1 概述
在建筑暖通空调水系统中，水力失衡是最常见的问题。由于水力失衡导致系统流量分配不合理，部分地区流量过剩，部分地区流量不足，导致部分地区冬季不热，夏季不冷，系统输送冷热不合理，造成能量浪费，或解决问题，提高泵扬程，但仍会产生热（冷）不均匀和更大的电力浪费。因此，必须使用相应的调节阀来调节系统的流量分配。
虽然一些通用阀门，如截止阀和球阀，也有一定的调节能力，但由于调节性能差，无法测量调节后的流量，这种调节只能说是定性和不准确的，往往给工程安装后的调试和运行管理带来极大的不便。因此，近年来，在越来越多的暖通空调工程水系统（如集水器）的关键部件，特别是在一些国外设计公司设计的工程项目中，大量选择水平衡阀来调整系统的流量分布（包括系统安装后的初步调整和运行管理调整，本文主要阐述了前者，也可作为后者的参考）。
水力平衡阀有两个特点：
a.具有良好的调节特性。一般来说，质量好的水力平衡阀具有线性流量特性，即当阀两端压差不变时，其流量与开度呈线性关系；b.实时流量可测性。流过水力平衡阀的流量可通过专用流量测量仪在现场测量。
2 系统水力平衡调节
水力平衡调节的本质是同时将系统中所有水力平衡阀的测量流量调整到设计流量。
2.1 单个水力平衡阀：
单个水力平衡阀的调节很简单。只需连接专用流量测量仪器，将阀门直径和设计流量输入仪器，旋转水力平衡阀手轮，直到测量流量等于设计流量。
2.2 水力平衡阀的调节精确计算：
对于某些水系统，在设计过程中对系统进行了准确的水平衡计算，已知系统中每个水平衡阀的流量和所共享的设计压降。此时，水平衡阀的调整步骤如下：a.水力平衡阀的设计压降在设计数据中找到；b.根据设计图纸，查出（或计算出）水力平衡阀的设计流量；c.根据设计压降、设计流量和阀口径，检查水力平衡阀压损线图，找出水力平衡阀对应的设计开度；d.旋转水力平衡阀手轮，将其开度旋转至设计开度。
2.3 一般系统水力平衡阀联调：
对于目前大多数暖通空调水系统，其设计只是水平衡阀的设计流量，不知道压差，系统包含多个水平衡阀，这些阀的流量变化会相互干扰。如何调整系统，使所有水平衡阀同时达到设计流量？
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2.3.1 系统水力平衡调节分析：
①并联水系统流量分配的特点：并联系统各水力平衡阀的流量及其流量系数KV值成正比(假设平衡阀两端的压差等于管道中的水流速度较低)，如图1所示，调节阀V1、V2、V3组成的并联系统，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.如果保持不变，则调节阀V1、V2、V3的流量QV1、QV2、QV3的比值保持不变。如果调节阀V1、V2、V当任何平衡阀的流量达到设计流量时，其余平衡阀的流量也达到设计流量。②串联水系统流量分配的特点：串联系统中各平衡阀的流量相同，如图1所示，调节阀G1和调节阀V1、V2、V3组成一系列系统，然后QG1=QV1 QV2 QV3；③串并联系统流量分配的特点：如图1所示，实际上是串并联系统。V1、V2、V三组成并联系统，平衡阀V1、V2、V3又与平衡阀G1形成一系列系统。根据串并联系统流量分配的特点，实现水力平衡的方法如下：首先，平衡阀组V1、V2、V3.将流量比调整到与设计流量比一致；然后调G1流量调整到设计流量。此时，平衡阀V1、V2、V3、G1流量同时达到设计流量，系统实现水力平衡。事实上，所有暖通空调水系统都可以分解为多级串并联组合系统。
图1 系统示意图
2.3.2 水力平衡联调步骤：
如图2所示，该系统是二级并联和二级串联的组合系统，（V1～V3、V4～V6、…V16～V18)分别是一级并联系统和阀组I（G1、G2…G6)形成一级串联系统；阀组I它是二级并联系统和系统主阀G构成二级串联系统。水力平衡联调的具体步骤如下：①将系统中的断流阀（图中未说明）和水力平衡阀调整到全开位置，其他动态阀也调整到最大位置。例如，散热器温度控制阀必须拆下温度控制头或设置为最大开度位置；②分组和编号水力平衡阀：一级并联阀组1~六、二级并联阀组I、系统主阀G顺序进行，见图2；③测量水力平衡阀V1~V18的实际流量Q实际计算流量比q=Q实/Q设计；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~V分析3的流量比，假设q1<q2<q三、取水力平衡阀V一是基准阀，先调整V2，使q1=q2，再调节V3，使q1=q3，则q1=q2=q3；⑤按步骤④分别调整一级并联阀组2~6，使各一级并联阀组中的水力平衡阀流量比均匀；⑥测量二次并联阀组I内水力平衡阀G1~G6实际流量，计算流量比Q1-Q6；⑦二级并联阀组的流量比Q1~Q分析，假设Q1<Q2<Q3<Q4<Q5<Q六、水力平衡阀G1作为基准阀，对G2～G6依次调整，直至调整Q1=Q2=Q3=Q4=Q5=Q6.即二次并联阀组中水力平衡阀的流量比相等；⑧调整系统主阀G，使G实际流量等于设计流量。此时，系统中所有水力平衡阀的实际流量等于设计流量，系统实现水力平衡。但由于并联系统各分支的管道工艺与阀弯头等附件不同，并联平衡阀两端的压差不同。因此，当调整后一个平衡阀时，会影响前一个调整过的平衡阀，产生误差。当该误差超过工程允许范围（如实例中的5%）时，则需进行再一次的测量和调节。
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图2
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图3
以下是哈尔滨爱建住宅小区某住宅楼供暖系统水力平衡调试的实例。(见图3)住宅楼共30层，其中1至17层为低区供暖，18至30层为高区供暖。以高区供暖为例。高区有8根立管，分别是I、II、III、IV—VIII，立管I水力平衡阀从18层到30层分别为V18、V19、V20……V30.具体调试步骤如下:①对立管I并联阀组V1～V3.水力平衡调节；②按步骤①其他高区立管II、III、IV……VI-II阀组分别进行调节，从而使每一立管并联阀组内的水力平衡阀的流量比均相等；对立管阀组G1-G8.水力平衡调节；③调整系统主阀G，使其实际流量等于设计流量。此时，高区系统水力平衡初步调整。④检查高区调试结果：a.对立管I并联阀组验证水力平衡调节。b.校准对立管阀组进行水力平衡调节。
4 结束语
通过以上讨论和工程调试实例，我们可以得出结论，在暖通空调水系统中，合理安装水力平衡阀，采用正确的系统联合调整方法，可以大大提高系统的水力特性，使系统接近或实现水力平衡，保证系统的正常运行，节约能源，使系统经济高效运行。
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