导语
水力平衡是暖通空调水系统能效水平、控制精度与运行稳定性的共同基础。输配环节能耗在暖通空调系统总能耗中的占比达到 20%~30%，水系统一旦失衡，近端过流与远端欠流并存，输配能耗与冷热源运行效率同步劣化。行业技术体系将水力平衡划分为静态水力平衡与动态水力平衡两大模块；需要明确的是，二者并非相互替代的平行方案，而是递进互补、必须组合应用方能实现全工况覆盖的完整闭环。
一、水力失调的界定与规范判据
水力失调分为静态失调与动态失调两类。静态失调源于设计工况下并联环路阻力不匹配，表现为近端流量过剩、远端流量不足；动态失调源于变流量运行中末端调节引发的管网压力波动，表现为已调试支路的流量偏移。
设计判据方面，GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》第 8.5.14 条规定，空调水系统的布置和管径选择应减小并联回路间的压力损失差，设计条件下相对差超过 15% 时应采取水力平衡措施；平衡措施包括调整管路布置与管径、设置可测量数据的平衡阀（静态与动态）、选用具有流量平衡功能的电动阀等装置。建标库山金电器tysj.com.cn
二、静态水力平衡：稳态精度的校准层
静态水力平衡的功能在于校准设计满负荷工况下各环路的阻力与流量分配比例，消除由管道长度、管径与局部阻力元件差异引起的静态固有失调。其技术本质是管路阻力的稳态匹配，目标是使设计工况下各并联环路的实际流量与设计流量完全一致。
核心设备为静态平衡阀。该阀属调节阀范畴，经专用仪表调校阀芯开度、改变流通面积以设定环路阻力系数，并以内部限位机构锁定最大开度，保证长期运行中阻力设定值恒定；其具备等百分比流量特性与流量测量功能，可兼作系统调试的计量仪表。产品标准为 GB/T 28636-2012《采暖与空调系统水力平衡阀》（2025 年标准复审结论为继续有效）。全国标准信息公共服务平台国家标准化管理委员会智慧安全大数据
安装与选型要点：
静态平衡阀必须安装于供回水管的直管段，以规避弯头、三通等局部阻力构件的干扰。GB 50736-2012 第 5.9.16 条规定，没有特别说明的情况下，阀门前直管段长度不应小于 5 倍管径、阀门后不应小于 2 倍管径；工程实践中，阀门邻近水泵出口等强扰动源时，阀前直管段应延长至 10 倍管径以保证流量测量稳定。建标库浙江尼威流体控制有限公司ManualsLib
与动态平衡阀组合安装时，行业主流方案为静态平衡阀装于供水管、动态压差平衡阀装于回水管；总环路平衡阀应设于水泵吸入端的回水管路。同一环路的供回水管不应串联安装多个平衡阀，否则测量与调节相互干扰。供应商网沃茨中国煜信空调
三、动态水力平衡：瞬态抗扰的调节层
动态水力平衡的功能在于屏蔽负荷波动与末端设备调节引发的管网压力扰动，维持各环路及末端流量分配的相对稳定。其技术本质是自动感知并补偿管路压力波动，将负荷变化的传导效应限制在局部区域。
核心设备为自力式动态平衡阀，无需外部电力驱动，完全依靠水力自感应完成调节。以动态压差平衡阀为例，弹性膜片与弹簧感应机构在压差增大时自动关小阀芯、增大局部阻力，压差减小时自动开大阀芯、减小阻力，从而维持被控环路供回水压差恒定；其性能要求见 CJ/T 219-2017《水力控制阀》中压差控制阀的相关条款。国标电子书库企业标准化管理系统
场景化选型逻辑：
- 分支环路：采用动态压差平衡阀，屏蔽干管压力波动对分支环路流量的干扰，稳定环路间压差；
- 末端设备：采用动态流量平衡阀（产品标准 CJ/T 179-2018《自力式流量控制阀》），限定该环路最大流量，压力变化 ±20% 时流量偏差控制在 ±5% 以内；须注意，GB 50736-2012 条文说明明确，末端设置电动两通阀的变流量空调水系统中，各支环路不应采用定流量阀；中国标准在线服务网建标库期刊网
- 高精度温控场景：采用动态平衡电动调节阀，集成动态平衡与电动调节功能，按负荷变化精准调节流量并自动克服系统压力扰动，流量偏差控制在 ±5% 以内。yaochengrunda.com
变流量系统的全面水力平衡还涉及控制策略层面：关键点定压差技术通过在合理部位维持控制点压差恒定，使末端流量调节互不干扰，被视为变流量系统实现动态水力平衡的核心技术，与阀件配置协同构成完整方案。人人文库
四、组合应用：两级靶向体系的协同逻辑
静态平衡与动态平衡构成解决水力失调的两级靶向体系：静态解决稳态工况下的流量分配比例问题，动态解决瞬态工况下的抗干扰稳定问题。工程应用中二者不是二选一的互斥关系，而是必须组合的递进关系。
核心逻辑：只有先经静态平衡阀完成设计工况下的基础流量校准，使系统具备初始阻力匹配精度，动态平衡阀才能在负荷波动时基于正确基准点实施有效调节；反之，动态调节将建立在一个已经失调的系统之上，调节效果显著衰减。需要明确的是：动态平衡技术无法弥补静态失调，静态平衡技术也无法应对负荷波动，二者缺一不可。
工程数据方面，案例报道显示，某项目加装静态平衡阀并按 “先主干后分支、先楼层后末端” 顺序调试后，流量偏差控制在 ±8% 以内，水泵功率下降 35%，年节电 2.8 万 kWh；数据表明，科学的水力平衡调试与节能运行策略结合，可使暖通空调系统总能耗降低 15%~30%。另有区域能耗审计数据显示，因水力失调导致的额外能耗可占空调系统总能耗的 15%~25%，管网复杂的厂区可超过 30%。期刊网期刊网手机搜狐网
五、设计、施工与决策的三层责任
设计工程师须在方案阶段完成水力计算并确定平衡装置的类型与位置：变流量系统按 GB 50736-2012 条文说明选择装置，各支环路不应采用定流量阀，应选用压差控制类装置与电动调节阀的组合或集成产品。
施工与运维人员应严格遵循直管段要求及组合阀的供回水布置逻辑，调试按 “先主干后分支、先楼层后末端” 顺序实施，确保设备在现场条件下发挥设计性能。
项目决策者与成本管理者应认识到，水力平衡系统的投入不是可选项，而是保障系统长期能效与运行可靠性的必要成本。GB 55015-2021《建筑节能与可再生能源利用通用规范》已对运行性能提出强制性要求：空调系统冷水、热水、冷却水的循环流量与设计流量的允许偏差不应大于 10%，室外供暖管网水力平衡度应为 0.9~1.2。平衡配置的合理性直接影响设备寿命、能耗水平与维护频次，进而作用于项目全生命周期经济效益与 ESG 表现 —— 输配能耗的下降直接削减运行阶段碳排放强度。中国建筑科学研究院建筑防火研究所建标库
六、结语
静态校准与动态抗扰的组合应用，是保障水系统全工况高效、稳定运行的必要且完整的工程路径。技术选型以 GB 50736-2012 为设计依据，以 GB/T 28636-2012、CJ/T 179-2018、CJ/T 219-2017 为产品与性能依据，以 GB 55015-2021 为运行性能约束，构成从设计、产品到运行的完整可验证链条。
参考文献
- GB 50736-2012《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2012.
- GB/T 28636-2012《采暖与空调系统水力平衡阀》[S]. 北京：中国标准出版社，2012.
- CJ/T 179-2018《自力式流量控制阀》[S]. 北京：中国标准出版社，2018.
- CJ/T 219-2017《水力控制阀》[S]. 北京：中国标准出版社，2017.
- GB 55015-2021《建筑节能与可再生能源利用通用规范》[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2021.
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- 王奕程，池文祥。机场航站楼空调输配管网水力平衡及控制集成系统应用研究 [J]. 机电信息，2024, (17): 42-46.
- 变流量系统全面水力平衡的核心 —— 关键点定压差技术 [J]. 暖通空调类期刊文献.
- 暖通空调水系统水力平衡调试技术与工程应用 [J]. 期刊文献.期刊网
两级靶向体系的层级结构、设备分工、组合关系与标准依据如下图所示（静态校准层在下游动态调节提供基准，二者经递进关系闭合为全工况覆盖）：
