末端主動變流量水力平衡

摘要：空調工程中每一空間的冷負荷不可能的一致等比的。但空調末端的輸出負荷更大的取決於風量。

而不是水量有很多要求不高的工程以風量調節冷負荷，熱源採取單幫浦，多幫浦執行，冬夏兩套迴圈幫浦等熱源主動變流量措施。在這裡從效果、節能、冷源規模來闡述末端主動變流的工程應用意義。

關鍵詞：末端主動變流量水力工況平衡

供熱與空調系統迴圈水作為熱媒介質，其流量的變化是因應負荷的變化。一般的說如果負荷的變化是隨時一致等比的，流量的變化應隨時一致等比。為節約迴圈幫浦電耗而採取熱源主動變流量措拖：

多幫浦、少幫浦、大幫浦、小幫浦的配置變化、變速措施等。但其變流量為隨室外溫度引數連續變化或按日期分階段改變流量。

另一種變流量工況是今天主要討論的問題。當末端負荷不成比例、隨機變化，這時系統必須採用末端的流量調控措施。居住者對室內引數的要求通過控制手段（供熱的溫控閥、手控閥，空調的室內引數控制的電動調節閥）產生流量要求，末端流量需求的總和形成熱源流量。

這種變流量工況即為末端主動變流量。

末端主動變流量在技術上有如下層次概念：

1、流量變化取決於末端需求，熱源迴圈幫浦控制設施不能**流量的變化，但能感知流量的變化。

2、某一時段末端負荷不發生明顯變化，這一時段內迴圈幫浦的變速措施為定流量變揚程。即每一瞬時流量可能是變化的，但這種變化決定於末端要求。迴圈幫浦變速措施是在末端決定的流量基礎上，在最小可行的揚程點執行實現節能的目的。

供熱工程在過去按建築面積收取熱費時，熱使用者沒有主動改變負荷和流量的需求，有些大型供熱工程為實現節能目的採取熱源的流量調控措施，具有典型的熱源主動變流量特徵。在計熱量收費的情況下，水系統具備了末端主動變流量特徵。而對計量收費提高供熱品質，節能執行的論說很多，在這裡不再贅述。

而對於計量收費時，最大熱負荷不同時發生，如果採取了有效的末端主動變流量措施可有效地排程流量需求，提高熱源的供熱能力。這也是計量收費對供熱企業的最大利益所在。

空調工程中每一空間的冷負荷不可能的一致等比的。但空調末端的輸出負荷更大的取決於風量。而不是水量有很多要求不高的工程以風量調節冷負荷，熱源採取單幫浦，多幫浦執行，冬夏兩套迴圈幫浦等熱源主動變流量措施。

在這裡從效果、節能、冷源規模來闡述末端主動變流的工程應用意義：

1、空調效果

對於醫院製藥廠等淨化空調工程，為保證淨化效果風量幾乎是不可變的，只能採用末端主動變流量措施來改變末端負荷。

對於一般舒適性空調，低負荷期單純降低風量造成表冷器表面溫度過低引起過量析溼，室內環境過於乾燥，降低舒適性。第二點，風量的減少同時導致出口風溫低，射流受浮力降低，而風量減小和浮力降低，都會導致射流提前降落於居住者活動空間，造成低溫高流速引起的不舒適感覺。而末端主動變流量能很好的解決這一問題。

過去在高檔次工程中採用三通調節方式，儘管解決了舒適性問題，但卻放棄了節能和減小冷源規模利益。

2、節能

首先，過量析溼一方面降低舒適性，另一方面也造成不必要的冷負荷增量。

第二，冷機的自動解除安裝是在低水溫工況實現的，實際未能實現冷機的最高效率。

第三，不論水幫浦是否採取變速措施，小流量執行總是節能的。如果採用了變速措施，其節能效果會非常顯著。

3、冷源規模

只有採取了有效末端主動變流量措施，才能實現負荷的有效排程。在此基礎上才能充分考慮冷負荷同時發生機率有效降低冷源機規模，包括冷水機組和迴圈水幫浦。

末端主動變流量的主動控制手段當然是二通電動調節閥，但電動調節閥只能實現變流量的目的，不能依靠它實現遠近不同的水力工況平衡。否則就意味著近端電動調節閥在設計流量下就處在非滿開度狀態，而小流量處於不可控狀態。其次在開機時和冷負荷上公升期出現室溫實現的遠近時序，這個時序過程也可能很長。

第二，應極大的提高水力工況穩定性，避免乙個末端的負荷調節影響臨近末端的流量。從而引起負荷未發生變化的末端被動調節動作。第三，迴圈水幫浦的變速調節不改變末端流量，使變速過程單向完成。

要同時實現上述三個目的平衡裝置，只有自力式壓差控制閥。遠近不平衡問題屬於靜態平衡問題，其解決手段很多，如縮小管徑，採用靜態平衡閥。但這些純靜態平衡手段，會影響動態調節的效能：

如降低閥權度，使電動調節閥的調節特性惡化；不能改善甚至降低水力工況穩定性；水幫浦調速和電動調節閥互動作用，不能使變速過程單向完成。

壓差閥的平衡調節過程為：關閉某些分支線使迴圈幫浦流量滿足被調分支線的設計流量總和。使被調分支上的電動調節置於手操全開狀態。

測試末端流量，通過調節控制壓差值使末端流量達到設計流量值。循此步驟逐分支完成平衡調節。

這種平衡除錯結果意味著每一末端裝置不論遠近最多可實現設計流量。而末端的小流量需求由電動調節閥自動控制完成。這意味著自力式壓差控制閥必需是壓差可調的。

每乙個暖通工程師都清楚的知道我們無法告知末端裝置設計流量的實際阻力的真確值。而壓差可調範圍最低應能從10 kpa調節至100kpa。

另外需要附帶說明的是在末端有自力式壓差控制閥的前提下，可以合理的縮小近端支線的管徑，以節約管材。在有壓差閥的前提下，縮徑措施即不會降低閥權度，也不會影響水力工況穩定性。在末端有自力式壓差控制閥的前提下，不必要在任何管線上刻意構造同程系統。

末端主動變流量水幫浦的變速過程不是變流量而是變揚程過程。其變速訊號取值只能是遠端壓差訊號，如果系統沒有絕對的最不利迴路時可取用一些次不利迴路的遠端壓差作為變速訊號。其控制邏輯為所有遠端壓差大於設定值水幫浦降速，任一壓差小於設定值水幫浦增速。

在北歐的供熱技術文獻中表述3-8個遠端壓差訊號，在《小紅學校》對空調迴圈幫浦變速控制也有詳盡闡述。

採用遠端壓差訊號的原因有兩個，一是近端壓差變化率低。二是遠於壓差控制點的支線流量降低時，控制點的實際需要壓差小於控制點的設定壓差。也就是這種情況水幫浦有進一步降速可能性。

而最遠點壓差控制變速使水幫浦降速節能的可能達到最大化。