在暖通空调、区域供热及工业冷却等循环水系统中,水力平衡是保障末端设备高效运行的核心前提。若是系统存在流量分配不均,会导致近端过热、远端不足、能耗飙升、噪音频发等问题。实现“循环水系统水力平衡”,不仅依赖合理的设计,更取决于管网的压力分布精准的控制与调节阀的科学配置。下文结合工程实践,系统阐述其关键逻辑与实施要点。
循环水系统中,水泵提供总压头,水流沿管网流动时,因沿程摩擦与局部阻力(如弯头、阀门、变径)产生压降。典型工程中,干管比摩阻宜控制在30–100 Pa/m,支管压降不超过300 Pa/m,流速不宜超过3 m/s,以避免噪声与冲蚀。压力分布呈阶梯式递减,最不利环路末端压力最低,若未干预,将导致远端流量不足。
为实现流量按需分配,需引入调节阀。根据系统特性,分为两类配置策略:
静态平衡阀:用于初调阶段,安装于回水管路(便于高温调试),通过锁定开度,使各支路的阻力系数比值与设计流量比一致,实现“等比减小”。调试时,使用智能仪表测量压差,反算流量,确保各末端偏差≤±5%。其核心是“以阻抗匹配流量”,适用于负荷稳定、无频繁调节的系统。
动态压差控制阀:用于运行中自适应调节,安装于分支环路入口,自动维持阀前后压差恒定,屏蔽系统压力波动对支路流量的干扰。当其他环路流量变化时,该阀通过内部膜片与弹簧机构自动启闭,确保本环路流量不变,实现“动态平衡”。适用于变流量系统、多热源并联或负荷波动大的建筑。
选型关键在于阀权度(阀门全开压降与系统总压降之比),理想值应≥0.3,否则调节特性将严重偏离理想曲线。安装时,上游需≥5D直管段,下游≥2D,避免涡流干扰调节精度。同时,GB 50736明确要求供回水干管坡度≥0.002,确保排气与泄水顺畅。
当前技术趋势正向智能化演进。通过BIM的先期水力工况的模拟,配合数字孪生的传感器实时的对水泵的压力、流量等数据的采集,动态的对阀门的开度进行优化的调节,从而实现了“感知—分析—决策—执行”的闭环管理。如深圳某商业综合体已部署智能水力平衡平台,结合AI算法,实现能耗降低18%以上,运维效率提升40%。
只有将“循环水系统的水力平衡”作为贯穿设计、施工、运维的系统工程才能真正的实现水力平衡的最终目标。静态平衡阀解决“先天失调”,动态压差阀应对“后天扰动”,二者协同构成稳定运行的基石。在数字孪生与物联网的深度融合背景下,将会将水力平衡的“人工的经验调节”推向“智能的自主的优化”。只有坚持规范的选型、精准的安装、动态的监测才能真正地实现节能、舒适的同时也实现了长效的运行。