关于静态和自动水力平衡的全面介绍

在同一供暖回路中，若同时存在温度过高的房间和供暖不足的房间，这通常表明存在非常普遍的供暖不平衡问题。.
无论真正原因是什么——液压调节不当、尺寸计算错误、保温处理不统一等——只要平衡阀分布合理且易于操作，该问题均可通过调节平衡阀来解决。.

图1：调节三通和容积式阀门 IMI Hydronic

需要进行的调节是：限制优先天线的阀门，使优先天线的流量减少，从而使非优先天线的流量增加。.

因此，调节原理虽然容易理解，但实际操作却要复杂得多。本专题将详细阐述在何种条件下，水力平衡操作才能顺利进行，特别是在现有设施中。.

一般而言，供暖系统的供水系统 现有的 只有在预先安装了平衡阀的情况下，才能轻松实现平衡 可访问的, ，在所占用场所之外。.
如果该设施并非过于陈旧，设计单位通常会在设施设计阶段就通过安装所谓的“2号”阀门来对此进行预先规划。^ème 平衡层，位于地下室、地基空腔，甚至楼梯间内，且无论如何都位于有人居住的场所之外。.

图2：2个水龙头^ème 平衡水平

仅在散热器上安装了平衡阀的回路很难进行平衡调节，因为如果所有房间都有人使用，要同时进入所有房间进行操作非常困难。.

在这种情况下，应委托设计单位或平衡专家对管网布局进行研究，以确定安装2号可操作阀门的可能性^ème 级别。.
需要注意的是，由2号旋钮«控制»的扬声器数量越多，电路的平衡效果就越好。^ème 强度应适中，最佳数量为5至10个单位。.

通常情况下，在现有设施中，仅对2进行调节^ème 平衡级别（及更高级别）足以获得正确的结果。 如果某些特定天线仍存在不平衡现象，仍可前往现场进行补充平衡。由于相应的发射机组此前已通过正确调节其2号阀门而获得正常供电，因此该平衡操作能够顺利进行。^ème 级别。.

如果安装2个平衡阀^ème 如果这一标准无法实现，就必须认真考虑制定一套通往所有场所的便捷通行方案。.
既然决定采用这一昂贵的解决方案，不妨借此机会研究安装最新一代恒温阀的可能性，该阀门还能实现«动态»平衡，其优势我们将在后续进行探讨。.

图3：液压动态恒温阀 丹佛斯

最后需要指出的是，与所有平衡阀一样，这些阀门的调节也需要进行精确的初始液压调节。.
正如我们稍后将看到的，如果通过调节流量来实现平衡，而在缺乏现有设施档案的情况下，确定这些流量将需要由一家设计公司来完成。.

 

三代平衡阀同时存在。.

1^时代 类型：静态、非容积式平衡阀。.
这些阀门无法测量流通中的流量。.

图4：非容积式平衡阀

有两种方法可以进行调整：

• 分布的水力模拟
• 待平衡天线的回流温度标准化

要对供水管网进行水力模拟，需要详细测量管网参数（管段长度、管径等），确定已安装水阀的水力特性，并计算各支管应调节的流量。.
对于现有设施而言，要收集所有这些数据相当复杂，由此产生的不确定性限制了轻松获得良好结果的可能性。.

当设备安装了此类阀门时，最佳解决方案是采取以下步骤： 使待平衡的分支管路回水温度趋于一致。.
这一新方法将在下文中介绍。.

2^ème 类型：静态平衡阀和容积式平衡阀。.
这些阀门可用于测量循环流体的流量。.

图5：容积式平衡阀 奥文特罗普 和 Comap

有三种方法可以调整它们：

• 分布的水力模拟
• 通过现场测量调节和控制流量
• 待平衡支路回水温度的统一

鉴于第一种方案在现有设施中实施存在困难，若将其排除在外，则需注意：通过调节流量的方式进行调整，同样需要由设计单位介入，以确定每根需平衡的天线应调节的流量。.
对于现有设施，最简单的解决方案仍是统一回水温度。.

3^ème 类型：动态平衡阀或调节阀
作为最新一代的平衡阀，它们专为安装在 可变流量回路 例如配备恒温阀的那些。.

需要区分两种类型的水龙头：

• 平衡阀或平衡闸阀« 差压调节器 »

图6：差压调节阀 霍尼韦尔 和 丹佛斯

在配备恒温阀（Rth）的供暖系统中，当这些阀门«关闭»时，支路的供水压力差（DP）会增大。 这种DP的增加会阻碍Rth的关闭，从而导致那些恒温阀尚未关闭的散热器中的流量增加。.
在这种情况下，差压调节阀会检测到差压（DP）的升高，并«关闭»以恢复差压。.

某些型号（如上图所示）并非容积式，因此无法测量调节后的流量。对其进行调节或检查调节情况时，需通过测量回水温度来实现。.

• 2^ème 动态平衡阀的类型：自动平衡阀 （也称为自平衡式、与供气压力无关式、PIBCV或流量调节器）

图7：所谓的«自动»平衡阀» IMI Hydronic

这些水龙头的设计旨在实现 单个终端设备的设置 例如CTA或风管式空调机的加热盘管。.
它们可以配备电机，从而使设备能够在最佳液压运行条件下进行调节。.

它们有时用于确保包含以下组件的天线平衡： 多个配备两通调节阀的散热器 例如配备恒温阀的散热器。此时，自动平衡阀便取代了通常在此类情况下使用的压差调节阀。.

这种情况最初并未预料到，制造商的技术规范中也没有提及。事实上，此时自动平衡阀的运行状态并非完全理想，其工作原理与静态平衡阀相似。.

可通过查阅以下文章来了解其工作原理： «《自动平衡：成功的条件》»

在本文末尾的评论中，将介绍两家主要制造商的观点。.
因此，IMI – Hydronic 指出：
«关于在变流量系统（例如配备恒温阀的住宅）中安装自动阀门 （PIBCV，此处特指流量调节器）在变流量管网（例如配备恒温阀的住宅）中的安装问题，作为水力学领域的专家或行业从业者，我们必须确保所发表的观点在技术上无可挑剔。 尽管不得不承认在住宅入口处安装PIBCV的现象日益普遍，但从职业道德角度出发，我们无法鼓励这种做法。»

关于同一话题，奥文特罗普的表态更为务实，他表示： 尽管在液压方面存在一定的技术妥协，但通过自动阀实现的整体调节效果，仍远优于静态阀和压力调节阀所能达到的效果，因为后者通常调整较少或根本未作调整。.

确实，差压调节阀的调节效果往往不尽如人意，特别是非容积式型号。如果不通过测量回水温度来进行调节，就只能基于对压降的假设计算来进行调节。 如果希望通过流量测量来进行系统平衡，则必须选择容积式型号，目前已有多个品牌提供可适配的容积式阀门。.

图6之二：配备差压调节阀的容积式阀门 奥文特罗普

因此，最后需要特别指出的是，无论安装的是哪一代型号，都不要将«水龙头安装»与«水龙头调试»混为一谈。.

与前几代产品一样，动态平衡阀必须进行严格的初始调节。该调节可通过模拟和/或流量测量和/或回水温度测量来完成。相关内容将在下一节中详细阐述。.

对于现有的集中供暖系统，, 三种方法论 目前，平衡阀的初始调节方法已被广泛采用。.

• 1^时代 方法：管网水力行为模拟

对于现有设施，理论上可以进行必要的测量，以估算回路的流量和压降，进而通过计算推导出平衡阀的预设值。 然而，这其实是一项艰巨的«寻宝游戏»，除非能利用通常难以获取的配管图纸。.

这一可能性尤其由 皮埃尔·弗里德曼先生 这要求能够随后验证所有预设参数的结果，无论是通过流量测量，还是通过回水温度测量。.

该方法主要适用于尚未出现不可预见的污堵现象，且具备所有必要计算数据的新建或较新设施。.
它特别可用于确定在带有压力单位刻度的«差压调节阀»上应设置的压力差。.
通过模拟结果，可以对管路阀门进行预设，随后在现场根据实际测得的水流量或回水温度进行检查和调整。.

• 2^ème 方法：输送流量的计算、调节与控制

该方法旨在计算并调节需输送的流量。当然，这需要配备所谓的«容积式»阀门（静态或动态），以便测量流量。.
因此，它不适用于 非容积式阀门 例如安装在散热器出口处的简单调节阀，以及安装在立管底部和（尤其是）地暖回路回水处的调节阀。.

此外还需注意，某些差压调节阀并非容积式。对其进行调节或检查调节情况时，只能通过测量回水温度来实现。.

对于现有设施，为确定需调节的流量，设计单位应进行必要的测量，以估算待处理的每台供暖天线对应的热损失。.
为此，他需要计算标准房间和特殊房间（如露台下方、山墙旁等）的热损失。随后，他需要将这些热损失正确分配给每个待调试的天线——这一步通常非常棘手。.

流量调节需要使用一套测量工具箱；如果阀门不是动态的，则需采用一种特殊的方法。.
您可以在以下链接获取其中一种方法： Xpair在线培训 或点击 模拟器。.

图9：流量控制 来源 奥文特罗普 以及测量箱 IMI Hydronic

如果需要调节的水龙头是 动态型 流量调节操作较为简单，无需采用特殊方法，只需确认位置最不利的阀门具有足够的供水压差即可。.

对于某些带流量刻度的动态阀门，预调可在不进行测量的情况下进行，但这并不意味着在所有阀门均完成预调后，可以省略对实际流量的最终测量。.
对于未标注流量刻度的型号，特别是差压调节阀，若要调节流量，必须先实际测量流量（前提是这些阀门属于容积式类型）。.

当所有动态阀门均已调节或预设完毕后（若为容积式阀门），完整的平衡工作将以测量所有循环流量作为收尾，以确保各支路之间的水力相互作用已得到妥善处理。.
确实需要指出的是，只要有几处供暖效果不佳的区域，就可能导致整个供暖系统必须超负荷运行，而供暖回路（尤其是现有回路）的水力特性往往会带来诸多意想不到的情况。.

• 3^ème 方法：在供暖季节测量并规范回水温度

这种较新的解决方案，即所谓的«EQUILOG法»，是在供暖系统正常运行且出水温度稳定时，通过 测量回水温度 需要对天线进行平衡和统一调整，以确保所有待调谐的天线«温度»一致。.

尽管该工艺看似«简单»，但过去和现在都一直受到竞争对手的批评，这也在情理之中。关于这一点，可以参阅以下内容： «水力平衡：一种简单方法的新进展»。. 但可以看出，迄今为止，在数百个项目中，已有超过80000套等效住房在良好的盈利条件下得到了妥善处理。.

平衡调整后，各天线的回水温度以及去程与回程之间的温差将处于可比水平 (*).

图11：供暖回路水温的均匀化(*)

(*) 如果供水系统条件允许，当然可以为每个支路设置不同的水温，以适应局部保温措施。.
然而，可以发现，对于那些进行了统一热改造（更换所有开闭式门窗、对所有外立面进行保温）的建筑而言，平衡 最初的或后来的 通过使水温保持均匀即可获得良好的效果。.
随后，只需调节锅炉房出水温度（调整供热曲线），即可调节供热功率。.

得益于红外测温领域的技术进步以及GMTI94–GEFEn开展的研究，这一适用于所有类型水龙头的工艺已得到优化。.
可以在以下链接上学习其工作原理： Xpair在线培训 或点击 模拟器.

该方法的主要优势在于，对于按常规标准设计的管网，无需进行任何泄漏量计算或安装数据采集。因此，该方法特别适用于那些通常缺乏历史档案的现有管网。.

该工艺于2000年代开始进行试验性应用，已在法国获得专利，并最近在15个欧洲国家获得专利。.
«EQUILOG»方法主要由以下机构实施： « MAPSEC公司 »(*) 受多家运营和安装公司（如达尔基亚、科菲利-索克拉姆、伊德克斯等）委托。.
(*) MAPSEC 巴黎街80号 93100 蒙特勒伊 电话：01 48 59 06 05 – www.mapsec.fr

图10：水源水温控制 Mapsec

最后需要指出的是，在 关于动态平衡阀的文章 如前一段所述，代表Oventrop的工程师在文件末尾的评论中指出。.
«对于现有系统，如果选定的温度降幅合适，我认为通过统一回水温度来实现平衡也是最佳方法。”.
尽管如此，这种方法耗时较长，而且当需要手动操作时，往往难以被住宅安装专业人员接受。.
»确实有能自动完成这一操作的水龙头，但价格并不一样。”

确实，过去通过统一回水温度来实现平衡时，需要较长的热稳定等待时间，但随着最近技术进步，如今已无需如此，操作时间也变得极具竞争力。.

此外，确实可以考虑通过统一回水温度，自动实现并长期维持系统平衡。 但以当前的技术水平来看，这需要安装并为电动自动平衡阀供电，且这些阀门需连接至可编程逻辑控制器（PLC）或楼宇自动化系统（BACS）。.
从经济角度来看，目前这仍难以实现，至少在现有设施上如此。.

尤其需要明确区分除水垢作业（必要时进行）、平衡阀的安装作业，以及平衡阀的实际初始调节作业。.

事实上，无论水龙头类型如何，安装或除垢公司往往都倾向于在其报价中加入调试项目，但并不总能明确界定所有参数。.

当然，可以设想由同一家公司负责整个再平衡项目，但这样一来，该公司必须拥有具备截然不同实践和理论专业技能的团队。.

因此，总体而言，在选择进行平衡作业的企业时必须格外谨慎。这是一项难度较高的专业技术工作，且因难以核查施工质量，因此常出现施工效果不佳的情况。.

因此，即使这会带来额外成本，我们也不会犹豫将各项工作分开进行，确保研究和/或开发阶段由相关领域的专家负责。.

一个有效的筛选方法是：在咨询时询问将采用何种方法，并明确要求说明操作完成后将返回哪些数据。.
如果对上述这两个问题中的任何一个回答含糊不清或犹豫不决，无疑将表明该表现不够到位。.

如果该公司采用流量测量或水力模拟的方式进行工作，则可要求其报价中包含最终折扣：

• 关于热损失的详细计算 与每个待处理的水龙头相对应 并据此确定了应支付的流量。这样就能确保目标流量并非粗略估算的结果。.
• 从一个网格 经认证的 测得的流量 在调整完所有水龙头后 （而不能仅满足于理论预设的流量表）。这样就能确保实际调整的天线之间的水力相互作用已被切实考虑在内，并在必要时进行验证。.

如果该公司采用回水温度测量法，可要求方案中包含以下内容：

• 提供一些相关案例，或者更理想的是，提交至少一份此前已完成项目的详细报告。这样就能核实候选人的经验，因为尽管该方法的原理由来已久，但真正掌握它却只是近年的事。.
• 图表的呈现 经过认证、完整且详细 测得的回水温度，, 平衡前后, ，并注明进行这些读数测量时稳定的出水温度。这样便能确保所完成工作的质量。.

很难预测平衡调整措施能带来多少节能效果。.
事实上，虽然在平衡过程完美完成的情况下，可以根据初始环境温度分布图来估算平衡状态，但实际上该分布图非常难以解读。.
无论如何，如果选择这种估算方法，就必须依据在极寒时期且没有任何免费能源（日照、电气设备等）的情况下进行的记录，而不是基于瞬时测量数据。.

图15：受自由热源干扰的环境温度记录示例

但更棘手的是如何考虑实际可调节的平衡阀的安装位置。事实上，在现有的供暖系统中，平衡调节通常仅在可触及的阀门上进行，这些阀门位于2^ème 级别（参见2^ème §）。因此，该2的实施效果或好或坏^ème 该水平是估算预期节能效果的关键参数。.

在这方面，MAPSEC公司采用了一种被称为 REQUILOG 这使他能够根据在待调节水龙头处测得的回水温度分布图，评估实际可解决的不平衡程度。.
因此，在条件允许的情况下，在执行委托给它的平衡操作之前，会先进行一项包含该评估的诊断操作，这使决策者能够更好地判断是否应进行该操作。.

最后需要指出的是，平衡操作所带来的节能效果，需要后续由负责调节控制系统的技术人员进行相应调整。.
事实上，如果所谓“平衡”最终只是将最初供暖效果最差的场所提升到供暖效果最好的水平，那么这根本算不上节能……

总体而言，如果供暖系统无需或只需少量更换阀门，那么在重新平衡供暖分配后，平均节能效果约为7%，投资回收期约为2至3年。.

截至2014年12月，此类项目可纳入“节能证书”计划，享受10%的固定节能比例。.
相应的BAR和BAT SE 04表格目前正在修订中。预计它们将在下一份关于欧洲企业委员会（CEE）的部长令中以其他名称重新发布。.

最后，可以肯定的是，只要严格执行，平衡操作总体上绝对是物有所值的。.

最有力的证明便是达尔基亚公司（Dalkia）在巴黎大区(*)设立的负荷平衡部门所开展的工作——该部门约十年前成立，旨在应用EQUILOG方法，目前由克里斯托夫·蒂莱先生负责管理。.
在Xpair上，读者可以在相关文章中阅读关于其某项成果的报道 «通过统一回水温度实现平衡调节»。.

(*) 达尔基亚法兰西岛分公司，负荷平衡部，佩萨罗大道28号，92 751 南泰尔 CEDEX 电话：01 55 67 68 97

该部门完成的数百次负荷平衡操作，均仅针对公司依据MF（固定费用合同）或MT（温度合同）管理的房地产项目。 在此类尚未广泛普及的合同中，客户每年向运营商支付一笔固定金额（或根据DJU指数进行调整），以换取最佳供暖保障。.

此时，燃料供应的费用完全由运营公司承担。因此，其首要利益在于在确保客户获得适当供暖的前提下尽可能降低燃料消耗，因为所节省的全部能源成本都将归该公司所有。.

此类业务显然会激励服务提供商尽可能优化设施的管理，并调配最优秀的团队负责运营。从环保角度来看，这种情况堪称最理想。.
就客户而言，无需承担额外费用，既能确保供暖系统持久稳定且调节得当，又能保证在通常为期8年的合同期满后，收回一套维护得尽可能完善的供暖系统。.

因此，由达尔基亚伊夫（Dalkia IdF）平衡部门实施的平衡工作，其资金来源于自有资金，并通过由此产生的节能效益在数年内收回了成本。.
该服务在10年间得以维持并发展，这无可辩驳地证明了此类运营具有良好的盈利能力。.

降低现有集中供暖系统的能耗，关键在于保温、燃烧参数的合理调整、控制系统调节以及系统平衡。.

尽管该环节对冷凝锅炉（及热电联产系统）的控制调节和效率有着重大影响，但迄今为止，它一直是整个系统中的薄弱环节。.

经过一段非常漫长的停顿之后，这个问题从未像现在这样备受关注。.

阀门和调试领域最近取得的进展，有望帮助更好地开发目前仍可利用的最重要的节能潜力之一。.