在70年代的能源危机中，暖通空调设计人员发现：对水力空调系统进行平衡处理后平均温度可以上升，每上升一度将节约15%~20%的用于冷却的能量。本文将以广州国际轻纺城供热系统改造为例，对
平衡阀的节能效果进行介绍。
一、工程概况
广州国际轻纺城建筑面积约15万平米地上七层，地下一层，均为商铺，地下二层为车库。设计采用水环热泵空调系统，空调总冷负荷为19649kW，计算总排热量为25263kW（COP=3.5），计算冷却水量为4345m
3/h（水温差5℃）。其冷却水管道系统采用支状管网，异程布置。水系统分为4个系统，5根立管。每层每个系统分有多个大小不等的分支管路，各分支管路大多较长且连接用户又较多（其中最长接近50米，连接用户最多达17个），致使各分支管的始端环路与末端用户环路间及各分支间的不平衡率均很大。为了确保系统的水力平衡，必须对冷却水系统进行详细的水力平衡计算，并在此基础上采取相应的水力平衡措施，才能最终实现各用户冷却水量均达到设计流量的目标。
二、平衡阀在水环热泵空调水系统的应用实例
1.不平衡系统的表现
A、流量过高的地方会过热或过冷。部分支路的过流意味着其他支路的流量不足。
B、流量过低的地方不能达到所需加热或制冷的效果。
C、维修人员可能在原因不明时就去安装更大的压力泵或其它冷冻机，或“盲目地”在整个系统内启动截流阀，直到由于各支路的互相影响，完全失去对流量的控制。
D、后果：（a）系统性能降低；（b）用户频繁抱怨；（c）业主方能源浪费；（d）设计方因为系统存在问题而受到责备。
2、经过平衡良好的系统的状况
A、系统以最优效率向建筑物各部分提供充足的加热或冷却能力。
B、结果是整个建筑物内得到舒适的均匀的温度。
C、用户抱怨很少，降低了服务成本。
D、泵以最低可能负载运行，节约泵的能量。
3、水力平衡计算
A、计算依据
冷却水在冷凝器中时是处于紊流流动状态，因此冷凝器中冷却水流量的大小可以通过水压力损失而体现出来。水压力损失是冷却水在冷凝器内流动时所受的沿程阻力和局部阻力两部分的总和。根据阻力（压力损失）的计算公式：
根据建设方提供的所选的各末端设备设计计算水量及压力损失详见表1。
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4、计算结果
根据本设计末端用户多、供冷半径大且分支线长短差别大的特点，从利于平衡出发，对比摩阻进行优化。
经计算，立管管径与原设计相同，原各系统循环水泵扬程保持不变。末端设备接管管径，详见表2。
三、水力平衡措施
水力计算结果表明，现有冷却水系统布置方式，各并联环路，特别是各分支始端用户环路与末端用户环路间的压力损失计算差值过大，较长支路近端一半以上用户均需设置节流装置，致使通过管径及部分末端调整不可能达到水力平衡。同时考虑每个系统每层连接末端过多，调节时相互影响很大，因此，必须采取全面的水力平衡措施。
根据该项目的原设计和现场施工环境特点，设计如下平衡措施方案。
1、动态平衡措施
在每个末端回水管上增设定流量阀，保证系统内动态平衡，即各末端用户均处于设定值运行，即使系统修改或添加用户，也不会影响已有末端用户。采用该控制方案，可以取消其它所有静态平衡装置。
2、静态平衡措施
将每个末端回水管上的电动两通阀改为具有静态平衡功能的电动两通阀，即要求该电动两通阀必须有静态调节与预设定功能，保证分支各用户间的静态平衡；同时必须在各层间及每层主要分支处增设静态平衡阀，保证层与层间及各支路间的平衡。每层主要分支处平衡阀位置详见每层回水平面图。
3、同程与静态平衡相结合
分支系统采用同程，保证分支各用户间的静态平衡；同时在各层间及每层主要分支处设静态平衡阀，保证层与层间及各支路间的平衡。
四、平衡措施方案比较
1、根据前述的平衡措施方案分析，由于受相关条件的限制，基本不会对该空调系统进行修改，在其他的平衡措施可实现水力平衡的前提下，采用动态平衡措施意义不大；而同程与静态平衡相结合，须在各分支系统采用同程，而现场条件由于不能满足安装同程的需要，所以这种平衡的方案将不能实现。
2、分支系统采用同程动态平衡与静态平衡的效果及经济分析比较见表3。
由于原空调系统设计有智能化控制系统，当部分末端设备关闭时，将会根据冷却水的流量及回水温度控制水泵的投入使用数量，经技术和性价比综合评估分析，该系统采用静态平衡措施，在分支路及部分末端安装平衡阀，以达到冷却水系统水力平衡的效果。
五、结论
通过对静态平衡阀在建筑住宅水环热泵空调实际工程的应用，总结出一些经验和节能方法，水环热泵空调由于设备的结构性原因，对冷却水的质量要求较高，对水系统的流量及水温反映敏感，水力平衡必须满足设计的冷却水流量。静态平衡阀在本项目的使用，经统调检测，达到原设计的目的及效果，水环热泵空调能在良好的水环境中运行，制冷效果良好，水泵能在最节能的状态下运行。
总而言之，平衡阀在空调水系统中起着平衡各回路阻力、恒定与调节流量等作用，它能促进系统以最经济的流量，保证空调末端设备获得满意出力，因此它是一个能提高空调水系统输送效率的节能部件。
