1水力平衡概述水系统因管网布置、楼栋大小不同、管道长度不同，容易造成水泵到各楼栋、各单元入口、各末端设备的阻力和压差大小不同，这种水力失衡通常称为静态水力失衡。在水泵选定的前提下，阻力小的位置其通过的流量可能会大于设计流量，阻力较大的位置小于设计流量。住宅供热管网中容易发生冷热不均、流量不达标等多种失衡的情况。以往供热公司为了解决这样的问题，采取的手段一般是提高二次网循环流量，流量通常超出设计值的2倍以上，或者提高供水温度。由于不平衡造成的能源浪费可高达20%～30%[1]。但是即便这样，可能依然无法满足所有用户的需求。近年来，很多供热公司对水力平衡也越来越重视，引进了许多平衡产品，如静态平衡阀、压差控制器（自力式压差控制器）、自力式流量平衡阀、平衡控制阀（压差无关型平衡控制阀）、物联网阀等。其中，静态平衡阀（也称手动平衡阀）是通过调节阀门开度来得到适合的流量。由于分支之间的水力互扰，调试需要掌握一定的技巧，设计初期配置静态平衡阀时需要对系统进行模块划分，分级配置，平衡阀也需要经过严格的选型[2]。需要在分支处设置合作阀[3]，配合调试。压差控制器的出现解决了水利互扰问题，可使各环路相互独立、调试工作简单化，并且不需要设置合作阀[3]。压差控制器的出现标志着空调水系统由定流量向变流量转变。近年来，压差控制器在空调系统中得到广泛应用，在供热系统中还较少涉及。虽然产品种类繁多，但是平衡调节实际是通过调节各个分支的阻力，在平衡阀额外施加的阻力尽量小的情况下，克服多余的资用压头以实现各个热用户得到适合流量。文中利用大连JCB小区水力平衡改造项目的数据来说明系统的不平衡状态和平衡改造前后的系统运行情况，大连热电的机车北小区采用静态平衡阀和压差控制器的方式进行改造的特点和具体调试方法。2水力平衡改造项目实例JCB小区实际供热面积约15万m2，均为20世纪80年代老旧建筑，2016年由大连市热电集团有限公司接收并网，采用PERT-II型管对小区二次管网进行改造。由于地下管网复杂，没有条件设计单元及分支阀门井。投运后有多处区域性供热质量问题，投诉量大，虽经过两年时间多次调整，问题仍很突出，且整体能耗严重偏高。2.1原系统存在的问题(1)二次网已安装静态平衡阀，但由于缺少可视化的调节手段，调整不准确，造成系统混乱，近端、末端均出现供热问题。(2)选用的静态平衡阀未经过选型，型号偏大，调节性差。(3)大流量、小温差，站内循环水泵超额定流量运行，设备有安全隐患。原系统水泵运行参数为：流量530 m³/h、扬程28 m、频率49 Hz、运行功率约49 kW。2.2平衡方案由于本项目不具备设置合作阀[3]的条件，完全采用静态平衡阀进行系统调试有一定的困难，无法规避水力互扰带来的影响。本项目供热水系统所有热力单元应用静态平衡阀和压差控制器配对使用的方案，即供水管路设置静态平衡阀，回水管路设置压差控制器，阀门安装方式如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.010.F001图1阀门安装方式图1中STAD为静态平衡阀；STAP为压差控制器；△pL为支路所需压差；△H为支路资用压差。2.3水力计算及选型本项目采用TA-SELECT软件进行系统的水力计算及阀门选型。软件可以直接计算管网资用压差、管段压降、阀门型号等信息。通过水力计算，本项目供热系统总设计流量为398 m³/h，管网所需资用压差约为129 kPa，水泵流量为420 m³/h，扬程为32 m。在现有水泵条件下，能够满足本系统管网运行流量和压差需求。在水泵满足系统运行的前提下，水泵可能具有一定降频的空间，可以降低水泵运行能耗。水力计算具有计算平衡阀流量和压降、管道流量和流速的功能，以校核平衡阀和管道选型是否正确。在保证流量和压降足够的前提下，经过较为详细的水力计算，本项目所应用静态平衡阀和压差控制器型号均比管道型号小一号，正确精准的平衡阀选型可以降低相关改造的成本和初投资。2.4管网诊断利用专业调试仪表TA-SCOPE测量每个入户单元的流量，记录在所有阀门全开时管网原始水力工况。通过测量216个单元流量（共249个单元，有7处由于现场原因无法安装，其他均存在问题无法测量），发现流量分配很不均衡，实际流量为设计流量的26%～387%，系统调试前流量分布如图2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.010.F002图2系统调试前流量分布系统调试后流量分布如图3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.03.010.F003图3系统调试后流量分布由图3可以看出，仅9.7%的单元实际流量与设计流量相符（90%～110%），12.5%单元欠流，其余77.8%单元不同程度过流。此时系统循环流量为520 m³/h，频率49 Hz，是设计流量的1.3倍，水泵扬程为26.5 m，运行功率约46 kW。2.5系统调试通过专业调试仪表TA-SCOPE测量静态平衡阀的流量，同时采用3 mm内六角扳手，在压差控制器设定热力单元压差，使其静态平衡阀能够达到设计流量，然后锁定静态平衡阀开度和压差控制器压差设定值，完成本支路的调试，进行下一支路。具体步骤如下（参考图1）：（1）用5 mm内六角扳手逆时针旋开静态平衡阀红色测量口使水导入压差控制器的压腔；（2）使用8 mm扳手打开压差阀排气点螺丝排气；（3）使用TA-SCOPE调试仪测量静态平衡阀流量；（4）使用3 mm内六角扳手设定压差控制器压差值，至静态平衡阀测得适合的流量。应用上述调试方法，对系统从有利端到最不利环路依次进行调试。由于采用了压差控制器，使得各个单元相互独立，每个单元只需调试1次即可，调试便捷、快速。针对242个单元（共249个单元，有7处因现场原因无法安装，实际调试后总流量稍大与设计流量）调试、测量的结果，小于90%设计流量合计3处，符合90%～110%设计流量合计231处，过流大于110%设计流量（特殊情况下可适当放大）8处，系统调试后流量分布如图3所示。根据实际调试数据，95%以上单元能够达到设计流量，不到5%的个别单元存在一些现场问题。调试后水泵频率降为43 Hz，总流量430 m³/h，扬程26 m。水泵运行功率约36 kW，水泵比调试前节能约26.5%，系统处于良好的水力平衡状态。经过一段时间的运行，仅有个别由于面积统计不准确造成的流量偏小导致的投诉，再次修正流量后得到解决。对不同区域的供回水温度进行测量，与站内供回水温差相差约±2 ℃，平衡效果良好。3结语静态平衡阀和压差控制器配对使用，静态平衡阀可以为压差控制器提供取压点，通过TA-SCOPE平衡调试仪测得环路流量及阀门压降等数据，为平衡调试提供量化条件。更重要的是在调试过程中可以发现压差异常的部位，可以判断管网的健康状态，对管网进行一次诊断。水力平衡需要由专业的人员配合专业的软硬件,采用专业的方法来加以解决。才能使应用水力平衡产品的用户获得良好的效果。一方面自控系统得以充分发挥作用，室内温湿度和舒适性得以保证；另一方面在保证舒适性的前提下，能耗减少，大大降低了运行成本，从很大程度上提高了楼宇的品质。