大型公共建筑空调水系统流量比基准水力平衡调试技术分析_章云.pdf

HOUSING AND REAL ESTATE住宅与房地产29文/Article 章 云大型公共建筑空调水系统流量比基准水力平衡调试技术分析摘要：随着社会的发展，中央空调系统在公共建筑工程中的应用已相当普遍。在大型中央空调水系统中，水系统失衡的问题最为常见，导致流量分配不合理，不但室内工况达不到应有的效果，还造成能源浪费。面对庞大复杂的空调水系统，水力平衡调试一向是重点和难点。文章针对空调水系统流量比基准水力平衡调试技术的具体运用进行了探讨和分析，旨在解决公共建筑空调系统中水力失衡导致流量分配不合理的问题，同时提升调试效率、节约资源。关键词：空调水系统；大型公共建筑；水力平衡；系统调试；流量比基准1 水系统水力失衡概述水力失衡是实际流量与设计流量不一致产生的，具体包括以下类型：（1）静态水力失衡。管道系统阻力数与原设计管道特性阻力数不一致，从而使系统中各个末端设备的实际水流量与设计水流量存在一定差异，引起中央空调水系统的失调，称为静态的水力失衡。此特性是系统中客观存在的。（2）动态水力失衡。末端阀门执行调节动作时，其开度的变化会导致流经末端设备的水流量随之改变，同时，系统内其他的分支流量也会跟着改变，与设计的流量值产生偏差，从而导致系统水力的失调。此特性是在系统的变化中发生的，是动态变化的。2 水系统水力平衡调试的定义及内容2.1 定义水力平衡调试是通过测量，调节系统中水力平衡阀，使测量流量与设计流量一致。其中，水力平衡阀主要用于集中供冷（热）水系统中，在水力作用下，能自动消除系统的压差波动，保持流量不变。流量实时可测，调节性良好，优质的平衡阀都具有直线流量特性。2.2 内容根据水系统的布置一般可归纳为串联和并联两种形式。不同的水系统布置，其水力平衡调试内容也不同。水系统串联、并联布置示意图如图 1 所示，图 1 中 V、V1、V2、V3 均代表平衡阀。图 1 水系统串联、并联布置示意图（1）串联系统流量调节。在串联的中央空调水系统当中各个平衡调节阀的流量是完全相同的，图 1 中阀 V分别与其他 3 个阀构成串联水系统，如果改变其中任意的一个平衡阀的通过水流量的系数，就能够改变整个系统的回路流量。（2）并联系统流量调节。在并联的中央空调水系统当中各个平衡调节阀的流量是与其流量系数值成正比的关系，图 1 中平衡阀 V1、V2、V3 共同组成了并联中央空调水系统，若需要通过调节使 V1、V2、V3 的流量与设计V1VV2V3住宅与房地产HOUSING AND REAL ESTATE30THEORY RESEARCH理论 研究流量的比值保持一致，那么只需要通过调节阀 V 的流量使平衡阀 V1、V2、V3 中的任意一个的实际流量使之达到设计要求值，则其余平衡阀就能达到设计值。2.3 水力调试的系统分级管理大型公共建筑的中央空调水系统管路多、系统复杂，在调试过程中，若将系统分成若干个管理层级，就能把复杂的系统简单化。一般相对简单的系统，从机房到末端可以分为主干、分支、末端三个层级；相对复杂的系统可以根据施工现场的实际情况划分更多的层级，以便于更有条理地对系统进行管理。这样按顺序逐级调试，系统管路主次清晰、统筹指挥目标明确，可以实现提高工效、缩短调试工期的目标。3 大型公共建筑空调水系统流量比基准水力平衡调试技术要点3.1 水系统分级首先，将整个空调水系统从源头至末端分成几个层级，一般常见的为三个层级，文章以三个层级为例，分别为主干级、分支级、末端级。从阀门的角度来看，阀门 A 和阀门 B1、B2、B3 组成主干级；阀门 B1 和阀门C1、C2、C3 组成系统中的一个分支级；阀门 C1 和阀门D1、D2、D3 组成系统中的一个末端级。系统分级示意图 如 图 2 所 示，图 2 中 A、B1、B2、B3、C1、C2、C3、D1、D2、D3 均表示阀门，起到调节控制流量的作用，阀门种类根据各项目设计有所区别。若不能满足要求，应当及时与设计沟通，说明情况；或者有深化要求和深化能力的项目部，在系统深化完成并复核过后提交设计单位复核确认。（2）在系统安装施工完成后检查实际管路系统对流量的影响。复核系统流量能否满足实际管路，并要在系统图和平面图上分别标注实际验算流量和系统要求的设计流量。（3）检查所有阀体、配件、设备，应当全部安装完毕，并与管路连接。（4）检查水系统是否已经冲洗完毕，确保水质符合规范要求，并能维持中央空调水系统的正常运转。（5）检查设备和管路上的过滤器，确保过滤器已清洗干净，在冲洗过程中过滤器一般要拆解清洗 1 2 次，才能使其更好地为系统服务。（6）检查全水系统管路上的全部阀门，包括设备的阀门，确保所有阀门都处于全开状态，确保手动阀门开度可调，电动阀门能准确执行动作。系统中的旁通阀应处于关闭状态，并且密闭良好，避免后端系统流量测量失准。（7）检查水泵状态是否调整到位，确保水泵能全负荷运转。（8）检查水系统是否冲水完毕，对整个系统进行排气补水，避免管道局部积气影响流量。（9）检测口露出保温，在施工过程中就要策划拟定测量点位，保温施工时可在相应点位留下活门。3.3 主干级管路调试主干级管路调试可以看成是出机房主管与各个区域的干管之间的流量调节和分配。其中包含阀门 A、B1、B2、B3。具体调试步骤如下：（1）启动水泵全负荷运转，阀门全开。（2）测量记录阀门 A 的流量，即为系统总流量。计算测量流量与设计流量的比值 QA（以下简称流量比），核验总流量是否达到设计流量。若总流量低于设计流量，则需查找原因并排除，最终使总流量达到设计要求。主要原因有系统管路上的阀门未全开，管路上的过滤器清理不彻底，管路中有气体未排尽。（3）逐个测量记录阀门 B1、B2、B3 的流量，计算阀门的流量比 QB1、QB2、QB3，确定流量比 Q 值最大图 2 系统分级示意图3.2 调试前系统检查（1）分别校验水系统中的各个分支的设计是否合理，再校验整个水系统是否合理、能否满足系统运行要求，分支级末端级主干级C3C2C1D1 D2 D3B1B2B3AHOUSING AND REAL ESTATE住宅与房地产31和最小的区域管路。假定 QB1 QB2 QB3，此时 B3的流量很有可能小于设计流量，保持 B3 全开，最后调节，则调节顺序为 B1 B2 B3。Q 值对比以实测计算为准。（4）以 QA 为流量比基准，调节 B1，缓慢关小 B1的开度，使 QB1=QA。（5）以 QA 为流量比基准，调节 B2，缓慢关小 B2的开度，使 QB2=QA。（6）以 QA 为流量比基准，调节 B3，经过 B1、B2的调节，B3 的流量会上升，若 QB3 QA，则缓慢关小B3 开度，使 QB3=QA。（7）再次测量 A 的流量，计算 QA，若有明显变化按上述步骤微调。3.4 分支级管路调试分支管路调试可以看成是区域干管与到各楼层的分管间的流量调节和分配。其中包含阀门 B1、C1、C2、C3。以 QB1 为流量比基准分别调节阀门 C1、C2、C3。调试步骤及方法同上述主干级管路调试。3.5 末端级管路调试末端管路调试可以看成楼层分管与末端设备管间的流量调节和分配。其中包含阀门 C1、D1、D2、D3。以QC1 为流量比基准分别调节阀门 D1、D2、D3。调试步骤及方法同上述主干级管路调试。3.6 质量控制措施（1）如今 BIM 的运用已经得到普及，特别是在大型的公共建筑领域。中央空调水系统深化完成后一定要对沿程阻力、流量等参数进行核算，并请设计单位确认。（2）设备选型要符合设计要求，风盘按规范要求送检；空调机组的电机在额定转速下连续运转 2 h，对轴承的外壳进行温度测量，测得的最高温度不应超过规范要求的 80 ；水泵连续运转 2 h 后，对轴承的外壳进行温度测量，测得的最高温度不应超过 75。（3）在管道安装施工过程中，要分段逐步核实现场施工情况，对于管道走向改变、翻弯等可能直接影响系统阻力和流量情况要慎重，经过核算方可实施，并形成记录，避免各分段的误差无序累积。严格按照设计确认的深化图纸和规范要求施工，质量员必须对系统管道进行实测实量，及时修正，避免偏差过大。特别要注意检查空间狭小和管道密集区域的施工质量。（4）中央空调水系统管道必须严格按照规范要求或项目内控要求冲洗干净，清洗过程中，首先关闭设备进水管上的阀门，使设备与管道断开，避免杂质进入设备盘管造成堵塞。水系统的冲洗需要重复循环多次，直至进水与出水水质用肉眼看不出明显差别。杂质清除完毕后，及时排除系统管路中的空气。系统能正常、平稳地连续运行，检测水泵电机的电流和水泵压力，不能出现大的波动。空调水系统达到平衡状态后，空调机组检测水流量要满足设计和实际流量要求，其允许的偏差值不得大于设计的 20%。（5）测量时要选择一个合适的测量管段，确定合适的测量管段的原则：管道中气体全部排净，使冷冻水充满整个管道，测量点位必须满足其上游直管段长度 10倍管道直径，其下游直管段长度 5 倍管道直径，与循环泵出水口的距离 30 倍管道直径。清理测量点管道表面，耦合剂必须涂抹充分，避免杂物进入，充分保证测量过程中管道与探测器的接触。测量点最好不要设在管道顶部，避免顶部小气泡影响测量效果。4 结束语以流量比为基准，由高级系统向低级系统逐级推进的水系统水力平衡调试技术，具有较高的一次准确率。在实际水系统调试过程中，应用该技术并与施工现场的实际状况有机结合，制定切实有效的施工计划，可保证深化、施工、调试等各个环节顺利进行，使中央空调系统运行达到预期效果，切实提高全过程项目建设质量。（作者单位：上海宝冶集团南京建筑有限公司）参考文献1 胡钦.空调水系统水力平衡调试及运行优化控制方法 D.成都:西南交通大学,2021.2 王鑫磊.大型机场航站楼集中空调水力平衡调试方法研究 J.节能,2019,38(9):12-15.3冯国会,王梽炜,姜明超,等.大型集中空调水系统平衡调试技术探讨:以华晨宝马铁西工厂总装物流车间为例J.暖通空调,2018,48(10):19-24.