淺談平衡閥在空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)中的應(yīng)用

曾廣社

【摘要】本文介紹了空調(diào)水系統(tǒng)水力平衡及平衡閥以及平衡閥的合理運用，并舉出實例解釋平衡閥運用的相關(guān)問題。希望能為相關(guān)研究工作者提供參考。

【關(guān)鍵詞】平衡閥 空調(diào)系統(tǒng) 運用

1引言

1.1當(dāng)代高層建筑林立，樓層功能不一。建筑物暖通空調(diào)水系統(tǒng)中，水力失調(diào)問題突出。水力失調(diào)導(dǎo)致系統(tǒng)流量分配不均勻，實際流量與設(shè)計流量出入較大，造成建筑內(nèi)某些區(qū)域過冷，某些區(qū)域過熱。系統(tǒng)流量分配的不均勻，引起能量浪費。

1.2所有空調(diào)采暖、供冷系統(tǒng)應(yīng)達到兩個主要目的：1、提供要求的舒適度。2、以最少的能耗達到第一點目的。為緩解水力失調(diào)情況，必然采用相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥門對系統(tǒng)流量分配進行調(diào)節(jié)。雖然通用的閥門（如：蝶閥、閘閥）對流量具有一定的調(diào)節(jié)作用，但此類閥門調(diào)節(jié)性能不理想，且系統(tǒng)調(diào)節(jié)后對流量無法測量。加上蝶閥、閘閥在管網(wǎng)中長時間受水力沖刷，閥板會慢慢變薄，不能很好地起到關(guān)斷、調(diào)節(jié)功能。因此采用通用閥門的調(diào)節(jié)只能說是不準確與不穩(wěn)定，這常常給工程系統(tǒng)調(diào)試工作與投入作用的運行管理帶來了極大不便。因此很有必要在暖通空調(diào)水系統(tǒng)的關(guān)鍵部分（如分集水器、立管出樓層第一個閥門位置）選用水力平衡閥對系統(tǒng)的流量進行調(diào)節(jié)。

2空調(diào)水系統(tǒng)水力平衡及平衡閥

2.1水力失調(diào)分類：

水力失調(diào)分為：靜態(tài)失調(diào)和動態(tài)失調(diào)。其中靜態(tài)失調(diào)是由于設(shè)計、施工、設(shè)備材料等原因?qū)е碌南到y(tǒng)管道特性阻力數(shù)比值與設(shè)計要求管道特性阻力數(shù)比值不一致，從而使系統(tǒng)各用戶的實際流量與設(shè)計要求流量不一致，引起的水力失調(diào)，靜態(tài)水力失調(diào)是穩(wěn)態(tài)的、根本性的，是系統(tǒng)本身所固有的，是暖通空調(diào)水系統(tǒng)中水力失調(diào)的重要因素?？稍鲈O(shè)靜態(tài)平衡閥來解決。

動態(tài)失調(diào)為當(dāng)支路閥門開度變化引起水流量改變時，其他區(qū)域的流量也隨之發(fā)生改變偏離設(shè)計要求流量，從而導(dǎo)致的水力失調(diào)，叫做動態(tài)水力失調(diào)。動態(tài)水力失調(diào)不是系統(tǒng)本身所固有的是動態(tài)的、變化的，是在系統(tǒng)運行中產(chǎn)生的。只能用動態(tài)平衡閥來解決。

2.2平衡閥的工作原理：

平衡閥是在水力工況下，起到動態(tài)、靜態(tài)平衡調(diào)節(jié)的閥門。如：靜態(tài)平衡閥，動態(tài)平衡閥。

（1）靜態(tài)平衡閥是通過改變閥芯與閥座的間隙（開度），來改變流經(jīng)閥門的流動阻力以達到調(diào)節(jié)流量的目的，其作用對象是系統(tǒng)的阻力，能夠?qū)⑿碌乃堪凑赵O(shè)計計算的比例平衡分配，各支路同時按比例增減，仍然滿足當(dāng)前氣候需要下的部份負荷的流量需求，起到熱平衡的作用。

（2）動態(tài)平衡閥分為動態(tài)流量平衡閥，自力式自身壓差控制閥等。

動態(tài)流量平衡是跟據(jù)系統(tǒng)工況（壓差）變動而自動變化阻力系數(shù)，在一定的壓差范圍內(nèi)，可以有效地控制通過的流量保持一個常值，即當(dāng)閥門前后的壓差增大時，通過閥門的自動關(guān)小的動作能夠保持流量不增大，反之，當(dāng)壓差減小時，閥門自動開大，流量仍照保持恒定，但是，當(dāng)壓差小于或大于閥門的正常工作范圍時，它畢竟不能提供額外的壓頭，此時閥門打到全開或全關(guān)位置流量仍然比設(shè)定流量低或高不能控制。

（3）動態(tài)壓差平衡閥是用壓差作用來調(diào)節(jié)閥門的開度，利用閥芯的壓降變化來彌補管路阻力的變化，從而使在工況變化時能保持壓差基本不變，它的原理是在一定的流量范圍內(nèi)，可以有效地控制被控系統(tǒng)的壓差恒定，即當(dāng)系統(tǒng)的壓差增大時，通過閥門的自動關(guān)小動作，它能保證被控系統(tǒng)壓差增大反之，當(dāng)壓差減小時，閥門自動開大，壓差仍保持恒定。自力式壓差控制閥，在控制范圍內(nèi)自動閥塞為關(guān)閉狀態(tài)，閥門兩端壓差超過預(yù)設(shè)定值，閥塞自動打開并在感壓膜作用下自動調(diào)節(jié)開度，保持閥門兩端壓差相對恒定。

3平衡閥的合理應(yīng)用

3.1 靜態(tài)平衡閥的應(yīng)用

變流量系統(tǒng)中靜態(tài)平衡閥用于系統(tǒng)初步調(diào)節(jié)。靜態(tài)平衡閥保證的不是系統(tǒng)中單個管道的流量值，它要維持的是在系統(tǒng)初調(diào)試時，通過靜態(tài)平衡閥的調(diào)節(jié)作用，使系統(tǒng)中各個管路的流量比值與設(shè)計流量的比值一致，這樣當(dāng)系統(tǒng)的總流量等于設(shè)計總流量時，各個末端設(shè)備及管道的流量也同時達到設(shè)計流量即所需的最大流量，系統(tǒng)實現(xiàn)靜態(tài)水力平衡。靜態(tài)平衡閥應(yīng)當(dāng)分級設(shè)置，表1為靜態(tài)平衡閥在空調(diào)系統(tǒng)中的安裝位置。

表1 靜態(tài)平衡閥在空調(diào)系統(tǒng)中的安裝位置

平衡閥類型 在空調(diào)水系統(tǒng)中使用部分

靜態(tài)平衡閥 1、每層空調(diào)水水平回水支管

2、回水總管

3、集水器回水主管

4、制冷主機冷凍、冷卻回水管

3.2 動態(tài)流量平衡閥的應(yīng)用

動態(tài)流量平衡閥用于系統(tǒng)中需定流量的管路。在系統(tǒng)中某一需流量恒定的設(shè)備的分支管路配置了適當(dāng)?shù)膭討B(tài)流量平衡閥后，該設(shè)備即能運行在設(shè)計流量狀態(tài)。如果并聯(lián)的外網(wǎng)由于變動而造成壓力的變化△P在一定范圍內(nèi)（該閥門有效范圍），則不會造成流經(jīng)該設(shè)備流量的變化。由此可見，動態(tài)流量平衡閥適合安裝在冷凍機房冷熱源設(shè)備處，一方面可以保證機組在額定狀態(tài)運行，將流量恒定在設(shè)計值，從而保護機組，另一方面提高機組的運行效率，使系統(tǒng)運行的水溫正常。表2為動態(tài)流量平衡閥在空調(diào)系統(tǒng)中的安裝位置。

表2 動態(tài)流量平衡閥在空調(diào)系統(tǒng)中的安裝位置

平衡閥類型 在空調(diào)水系統(tǒng)中使用部分

動態(tài)流量平衡閥 1、制冷主機冷凍供水管路

2、制冷主機冷卻回水管路

3、鍋爐出口管路

當(dāng)壓力處于設(shè)定范圍內(nèi)，流量隨壓力的變化并不發(fā)生變化，當(dāng)壓力在設(shè)定范圍之外，流量隨著壓力的增大而增大。

3.3 動態(tài)壓差控制閥的應(yīng)用

動態(tài)壓差控制閥的作用一是被控環(huán)路出現(xiàn)外擾（網(wǎng)路的壓力波動）和內(nèi)擾（內(nèi)部管路阻力的改變）時，使被控環(huán)路的壓差保持恒定；二是各環(huán)路間的調(diào)節(jié)互不干擾，即一個環(huán)路的調(diào)節(jié)對其它環(huán)路的流量不產(chǎn)生影響。大中型空調(diào)系統(tǒng)分區(qū)分環(huán)路設(shè)計時，一方面由于工程設(shè)計時循環(huán)水泵是按最不利環(huán)路的阻力來選型的，對近端支路來說，往往揚程偏高，末端支路的調(diào)節(jié)閥就要承擔(dān)更大的壓差；另一方面各環(huán)路之間、各層支路之間壓差值可能相差很大，為避免水力平衡失調(diào)，在立管或支管上安裝壓差控制閥可以將立管或支管的壓差穩(wěn)定在合適的范圍內(nèi)，各回路的調(diào)節(jié)互不干擾，可獨立進行平衡。表3為動態(tài)壓差控制閥在空調(diào)系統(tǒng)中的安裝位置。

表3 動態(tài)壓差控制閥在空調(diào)系統(tǒng)中的安裝位置

平衡閥類型 在空調(diào)水系統(tǒng)中使用部分

動態(tài)壓差平衡閥 1、空調(diào)水系統(tǒng)主分支立管回水

2、樓層水平回水支管

4結(jié)語

（1）、平衡閥的使用要基于其本身閥門的特性才能正確發(fā)揮對管網(wǎng)系統(tǒng)水力平衡作用。

（2）、在空調(diào)水系統(tǒng)管網(wǎng)中合理地安裝平衡閥以及正確地進行聯(lián)動調(diào)試，可以極大地改善系統(tǒng)的水力特性，很大程度上緩解了水力失調(diào)情況。

（3）、使用平衡閥的空調(diào)水系統(tǒng)，為系統(tǒng)正常運行提供了保證，同時也最大情況節(jié)省了能源，滿足系統(tǒng)整體舒適性要求，使系統(tǒng)經(jīng)濟高效地運行。

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