平衡閥的選用

1、關(guān)于平衡閥在空調(diào)水系統(tǒng)中的合理應(yīng)用關(guān)于平衡閥在空調(diào)水系統(tǒng)中的合理應(yīng)用0引言引言在空調(diào)水系統(tǒng)的阻力平衡是保證空調(diào)系統(tǒng)正常、有效運(yùn)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(shè)計(jì)者比較關(guān)心重視的問(wèn)題。為了達(dá)到水系統(tǒng)的阻力平衡，設(shè)計(jì)師一般盡可能采用同程式水系統(tǒng)，倘若條件不允許時(shí)則采用異程式水系統(tǒng)，此時(shí)系統(tǒng)可能存在水力平衡失調(diào)。當(dāng)各分區(qū)環(huán)路采用同程式系統(tǒng)時(shí)，各系統(tǒng)環(huán)路間也可能存在嚴(yán)重的阻力不平衡而導(dǎo)致水力平衡失調(diào)。因此必須通過(guò)各種調(diào)節(jié)手段

2、使系統(tǒng)達(dá)到平衡。近年來(lái)，平衡閥因其較為完備的功能和良好的調(diào)節(jié)性能，正在越受重視和歡迎。許多設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)水系統(tǒng)時(shí)傾向于使用平衡閥來(lái)進(jìn)行水力平衡，但筆者發(fā)現(xiàn)，在很多工程中，平衡閥的設(shè)置不盡合理，設(shè)計(jì)人員對(duì)各種平衡閥的應(yīng)用場(chǎng)合考慮不周。本文從平衡閥的原理入手介紹在工程實(shí)踐中如何合理地選擇平衡閥及相應(yīng)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(shè)備可分為靜態(tài)水力平衡設(shè)備和動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備。靜態(tài)水力平衡設(shè)備主要有靜態(tài)平衡閥，動(dòng)態(tài)水力平衡

3、設(shè)備主要有動(dòng)態(tài)流量平衡閥、動(dòng)態(tài)壓差控制閥、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通開(kāi)關(guān)閥、組合式或一體式動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)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(diào)、使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)水力平衡。動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備在水系統(tǒng)中的作用主要是消除動(dòng)態(tài)水力失調(diào)，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)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(dòng)平衡閥或手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，是可進(jìn)行流量測(cè)定和調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)閥，其操作方式是人工手動(dòng)調(diào)節(jié)。該平衡閥原理為可變流量的孔板，并帶有關(guān)斷功能。通過(guò)測(cè)量閥門(mén)前

4、后測(cè)量孔的壓降，結(jié)合閥門(mén)開(kāi)度的讀數(shù)，便能換算出閥門(mén)調(diào)節(jié)后的流量。靜態(tài)平衡閥實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有明確的“流量壓差開(kāi)度”關(guān)系、清晰可調(diào)的開(kāi)度指示以及良好調(diào)節(jié)特性的阻尼調(diào)節(jié)元件。1.2動(dòng)態(tài)流量平衡閥動(dòng)態(tài)流量平衡閥動(dòng)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(dòng)保持管道的流量始終不變的閥門(mén)。其工作原理：q=kv√△p。通過(guò)改變平衡閥的閥芯的過(guò)流面積來(lái)適應(yīng)閥門(mén)前后壓差（如圖1所示）的變化，從而達(dá)到控制流量的目

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

6、可設(shè)定壓差值，通過(guò)調(diào)整閥門(mén)自身的開(kāi)度，能自動(dòng)將系統(tǒng)兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)之間的壓差恒定在設(shè)定壓差值。動(dòng)態(tài)壓差控制閥示例如圖2所示。2.2動(dòng)態(tài)流量平衡閥的應(yīng)用動(dòng)態(tài)流量平衡閥的應(yīng)用動(dòng)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?dòng)態(tài)流量平衡閥后，該設(shè)備即能運(yùn)行在設(shè)計(jì)流量狀態(tài)。如果并聯(lián)的外網(wǎng)由于變動(dòng)而造成壓力的變化△P在一定范圍內(nèi)（該閥門(mén)有效范圍），則不會(huì)造成流經(jīng)該設(shè)備流量的變化。由此可見(jiàn)，動(dòng)態(tài)流量平衡閥適合安裝

7、在冷凍機(jī)房冷熱源設(shè)備處，一方面可以保證機(jī)組在額定狀態(tài)運(yùn)行，將流量恒定在設(shè)計(jì)值，從而保護(hù)機(jī)組，另一方面提高機(jī)組的運(yùn)行效率，使系統(tǒng)運(yùn)行的水溫正常。表2為動(dòng)態(tài)流量平衡閥在空調(diào)系統(tǒng)中的安裝位置。表2動(dòng)態(tài)流量平衡閥在空調(diào)系統(tǒng)中的安裝位置當(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。需要強(qiáng)調(diào)的是動(dòng)態(tài)流量平衡閥與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥組合使用是不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定末端設(shè)備流量的。因?yàn)槟┒嗽O(shè)備支路上的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是根據(jù)室

8、溫要求來(lái)調(diào)整開(kāi)度進(jìn)而調(diào)節(jié)流量的，其流量是變化的，而動(dòng)態(tài)流量平衡閥作用是恒定流量，所以動(dòng)態(tài)流量平衡閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥組合使用是錯(cuò)誤的。2.3動(dòng)態(tài)壓差控制閥的應(yīng)用動(dòng)態(tài)壓差控制閥的應(yīng)用動(dòng)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(dòng)）和內(nèi)擾（內(nèi)部管路阻力的改變）時(shí)，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(gè)環(huán)路的調(diào)節(jié)對(duì)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(jì)時(shí)，一方面由于工程設(shè)計(jì)時(shí)循環(huán)水泵是按最不利環(huán)路的阻

9、力來(lái)選型的，對(duì)近端支路來(lái)說(shuō)，往往揚(yáng)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(dú)立進(jìn)行平衡。動(dòng)態(tài)壓差控制閥與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥可配合使用（即組合式動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥）。一般電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的尺寸選擇均偏大，造成電動(dòng)閥大部分時(shí)間在較小開(kāi)度下工作，導(dǎo)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(dòng)閥的噪聲隨著壓差增大而增大；另外閥全開(kāi)時(shí)將使被控末端設(shè)備出現(xiàn)過(guò)流。一個(gè)簡(jiǎn)單的解決方法是與電動(dòng)閥串聯(lián)一個(gè)靜態(tài)平衡閥，消耗一部分壓差，使閥門(mén)開(kāi)度變大，從而將流量限制到設(shè)計(jì)值。進(jìn)一步更好的解決辦法是，采用動(dòng)態(tài)壓差控制閥與靜態(tài)平衡閥組合設(shè)置在電動(dòng)閥兩端，用動(dòng)態(tài)壓差控制閥控制電動(dòng)閥的進(jìn)出口壓差，使之基本恒定，從而避免調(diào)節(jié)閥閥權(quán)度過(guò)小影響其調(diào)節(jié)能力，使調(diào)節(jié)閥控制的流量恒定。外網(wǎng)的壓力波動(dòng)和末端設(shè)備的壓降變化，均由動(dòng)態(tài)壓差控制閥吸收。表