平衡閥的選用

1、關于平衡閥在空調水系統(tǒng)中的合理應用關于平衡閥在空調水系統(tǒng)中的合理應用0引言引言在空調水系統(tǒng)的阻力平衡是保證空調系統(tǒng)正常、有效運行的前提，以較低的能耗，獲得舒適的室內(nèi)環(huán)境，是暖通設計者比較關心重視的問題。為了達到水系統(tǒng)的阻力平衡，設計師一般盡可能采用同程式水系統(tǒng)，倘若條件不允許時則采用異程式水系統(tǒng)，此時系統(tǒng)可能存在水力平衡失調。當各分區(qū)環(huán)路采用同程式系統(tǒng)時，各系統(tǒng)環(huán)路間也可能存在嚴重的阻力不平衡而導致水力平衡失調。因此必須通過各種調節(jié)手段

2、使系統(tǒng)達到平衡。近年來，平衡閥因其較為完備的功能和良好的調節(jié)性能，正在越受重視和歡迎。許多設計師在設計水系統(tǒng)時傾向于使用平衡閥來進行水力平衡，但筆者發(fā)現(xiàn)，在很多工程中，平衡閥的設置不盡合理，設計人員對各種平衡閥的應用場合考慮不周。本文從平衡閥的原理入手介紹在工程實踐中如何合理地選擇平衡閥及相應的系統(tǒng)形式。1平衡閥的工作原理平衡閥的工作原理水力平衡設備可分為靜態(tài)水力平衡設備和動態(tài)水力平衡設備。靜態(tài)水力平衡設備主要有靜態(tài)平衡閥，動態(tài)水力平衡

3、設備主要有動態(tài)流量平衡閥、動態(tài)壓差控制閥、動態(tài)平衡電動二通開關閥、組合式或一體式動態(tài)平衡電動調節(jié)閥等。靜態(tài)平衡閥在水系統(tǒng)中的作用主要是消除靜態(tài)水力失調、使系統(tǒng)實現(xiàn)靜態(tài)水力平衡。動態(tài)水力平衡設備在水系統(tǒng)中的作用主要是消除動態(tài)水力失調，使系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)水力平衡。1.1靜態(tài)平衡閥靜態(tài)平衡閥靜態(tài)平衡閥亦稱為手動平衡閥或手動調節(jié)閥，是可進行流量測定和調節(jié)的調節(jié)閥，其操作方式是人工手動調節(jié)。該平衡閥原理為可變流量的孔板，并帶有關斷功能。通過測量閥門前

4、后測量孔的壓降，結合閥門開度的讀數(shù)，便能換算出閥門調節(jié)后的流量。靜態(tài)平衡閥實質上是一個具有明確的“流量壓差開度”關系、清晰可調的開度指示以及良好調節(jié)特性的阻尼調節(jié)元件。1.2動態(tài)流量平衡閥動態(tài)流量平衡閥動態(tài)流量平衡閥亦稱自力式流量控制閥、定流量平衡閥等，是一種在閥體前后一定的壓差范圍內(nèi)能自動保持管道的流量始終不變的閥門。其工作原理：q=kv√△p。通過改變平衡閥的閥芯的過流面積來適應閥門前后壓差（如圖1所示）的變化，從而達到控制流量的目

5、的。即在一定壓差范圍內(nèi)無論閥門入口流量如何變化均可保證其出口流量恒定。它相當于一個局部阻力可變的節(jié)流元件，該元件由可變過流面積的閥膽和高精度（5%）的彈簧及支撐裝置構成。彈簧受壓差的作用自動控制閥膽上過流面積的大小，從而使通過閥門的流量恒定。流量值的大小可以根據(jù)系統(tǒng)要求進行定制。圖1動態(tài)流量平衡閥示意圖1.3動態(tài)壓差控制閥動態(tài)壓差控制閥動態(tài)壓差控制閥亦稱自力式壓差控制閥、定壓差閥、動態(tài)壓差平衡閥等，其工作原理：△P=（qKv）2。其閥體

6、可設定壓差值，通過調整閥門自身的開度，能自動將系統(tǒng)兩個關鍵點之間的壓差恒定在設定壓差值。動態(tài)壓差控制閥示例如圖2所示。2.2動態(tài)流量平衡閥的應用動態(tài)流量平衡閥的應用動態(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備的分支管路配置了適當?shù)膭討B(tài)流量平衡閥后，該設備即能運行在設計流量狀態(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)該設備流量的變化。由此可見，動態(tài)流量平衡閥適合安裝

7、在冷凍機房冷熱源設備處，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)流量平衡閥在空調系統(tǒng)中的安裝位置。表2動態(tài)流量平衡閥在空調系統(tǒng)中的安裝位置當壓力處于設定范圍內(nèi)，流量隨壓力的變化并不發(fā)生變化，當壓力在設定范圍之外，流量隨著壓力的增大而增大。需要強調的是動態(tài)流量平衡閥與電動調節(jié)閥組合使用是不能實現(xiàn)穩(wěn)定末端設備流量的。因為末端設備支路上的電動調節(jié)閥是根據(jù)室

8、溫要求來調整開度進而調節(jié)流量的，其流量是變化的，而動態(tài)流量平衡閥作用是恒定流量，所以動態(tài)流量平衡閥和電動調節(jié)閥組合使用是錯誤的。2.3動態(tài)壓差控制閥的應用動態(tài)壓差控制閥的應用動態(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)路間的調節(jié)互不干擾，即一個環(huán)路的調節(jié)對其它環(huán)路的流量不產(chǎn)生影響。大中型空調系統(tǒng)分區(qū)分環(huán)路設計時，一方面由于工程設計時循環(huán)水泵是按最不利環(huán)路的阻

9、力來選型的，對近端支路來說，往往揚程偏高，末端支路的調節(jié)閥就要承擔更大的壓差；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，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)，各回路的調節(jié)互不干擾，可獨立進行平衡。動態(tài)壓差控制閥與電動調節(jié)閥可配合使用（即組合式動態(tài)平衡電動調節(jié)閥）。一般電動調節(jié)閥的尺寸選擇均偏大，造成電動閥大部分時間在較小開度下工作，導致其兩端壓差增大，不僅使閥的控制不穩(wěn)定、不

10、精確，而且電動閥的噪聲隨著壓差增大而增大；另外閥全開時將使被控末端設備出現(xiàn)過流。一個簡單的解決方法是與電動閥串聯(lián)一個靜態(tài)平衡閥，消耗一部分壓差，使閥門開度變大，從而將流量限制到設計值。進一步更好的解決辦法是，采用動態(tài)壓差控制閥與靜態(tài)平衡閥組合設置在電動閥兩端，用動態(tài)壓差控制閥控制電動閥的進出口壓差，使之基本恒定，從而避免調節(jié)閥閥權度過小影響其調節(jié)能力，使調節(jié)閥控制的流量恒定。外網(wǎng)的壓力波動和末端設備的壓降變化，均由動態(tài)壓差控制閥吸收。表