1.舒適性要求
我們成年人每天大約有85%的時間會在室內度過，其中包括工作、學習、睡眠、休息等。提高室內環境的舒適性不僅會保證人身體的健康情況，還能在一定條件下提高生產工作效率，保證生產工作安全。
人類自身有一個很好的溫度調節系統。這個系統能調節人體溫度使其保持恒定。人體中酶的適宜溫度為37℃，如果體內的溫度出現大幅度偏離如溫度過高會導致酶及身體的細胞開始被破壞。皮膚溫度升高，血液流動過快，這時會產生眩暈、高燒，嚴重時甚至會致命。溫度過低又會使酶的工作緩慢，神經腦部機能變差，血管收縮，人體開始顫抖、哆嗦。人體體溫完全取決于新陳代謝速率和人體與人體周圍環境的熱交換速率。當人體開始染病或者肌肉運動時，新陳代謝率會增加。人體下丘腦控制身體熱平衡，血液溫度和由感溫細胞傳遞出的信號被下丘腦感知，然后下丘腦通過神經系統發出信號，調節身體溫度。如果人體感受到太熱，神經系統發出指令，通過導熱、輻射、對流等將多余的熱量傳遞給周圍環境，同時汗腺張開，皮膚表面水分蒸發，通過蒸發帶走身體熱量使皮膚溫度降低。如果身體太冷，人就會發抖、哆嗦，皮膚中的血管就會收縮，皮膚溫度降低。這時新陳代謝就會加快，身體熱阻提高，總之會通過下丘腦自覺或不自覺的尋求身體上的平衡。因此擁有一個良好舒適的環境在一定程度上可以保證人體的健康狀況。
另一方面室內的熱環境還會影響到人的行為及工作效率。瑞典DavidWyom博士曾一直致力于環境對人生產行為的影響研究。在他的研究中以衣著、工作方式（坐、站）不同等條件研究了手工操作技能、指揮操作能力以及思維能力。在他的研究報告中指出了在輕度快速的勞作中，單薄衣物站著工作人員在24℃時手工操作技能達到高峰，而坐著工作的腦力勞動要達到28℃左右才能達到效果。工作效率和思維能力卻與此相反，手工操作工人在溫度20℃與坐著的腦力工作人員溫度超過23℃時會迅速下降。
在此同時，溫度的不穩定性變化對工作質量也會產生負面影響。在30年代H.M.Vernon.已經研究出工廠中工作溫度對事故發生概率的影響。他指出事故在12℃發生率要比20℃高出30%。溫度過高事故發生率也會增加。
人們對溫度的變化是很敏感的，對環境的感知亦是如此，因此合理的室內溫度，均勻穩定的室內環境對保證生產安全，提高生產效率和工作質量是必不可少的。
2.經濟性要求
經濟發展是以資源充足，環境健康為基礎的。能源是國家穩定發展的根本，是人類與社會賴以生存和發展的重要物質基礎。我國自新中國成立以來，加大了資源的開采力度。經研究組織發現我國能源特點是能源資源總量較為豐富，但由于我國是一個資源大國的同時，又是一個人口大國，因此資源人均占有率較低。除此之外，能源分配不均、開采難度大、能源開采度有限。近些年雖然在開采技術上有了很大提高，但過度、任意開采仍存在，造成了我國資源開始逐步匱乏這個事實仍然無法否認。隨著國家法律體系的完整，違法開采等情況得到了改善。但要想有足夠的能源使用，還要堅持十五大報告中提出的走可持續發展戰略道路，在合理開發能源的同時節約消耗能源。通過不同途徑，采用與人類與社會環境相適應的一切合理措施，減少能源的浪費才是解決能源問題的關鍵。
十八屆五中全會中指出必須堅持節約資源和保護環境的基本國策，堅持可持續發展，推進美麗中國建設。生態文明是近些年來我國開始關注的薄弱環節，在十八大中，生態文明該被放在突出位置的觀點被提出。當前生態文明建設要依賴于能源生產與能源消費模式的轉變。
我國能源消費主要集中在建筑能耗、工業生產能耗和交通運輸能耗等三個方面，其中建筑能耗又是耗能較多的。隨著人們生活水平的提高，建筑能耗占到了世界總能耗的30%~40%，甚至還有上升趨勢，其中供暖空調系統的能耗又占到了建筑能耗的30%~50%。因此當能源問題出現的第一時間，暖通空調的專家們就開始了對解決能源問題的研究，他們發現主要是三方面導致的。首先是設計理念，在成熟合理的設計中我們應該以節能為前提基礎，但是好多設計員對此不夠重視，為了簡化過程盲目的套用經驗公式造成了計算結果偏大，從而初投資增加，運行能耗增大。
系統已經完成想要在短時間解決資源問題是不可能的。其次是人們節能意識不夠，對供暖空調的認識不夠準確。對于一個供暖系統或者空調系統來說它們是要達到身體機能的舒適性，但目前“暖氣越熱越好，空調越冷越好”這一觀點更加普遍。這樣不僅使能源消耗加倍，還減弱了人體的抵抗力，冬天易患感冒，夏天易得空調病。重要是平衡技術發展不成熟需要改進的地方還有很多，系統在運行過程中水力嚴重失調，要滿足人們所要達到的舒適性，無疑需要更多的能源消耗為代價。
供暖空調系統能源消耗高，能量耗費大。自從能源危機出現以來，能源價格不斷飆升，不僅國家出臺硬性節能規定，我國各行各業開始尋求節能新方法。就暖通行業來說，經專業技術人員分析，只就用戶抱怨的室內環境問題，所消耗的能源比在正常情況下增加了近40%。
供暖空調系統中,水力失調限制著系統節能及供冷或供熱品質的發展?？照{系統中室內設計溫度每降低1°C,對應的能耗消耗將增加15%,在供熱系統中1°C溫度的升高,將使能耗增加10%。各種新興技術、設備開始引入開發并應用，還配備了現代化的控制系統來降低能耗，但是這些并沒有保證室內溫度達到設計要求。
有的專家甚至斷言，全國不到三分之一的采暖系統能夠達到室內環境舒適水平。這充分說明了暖通行業在節能中的潛力之大，只要水力失調問題得以解決，對我國能耗減小將是一個很大的推動。這幾年來供暖空調的廣泛應用，供暖空調的能耗也將進一步增加。而我國現在能源利用緊張，資源匱乏，這將進一步導致能源的供求矛盾激化。這是一個迫在眉睫亟待解決的問題，因此我們不得不嚴肅的看待供暖空調的能耗問題，尋求解決水力失調的方法刻不容緩。
3.水力失調解決方法匱乏性要求
現在的供暖空調系統存在的室內溫度不合理，舒適性差，能源浪費嚴重的問題，從根本上考慮是熱力不平衡，而它的不平衡又是水力不平衡的具體表現。解決問題的關鍵在于使水溫和水量能自動地隨溫度的變化適應調節達到一種平衡穩定的水力狀態。
在這種情況下，通常設計人員會采用的方法是選擇增大水泵揚程，使不利環路能夠獲取足夠的資用壓力，這樣就能達到不利環路末端流量的供應。不利末端達不到設計溫度的問題就解決了。理論上是如此，但是若采用這種加大水泵揚程的方式，就需要選擇較大型號的水泵才能滿足不利環路所需流量。結果不僅不能達到預期的效果，還會使近水端居民處于更差的過熱（過冷）環境中。
在供暖系統中，采用提高揚程方法，與不提高水泵揚程相比，溫度本來較高的用戶，溫度會繼續升高，冬季室內環境過熱，增加室內環境不舒適度。這時處于過熱區的居民，只能通過開窗來調整室內過熱狀態。除此之外，要讓不利環路末端達到所需流量，每個環路的流量都會大幅度增加，整個建筑大部分會處在較高溫度，這樣一來能量的消耗也會大大增加。同時由于流量的偏高還會造成一、二次環路流量分配不協調，達不到設計供水溫度，也就是說即使水泵提高揚程能將設計流量輸送到不利管路末端，不利管路末端用戶供熱溫度也達不到設計值。
在夏季空調制冷系統中，提高水泵揚程同樣不僅不能解決任何問題，反而會帶來更多的麻煩，提高水泵揚程，水泵型號選用加大，使得整個系統水流量增加。原本流量過大的用戶末端裝置處于空氣中，水分凝結增加，同時能耗也會急劇增加。
另外，提高水泵揚程除了輸送能耗增加外，由于水泵運行過程中會產生大量的摩擦熱，這部分熱量也需要通過提升制冷能力來補充。不僅不能達到設計溫度，改善室內環境，同時能耗還會加倍增加。
針對這個問題有人提出通過提高供水溫度，改變供回水溫差。首先在供暖系統中，水力失調系統供水溫度應該處于90℃以下，例如70℃，供水溫度可以由70℃提高到90℃。但我國大部分供熱系統，供水溫度基本處于90℃左右，故提高供水溫度，只能針對小部分低溫供水系統，大規模實施可能性不大。對于空調系統，改變供水溫度更難實現，因為較大程度降低供水溫度幾乎是不能實現的?？梢姼淖児┧疁囟龋鋵嵑驮龃笏脫P程一樣的效果，為了使遠端環路達到室溫要求，供熱系統中，近端已經過熱的環路室溫會增高更多。同樣空調系統中，平均室溫將降低均會浪費大量能量。上述方法在解決水力失調問題時，雖然有一定緩解作用，但都未達到理想中的效果。如何達到真正意義上的水力平衡還需要從系統本質進行詳細分析。
為了使供暖空調系統達到全面的水力平衡。我們首先應該對整個系統進行分析，一個完整的供暖空調系統可分為冷、熱源系統、輸配管路、控制系統三個系統。
冷、熱源系統主要是由冷水機組與鍋爐組成，將產生的能量傳遞到輸配系統。冷熱源系統的作用是在不同工況條件下，向輸配側提供所需的能量供應。一般情況下大部分工況下冷熱源側能夠提供出所需功率，但往往會存在一天中某些時間，一年中某段時間無論怎樣改變工作工況，均不能達到所需功率。這些問題的研究是相當困難的，問題的突發性讓檢修人員無法及時作出判斷，并且當該問題產生的影響被注意到時，馬上又會消失了。這時需要我們必須研究冷熱源機組中的水流量和一次環路與二次環路水流量的協調性。
熱源系統主要以鍋爐為例，一臺流量過大會造成其他鍋爐流量不足，同時由于壓降與流量的平方成正比，流量過大使得壓力降成平方倍增大。并且流量過大還會加大鍋爐水管的腐蝕，產生噪音。熱源流量過小會使供水溫度很快達到允許值，在安全系統工作下停止燃燒裝置，鍋爐不能提供所需功率。
冷源中主要為冷水機組，所受流量影響與熱源大致相似。若流量過大，同樣使水中的雜質更易腐蝕管道，使機組使用壽命降低。幾臺機組并聯順序運行還會導致部分機組流量偏低，增加能耗，更嚴重的還會造成管束凍結，機組損壞。流量過低除此之外還會造成出力不足，達不到設計值，機組效率降低。并且由于供水溫度受水量的嚴重影響，會使系統的控制更加不穩定。
所有的冷熱源側機組均要求定流量運行，多臺機組運行時，根據運行機組臺數，一次側流量將發生較大程度的改變。二次側如用兩通控制閥控制水流量時，水量根據負荷變化。若采用平衡效果較好的三通控制閥時，系統將在定流量工況下。也就是說當一次側與二次側流量不一致時，多余的流量必須通過其他支路流出。
為了系統能夠良好的運行，必須要滿足機組不出現流量過大或者過小的問題。這就需要測定流量，并且通過調節將流量控制在設計值，通常為了達到這一目的會在每一臺機組上安裝平衡閥。平衡閥不僅能將流量穩定在設計值，還能協調一、二次側水流量，提供所需功率。
相比熱源系統的平衡，輸配系統顯得更為復雜而且由于熱源側平衡是在輸配側平衡的基礎上進行的，因此也顯得更為重要。在輸配系統中，選擇水泵是要保證不利環路能夠獲得足夠的壓差，以使流經不利環路末端設備的流量達到設計值。
眾所周知離水泵越遠可獲得的資用壓差越小，這樣當不利環路達到壓差要求時近端的大部分環路就會壓力過大，流量過剩。這時就會將平衡閥作為一個附加壓力來消除多余的壓差，從而維持近端壓力流量的需求值。輸配側水力平衡調節歸結為對平衡閥的選擇與設定問題。
控制系統定義比較廣，控制回路的二次環路可以是建筑中的整個供暖空調系統，也可以是一個末端裝置。目的是使水量和水溫能隨時自動隨需求變化。主要由傳感器、控制器、執行器、控制閥、末端裝置、及房間六個部件特性決定控制效果。近
些年，科技的飛速發展也不斷促進自動控制的發展，為了適應生活節奏，為了供暖空調系統運行過程中，舒適性，能效性上升，合理的控制是必不可少的。
通過上述分析我們可以得出，一個系統是否能達到真正意義上的水力平衡需要對這三方面分別進行調節改進。而這種調節改進方法更多用到平衡閥，通過其與控制閥以及相關末端設備配合使用達到要求工況。可見平衡閥在水力平衡方面作用不能小覷，因此如何合理選擇、使用平衡閥將成為本文研究的主要內容。
