过专用的流量测量仪表可以在现场对流过水力平衡阀的流量进行实测。2、系统水力平衡调节水系统水力平衡调节的实质就是将系统中所有水力平衡阀的测量流量同时调至设计流量。2.1 单个水力平衡阀调节单个水力平衡阀的调节是简单的，只需连接专用的流量测量仪表，将阀门口径及设计流量输入仪表，根据仪表显示的开度值，旋转水力平衡阀手轮，直至测量流量等于设计流量即可。2.2 已有精确计算的水力平衡阀的调节对于某些水系统，在设计时已对系统进行了精确的水力平衡计算，系统中每个水力平衡阀的流量和所分担的设计压降是已知的。这时水力平衡阀的调节步骤如下：⑴、在设计资料中查出水力平衡阀的设计压降；⑵、根据设计图纸，查出（或计算出）水力平衡阀的设计流量；⑶、根据设计压降和设计流量以及阀口径，查水力平衡阀压损列线图，找出这时水力平衡阀所对应的设计开度；⑷、旋转水力平衡阀手轮，将其开度旋至设计开度即可。2.3 一般系统水力平衡阀的联调对于目前绝大部分的暖通空调水系统，其设计只有水力平衡阀的设计流量，而不知道压差，而且系统中包含多个水力平衡阀，在调节时这些阀的流量变化会互相干扰。这时如何对系统进行调节，使所有的水力平衡阀同时达到设计流量呢？2.3.1 系统水力平衡调节的分析：① 并联水系统流量分配的特点：并联系统各个水力平衡阀的流量与其流量系数KV值成正比（由于管道中水流速度较低，假定各并联支路上平衡阀两端的压差相等），如图1所示，调节阀V1、V2、V3组成的并联系统，则QV1 ：QV2 ：QV3= KV1 ：KV2 ：KV3（Q为流量，KV为流量系数）。当调节阀V1、V2、V3调定后，KV1、KV2 、KV3保持不变，则调节阀V1、V2、V3的流量QV1 、QV2 、QV3的比值保持不变。如果将调节阀V1、V2、V3流量的比值调至与设计流量的比值一致，则当其中任何一个平衡阀的流量达到设计流量时，其余平衡阀的流量也同时达到设计流量。② 串联水系统流量分配的特点： 串联系统中各个平衡阀的流量是相同的，调节阀G1和调节阀V1、V2、V3组成一串联系统，则QG1= QV1 +QV2 +QV3；③ 串并联组合系统流量分配的特点：实际上是一个串并联组合系统。其中平衡阀V1、V2、V3组成一并联系统，平衡阀V1、V2、V3又与平衡阀G1组成一串联系统。根据串并联系统流量分配的特点，实现水力平衡的方式如下：首先将平衡阀组V1、V2、V3的流量比值调至与设计流量比值一致；再将调节阀G1的流量调至设计流量。这时，平衡阀V1、V2、V3、G1的流量同时达到设计流量，系统实现水力平衡。实际上，所有暖通空调水系统均可分解为多级串并联组合系统。2.3.2 水力平衡联调的步骤：该系统为一个二级并联和二级串联的组合系统，（V1－V3、V4－V6、…。V16－V18）为一级并联系统，又分别与阀组I（G1、G2…G6）组成一级串联系统；阀组I为二级并联系统，又与系统主阀G组成为二级串联系统。该系统水力平衡联调的具体步骤如下：① 将系统中的断流阀（图中未表示）和水力平衡阀全部调至全开位置，对于其它的动态阀门也将其调至最大位置，例如，对于散热器温控阀必须将温控头卸下或将其设定为最大开度位置；② 对水力平衡阀进行分组及编号：按一级并联阀组1－6、二级并联阀组I、系统主阀G顺序进行；③ 测量水力平衡阀V1－V18的实际流量Q实；④ 对每一个并联阀组内的水力平衡阀的流量比进行分析，例如，对一级并联阀组1的水力平衡阀V1~V3的流量比进行分析，假设q1

暖通网友通过水力平衡专题提问：

系统已安装平衡阀，但还有一些房间仍然太冷，如何处理
地板采暖用的

专家【ruge】回答：

如果你不能同时为所有的用户都装平衡阀，那第一步请在离水泵近的站安装平衡阀，否则热水还是会以前一样“消失”。最好的效果应该是所有的用户都安装了平衡阀。 但平衡并不能解决散热器错误安装和管道堵塞的问题。 如果电厂的热容量太小，平衡无法解决此问题。热容量小时，平衡阀可以保证每家用户都维持一个最低热量。

暖通网友通过水力平衡专题提问：

调节阀是安装在供水管还是回水管？
调节阀是安装在供水管还是回水管？

专家【ntr】回答：

两者都可以。流量限制器装在两边上没有区别。压差控制器的引压管连接方式不一样。但由于回水管的温度更低，可能对阀的冲击小，阀能更长寿。

暖通网友通过水力平衡专题提问：

调节阀选型过程中应该注意什么?
调节阀选型过程中应该注意什么?

专家【ntr】回答：

1)选择合适的口径：计算设计工况的Kv值，再乘以安全系数1.2，得到设计工况的kvs值，再与所选阀门型号的样本Kvs值进行对比，找出最相近的口径。调节阀本身属于仪表阀，其运行时的开度决定着其调节性能。像电动调节阀开度在50~80%时调节效果最好，而自力式调节阀开度在30~70%时调节效果最好，两种阀在开度5%或者90%，调节效果就非常差了。因此，保证阀在最佳开度范围内工作非常重要。选择的阀门口径过小，一方面会增加系统的阻力，甚至会出现阀门口径100%开启时，系统仍无法达到设定的流量要求，无法满足用户需求。另一方面阀门将需要系统提供较大的压差以维持足够的流量，这样会加重泵的负荷，阀门也易受损害，对寿命影响很大。选择的阀门口径过大，不仅增加工程成本，而且还会引起阀门经常运行在低百分比范围内，引起调节精度降低，使控制性能变差，而且易使系统受冲击和振荡。2)调节阀的耐温和耐压满足工况要求；3)计算阀门出口流速，在国内热力外网，最高流速不能超过3m/s；在欧洲不能超过2m/s；4)计算阀门的噪音85 dB，如果噪音值偏大，可以在阀芯内部装减噪器降噪；但当阀内置减噪器后，Kvs值将下降。这个在蒸汽系统中尤其要注意。右图中是蒸汽流过调节阀时的压力变化图和速度变化图。可以看出，蒸汽在流过阀芯时，压降变化很大，同时流速急速上升，可能达到声速。这时将会发出很大的噪音。蒸汽流经调节阀时的马赫数分布如果在阀芯处内置减噪器后，噪音值将减小20%~30%；如果噪音过大，可以加两级减噪器，以使噪音达到要求，同时也保护了阀芯和管路，延长了设备寿命。补充，选阀时还应注意：1)关注控制比。2)对于泄漏率，蒸汽系统是非常关键的，水系统相对来说影响度小一些。国际四级标准0.05%kvs应该足够了。3)如果是膜片平衡，即EPDM橡胶膜片，最高耐温不能超过150摄像度；而如果阀体是全金属结构，则要考虑的是电动执行机构本身工作环境温度的限制，因为热要通过阀杆连接段传至执行器的；这也是蒸汽阀要加特殊延长段的直接原因。4)最大关闭压差与换热站的关断压差相关，供回水的压差直接决定了调节阀的耐压差范围。只要调节阀压差范围足够大，控制就不会失效，即出现水力失衡的机率就较小；5)执行器的速度与介质和使用工况相关，一般为8s/mm,4s/mm,2s/mm，动作时间亦与行程有关。譬如用于生活热水或者饮水用，执行器要非常敏感，至少要在20秒或者更短的时间动作完毕；如果用于热水供热，则可以在4分钟内动作完毕就要可以，且不能动作太快，否则会引起水击。如果是蒸汽，也需要动作快，以免引起水的汽化。6)关于断电复位功能，蒸汽系统必须使用，关闭速度1s/mm.而水系统，则根据工况要求而定。断电复位本身指的依靠执行器内部相嵌的机械机构实现关闭功能，速度较快，而非用UPS电源实现的断电关闭功能。对于水系统的供热，一般希望可以用手轮操作执行器，这样就无法实现断电复位功能，而可以通过控制系统输出信号或者UPS电源供热而实现断电关闭

暖通网友通过水力平衡专题提问：

系统已安装平衡阀，但还有一些房间仍然太冷，如何处理?
系统已安装平衡阀，但还有一些房间仍然太冷，如何处理?

专家【ntr】回答：

如果你不能同时为所有的用户都装平衡阀，那第一步请在离水泵近的站安装平衡阀，否则热水还是会以前一样"消失"。最好的效果应该是所有的用户都安装了平衡阀。但平衡并不能解决散热器错误安装和管道堵塞的问题。如果电厂的热容量太小，平衡无法解决此问题。热容量小时，平衡阀可以保证每家用户都维持一个最低热量。

暖通网友通过水力平衡专题提问：

水力平衡能节省多少能量?
水力平衡能节省多少能量?

专家【ntr】回答：

经验表明，由于热损失减少，以及供回水间的温差会更合理，系统的节能率达到5~10%。另外，使用变频泵和平衡阀后，水泵的节能率将超过40%。然后，实际节省的能源取决于更多特定的工况，像建筑保温，散热器设计，房间温度控制和用户的行为。

暖通网友通过水力平衡专题提问：

如何设置平衡阀?
如何设置平衡阀?

专家【ehvacr】回答：

流量设定值应该遵循设计单位的推荐，基于：¨供热面积；¨建筑的保温性能；¨散热器的大小及换热性能；¨房间的供暖温度然而，有时实际情况可能与经验有偏差，造成流量偏多或者偏少。压差设置值应该遵循设计单位的推荐。如果不明确设定值，初始值一般设定在30KPa。

暖通网友通过水力平衡专题提问：

什么情况下用流量限制器
什么情况下用流量限制器，什么情况下用压差控制器?

专家【ehvacr】回答：

流量限制器应该安装在恒流量系统，无房间温度控制器或者电动调节阀；其它场合应该安装差压控制器以取得系统平衡。
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