接上文。
第七部分：何時修正葉輪
平衡不僅僅是調節閥。有時（實際上是非常經常）是關於在實際操作條件下評估泵的性能。
記住ASHRAE 90.1對水力系統平衡的評價：
“水力系統應按比例平衡，以首先使節流損失最小化；然後修整泵葉輪或調整泵速以滿足設計流量條件。”
— ASHRAE 90.1
但是，如何確定是否需要修整已安裝泵上的泵葉輪？
首先，重要的是要了解已安裝的系統幾乎與原始圖形中的內容不匹配。泵可能尺寸過大，壓頭損失可能與系統設計者最初計算的結果有所不同，這取決於承包商對系統進行管道輸送的方式。因此，重要的是要根據實際系統曲線而非理論曲線確定泵的運行位置。
為了更好地理解這一點，假設我們有一個單泵系統，其設計點為650 GPM，揚程76英尺。
失去平衡
首先，我們必須確定已安裝的泵正在產生多少揚程和流量。使用相同的壓力錶，我們讀取了泵的吸入和排出量，發現泵產生了65英尺的揚程。馬上，我們注意到有些事情並不完全正確。畢竟，該泵被選為可提供76英尺的揚程。我們查閲泵的曲線，發現65 Ft的相應流量。揚程為850 GPM，而不是650 GPM設計流程。我們過度泵送系統，這不僅導致噪音過大，而且浪費了能源。
我們的系統不平衡。我們產生的流量超出了我們的需要，因此，我們不符合ASHRAE 90.1的要求，並且浪費了能源。
我們可以對這個問題進行創可貼，然後簡單地將泵節流，以將流量減少到650 GPM，但是ASHRAE表示我們也不應該這樣做。請記住，我們要儘量減少節流，因為節流會浪費能量和金錢。更為合適的解決方案是修整葉輪，甚至更換泵。
繼續我們的例子，我們現在知道我們的泵和系統並非天生一對。當然-我們可以節流泵，郭鵬學暖通甚至可以為所有者節省他或她現在所支付的錢，但是真正的問題是，如果泵更適合已安裝的系統，那麼我們可以節省多少錢。
使用三重閥，我們可以將系統推回到曲線上的預期工作點。在這種情況下，這會將我們的運營成本（基於.06 kW）從之前的每年8000.00美元的運營成本（AOC）降低到7400.00美元。好像是勝利，但這是嗎？
相反，如果我們對泵進行調整而不是人為地增加系統阻力，該怎麼辦？我們只需為我們實際擁有的系統創建系統曲線，而不是由設計工程師預測/預期，即可確定該解決方案的結果。為此，我們使用已知的850 GPM（在63英尺揚程）的工作點和System Syzer繪製實際系統曲線的點。
從下面的泵曲線中可以看到，相交點恰好位於7-¼“葉輪的曲線上方–或大約7½英寸，這比我們現有的9-½”葉輪更好地匹配了我們的系統。
還要注意，從17馬力（系統最初的運行方式–無修整，無油門）的下降功率一直下降到7½” HP。現在，我們的年度運營成本明顯減少了-$ 3600.00和$ 8000.00。與僅通過節流閥可節省的$ 600.00相比，這是遠遠得多的改進。
最後，還有另一種解決方案。我們可以在泵上安裝變速驅動器以降低其速度，從而改變其性能曲線。但是，在這種情況下，微調就是我們所需要的，以使泵與系統保持平衡，並符合ASHRAE 90.1。
第八部分：讀取和設置比例平衡方法
什麼是比例平衡？為什麼ASHRAE 90.1能源法規要求？
比例平衡的任務是實現節能泵系統的第一步。它涉及到調整系統平衡閥，以確保在設計條件下所有區域都得到成比例的流量。一旦完成此任務，它便使我們有機會從系統中去除油脂，以提高效率（即，通過調整葉輪或實施變速泵控制）。
該過程非常簡單，可以使用圖1中所示的以下示例輕鬆説明。
在這裏，我們有一個非常簡化的三區域系統，該系統設計為通過指定為1500 GPM和揚程70 ft。的泵為其所有三個區域提供500 GPM的流量。如果您特別注意觀察，則可能會注意到指定的泵已經超載。如果我們將最後一個（關鍵）電路中的揚程損失加起來，我們會發現該系統所需的理論揚程為54英尺-而不是70英尺。
那是紙上的系統，但是當我們實際打開泵時會發生什麼呢？
從事HVAC業務的人都知道，很少（完全可以，永遠不會）完全按照計劃安裝泵和管道系統。這就是為什麼必須觀察並記錄已安裝系統的實際運行狀況，並將其與設計進行比較的原因。從那裏我們可以開始按比例平衡系統並根據需要調整泵速的過程。
準備，設定，平衡！
因此，我們安裝了簡單的三區域泵送系統，並準備按照ASHRAE 90.1。進行操作。涉及的步驟如下：
步驟1.以全速設計打開泵，確保所有閥門都完全打開
步驟2.找到關鍵的（最不利的）區域/終端設備，並記錄通過該設備的流量。它可能遠低於峯值負載時的要求。回到我們的示例，假設我們打開系統，這就是我們發現的內容：
顯然，這不是我們想要的—但是請記住，所有閥門都已完全打開，我們尚未達到平衡。我們流入第一個線圈的流量過多（也許甚至足夠嘈雜），而最遠的線圈無法達到500 GPM的設計流量。
圖3顯示了我們的超大型泵的實際運行曲線（藍色）與指定運行位置（綠色）的關係。
步驟3.通過區域1中的電路設置器調整流量，以使其接收到總流量的1/3。請記住，在此特定設計中，所有負載都是相等的，因此流量將按三分之一分配給每個負載。
（儘管圖1沒有顯示電路設定器，但我們知道，在現實世界中，每個區域在線圈的返回側都將安裝有電路設定器或其他類型的流量控制設備。）
步驟4.以與調整區域1相同的方式調整區域2中的流量。繼續將此值與總泵流量進行比較，由於節流電路設置器的附加阻力，總泵流量將略有下降。您希望區域1和區域2的流量相等，並且每個區域都具有總流量的1/3。由於您未將3區電路設置器完全打開，因此剩餘的1/3 GPM將自動進入3區。
第5步。此時，系統已按比例平衡，但流量仍然過大，因此必須在泵出口處節流三重閥，以將流量降低至所需的1500 GPM。
步驟6.將泵節流至1500 GPM之後，我們將系統中多餘的揚程限制在三重閥上。在系統全開的情況下，測量該閥上的壓降。這準確地告訴我們系統中必須有多少剩餘。在這種情況下，它的頭部是16英尺。
步驟7.修剪泵的葉輪或添加/調節變速泵驅動器，以降低泵的速度，從而卸下額外的16英尺揚程。
請注意，現在我們回到了54英尺的水頭，這正是我們所需要的，並且我們最關鍵區域的閥門完全打開。所有區域均按比例平衡，我們實際上將制動馬力（bhp）降低到25，這比起初的36 bhp有了很大的提高。對於節能而言，這很重要，它反映了按比例平衡系統並進行必要的泵調整所產生的節能類型。
最終結果是系統效率大大提高，並且您已經滿足了ASHRAE 90.1的重要要求！
第九部分：為什麼不預先設置電路設定器來實現比例平衡
在上一節中，我們詳細介紹了按比例平衡水力系統的分步過程。但是，許多人可能想知道，如果從理論上説工程師擁有告訴安裝承包商準確地在何處設置這些電路設定器以實現比例流量的所有必要信息，那麼是否真的需要進行所有這些工作。郭鵬學暖通畢竟，工程師使用System Syzer可以很容易地確定通過每個迴路的壓降，併為迴路設定器提供正確的設置，因此流量會自動平衡，最後一個迴路設定器可以完全打開。在此水力平衡系列的第3部分中，我們討論瞭如何使用System Syzer。
那麼，在使用電路設置程序進行手動平衡的系統設置中，第8部分描述的平衡過程真的必要嗎？不幸的事實是，是的。
原因如下：系統很少按照計劃中的圖紙安裝，而工程師事先進行的任何計算都是基於計劃中顯示的特定設備，特定的管道長度，特定的彎頭數量等。如果這些變化中的任何一個發生變化（並且總是發生變化），則壓降和流向各個迴路的流量也會發生變化。因此，如果沒有上一篇博客中描述的動手方法，確實沒有辦法保證比例均衡的系統。
業主或總承包商如何確定機械承包商通過系統地平衡每個區域來完成其盡職調查？要求查看關鍵電路，然後確認該位置的電路設置器已完全打開。如果不是這樣，那麼系統就無法按比例平衡以實現最大的能源效率-並且不符合ASHRAE 90.1的規定：水力系統應按比例平衡，以首先使節流損失最小化的方式進行；然後修整泵葉輪或調整泵速以滿足設計流量條件。
第十部分：限流器的比例平衡
首先，讓我們明確地説出ABV或我們更喜歡稱其為流量限制器的設備類型。
流量限制器包括一個彈簧加載的閥芯，它根據通過閥的壓差大小來回移動。閥內的這種運動會改變閥內孔的尺寸，進而允許或多或少的水通過。實際上，該閥不斷穩定基於流量的壓差。這些閥被指定為在特定的差壓範圍內運行，因此，系統必須始終看到特定的最小壓力。否則，閥內將沒有運動，也無法控制。這就是為什麼我們喜歡將這些閥稱為流量限制器，而不必將其稱為自動平衡設備。
以下圖像和圖表説明了限流閥在其控制範圍內，範圍內和之上操作時發生的情況：
流量限制器是很好的設備，它消除了與按比例平衡水力系統有關的大部分工作。但是，這並不意味着您可以安裝它們並假定一切都會按計劃進行。就像我們之前説過的那樣，管道系統很少能完全按計劃進行。因此，必須檢查通過每個區域的流量，並（最重要的）確認通過關鍵區域的壓降不大於使閥工作所需的壓降。
如果通過關鍵區域的壓降大大超過最小值，則應修整泵輪或使用變速驅動器以減少流量。
第十一部分：可變流量泵輸送
在整個水力平衡系列中，我們一直在緩慢而細緻地開發我們今天看到的更復雜的控制系統。我們向您介紹了按比例平衡簡單的3區系統的步驟，並教您如何按照ASHRAE 90.1。修整葉輪。今天，我們將看到將變速驅動器添加到系統後會發生什麼。
你們中有些人可能會問，為什麼我們還沒有提到壓力獨立控制閥（PIC）。畢竟– PIC閥是否使這一切變得容易得多？絕對！但是，即使您足夠幸運地設計出可以充分利用最新平衡技術的系統，瞭解平衡的基礎也很重要。因此，請耐心一點。
當我們在第10部分中停下來時，我們已經使用迴路設定器或流量限制器按比例平衡了系統，也許還調整了葉輪，郭鵬學暖通並準備添加變速泵控制。現在，當我們在比例均衡的系統上施加微分設定點控制時會發生什麼？
回到圖1中的示例，您可以看到已經添加了泵控制器，並且還在關鍵區域上安裝了壓差傳感器。我們已經確定，該區域需要20英尺的頭部才能提供500 GPM的最大流量。因此，我們將差分設定點設置為20，因此無論是否需要該區域始終可以使用500 GPM。從理論上講，只要所有區域都需要某種流量，此方法就可以正常工作。但是，如果區域3沒有需求（流量）會怎樣？也許是因為維修而被關閉了，或者在當前未被佔用的建築物的一側？
圖1
有兩種方法可以解決此問題。一種是在所有三個區域上安裝差壓傳感器，並且泵控制器將確保滿足每個區域的要求。它有點貴，但它是一種簡單易用的解決方案，而且我們經常看到。另一個選擇是使用平衡閥平衡所有三個區域的壓降，並使用25作為壓差設定值。這也可以正常工作-除非您夜間受挫。
如果該設施在夜間遭受挫折，則可能會出現問題，因為系統內部的多樣性及其對早晨啓動的影響。早晨啓動時，系統上的所有2通閥會突然完全打開。在我們的示例中，區域1會因為靠近泵而溢出。區域2的流量將小於區域1的流量，但大於區域3的流量，並且區域3最終將變位-至少要等到控制系統有機會作出響應並且區域1和2上的2通閥開始調節為止。在這種情況下，可以選擇為最大區域設計流量設置的每個區域上的流量限制器。這會增加設計的複雜性，但是會起作用。
如果這一切聽起來比您預期的要複雜，請不要絕望。敬請關注第12部分有關壓力獨立控制閥的信息。
第十二部分：壓力獨立控制閥
如果您在水力平衡系列整個過程中都與我們在一起，您可能會對自己説：“真的必須那麼複雜嗎？”
幸運的是，事實並非如此。通過引入一個方便的小工具，稱為壓力獨立控制閥或“ PIC”閥，設計，安裝和平衡水力系統變得無比輕鬆。這些閥門在近二十年前首次投放市場，徹底改變了水力平衡，現在在新設計的中央冷凍水系統中很常見。（仍然有許多沒有PIC閥的較舊的系統，因此請保留我們以前的博客的書籤！）
PIC閥通常被描述為兩個閥合二為一，一個二通閥和一個限流器。的確如此，但是PIC閥在2通閥組件上保持的恆定壓差使它不同於2通閥和限流器的傳統控制。
PIC閥如何工作
PIC閥包含一個彈簧加載的壓差調節器，該調節器不斷調節並補償系統壓力的波動。該內部元件通過向上或向下移動來響應壓力變化，以儘管這些波動也保持恆定流量。
PIC閥不僅限制流量，還限制了流量。它們將流量保持在特定範圍內。這消除了通過線圈的下溢和溢流，並確保了更一致的能量傳輸。
由於PIC閥會自動進行自我調節，因此無需像傳統的2通閥那樣對冷水進行膨脹或翻新後即可對其進行重新調節。與傳統的平衡系統相比，這是PIC閥的另一個主要優勢。
PIC閥如何省錢
技術總是要付出代價的，當然，PIC比2通閥和限流器要貴。部分成本被管道勞動的減少所抵消。但是PIC閥的真正價值在於它們可幫助確保的終生系統效率。
為了完全理解這一事實，必須考慮在典型的冷凍水系統中出現的恆定壓力變化以及這些變化影響能耗的程度。
下圖顯示了一週內記錄的實際冷凍水系統中的實時壓力波動。
壓力的微小變化會導致流量變化不那麼小，從而導致能耗顯着增加。我們知道這一點是因為流動能量方程：
Q（能量）= 500 x f x Delta T（以F為單位）
哪裏，
Q =傳熱速率（Btu / hr。）
f =流量（每分鐘加侖或gpm）
ΔT =温度變化（度F）
因此，讓我們觀察一下，當我們在一個2通控制閥上增加壓差時，該閥的尺寸為500 GPM最大流量：
因此，即使在大型系統中每天都會發生的很小的壓力變化，對系統效率也會產生重大影響。解決傳統平衡系統中這種低效率的唯一方法是精心選擇系統中的每個閥。如果您有一千個左右的閥門，這可能是一項艱鉅的任務。此外，每次擴展或修改系統時，都應該重複執行此任務。
PIC閥消除了所有這些令人頭疼的問題，以及消除了系統壓力不斷波動帶來的能量損失！
第十三部分：用壓差控制器解決水力平衡問題
當現有水力系統中的不平衡迴路由於線圈的下溢或溢流而造成舒適性問題時，您有哪些選擇？我們僅用了最後十二個博客，描述了用於平衡啓動系統的各種方法，但是這些方法是否適用於現有系統和改造？
簡短的答案是肯定的。但是，它們並不總是負擔得起，甚至不實用。嘗試在20層辦公樓的每個終端單元中查找自動流量控制器或壓力獨立控制閥的位置，您將明白我們的意思。幸運的是，通過在問題迴路上安裝可調壓差（DP）控制器，可以分階段解決許多此類問題。
DP控制器做什麼？
壓力波動是每個水力暖通空調系統的固有部分。如果不解決這些壓力波動，則肯定會造成流量不平衡。這通常發生在大型系統中，其中建築物的一個迴路，立管或機翼遠離泵。結果，在滿載條件下，一個或多個遠距離盤管可能會缺乏流量，而大部分流量都發生在附近的盤管上。或者，如果將限流器安裝在較遠的迴路上，則在需求較低的時段內，泵的回升幅度可能會很大，以至於最接近的迴路會餓死。無論哪種情況，您都遇到問題。
DP控制器穩定了這些壓力波動，可以安裝在需要的地方，而對系統的干擾很小。它們的作用是在負載（例如，多個風扇線圈的一個分支）上保持恆定的壓差。
DP控制控制器本身和系統中另一點之間的壓力，壓力通過毛細管從該點傳輸到控制器。（圖1）
此解決方案的優點在於它允許簡單而系統地解決問題。可以固定一個電路而不會中斷其他電路，因為DP控制器和文丘裏管的安裝有效地將其與其他電路隔離。