以中央空调的水系统为代表的建筑节能的核心环节,其水的平衡状态直接就决定了系统的能效与人们的使用体验。但在实际的工程中,却常常见到端差(供回水的温差)长期高于5℃,这就被视为系统的失衡信号。末端的温度从11℃降至3℃之际,不仅为系统的温控精度的显著的提升,更标志着我们从过去的“高耗能低效的运行”迈向了更加的“精准的输配节能的模式”。采用对系统的科学的调节平衡阀的精心推动手段,使得其实现了系统的良性性、合理性的可持续的自主性,对工程运维的深入的理解和推广都具有着极大的指导意义。
中央空调水系统失衡,本质是各环路实际流量与设计流量不一致,导致冷量分配不均。其成因可分为两类:
静态失衡:源于设计偏差或施工误差,如管径选型偏大、局部阻力未精确计算、阀门未按设计开启,造成近端流量过剩、远端流量不足。
动态失衡:在变流量系统中,末端二通阀频繁启闭引发系统压差波动,导致其他支路流量被“抢走”,形成连锁失调。
端差异常是失衡最直观的外在表现。当端差达到11℃,说明部分末端的水流量严重不足,冷水机组出水温度虽低,但回水温度因换热不充分而导致偏高,系统被迫“大流量、小温差”的运行,水泵能耗飙升,机组频繁启停,寿命缩短。反之若端差稳定在3℃,表明系统已实现“小流量、大温差”高效运行,冷水机组接近额定工况,水泵负荷下降,整体COP显著提升。
工程实践中,上海某商业综合体通过在各支路回水管加装智能平衡阀,结合BA系统实时的采集温度、流量数据,远程动态的调节阀门开度,成功将平均端差从11.2℃优化至3.1℃,年节电率达18.7%,用户投诉率下降超60%。该案例印证:端差是衡量水力平衡的“温度计”,而平衡阀是调节它的“手术刀”。
将中央空调水系统端差从11℃降至3℃,是水力平衡工程的标志性成果。不仅能将水泵的能耗大大降低、将水泵的使用寿命延长了许多,更为室内的热舒适性带来了一定的提升。平衡阀的正确选型与调试是实现这一目标的关键:
定流量系统:优先选用静态平衡阀,调试时以“等比减压”为原则,逐环路校准;
变流量系统:推荐采用动态压差平衡阀或智能自控阀,实现流量自适应调节;
运维建议:每年冷季前进行一次水力平衡复测,避免因水质结垢、阀门老化导致二次失衡。
以目前的设计标准来讲,5℃的设计温差就已较为接近了“精益”“零负荷”的理想状态,而3℃的超预期的优化值就代表了系统的已初步进入了“精益运行”的阶段。未来随着AI算法与物联网传感器的融合,平衡阀将从“手动调节工具”进化为“自学习节能中枢”。对工程人员而言,掌握平衡阀调节技术,已不仅是解决投诉的手段,更是实现“双碳”目标的实操路径。