動(dòng)態(tài)平衡閥在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、動(dòng)態(tài)流量平衡閥簡(jiǎn)述

　　動(dòng)態(tài)流量平衡閥亦稱：自力式流量控制閥、自動(dòng)平衡閥等，它是根據(jù)系統(tǒng)工況(壓差)變動(dòng)而自動(dòng)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(guò)的流量保持一個(gè)常值，使系統(tǒng)平衡。

2、動(dòng)態(tài)平衡閥的工作原理

　　通過(guò)改變平衡閥閥芯的過(guò)流面積來(lái)適應(yīng)閥門前后的壓差變化，從而達(dá)到控制流量的目的。動(dòng)態(tài)平衡閥是一個(gè)局部阻力可以變化的節(jié)流元件，對(duì)于不可壓縮的流體其簡(jiǎn)化流量方程為：

Q=KA(△P)

　　式中：Q——通過(guò)平衡閥的流量;

　　K——閥門開度的流量系數(shù);

　　A——閥芯的過(guò)流面積;

　　△P——閥門進(jìn)出口壓差。

　　由于在閥門開度不變的前提下，K值的變化可忽略，因此閥門的流量要保持恒定應(yīng)控制AΔp不變(這是該種閥門結(jié)構(gòu)性能的特點(diǎn))。而平衡閥由可變過(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)閥門的流量恒定。

3、動(dòng)態(tài)平衡閥的工作過(guò)程

　　當(dāng)平衡閥前后壓差小于最小啟動(dòng)壓差時(shí)彈簧未被壓縮，流通面積最大。當(dāng)閥門前后壓差在工作范圍時(shí)閥膽壓縮彈簧，進(jìn)入工作狀態(tài)，水流通過(guò)閥膽兩邊的圓孔和幾何型的通道流過(guò)，由于閥膽在運(yùn)動(dòng)，兩邊幾何流型的通道也因此變化，使閥體的流通面積不斷變化，在這一壓差范圍內(nèi)水流量基本保持恒定。當(dāng)平衡閥前后壓差超越工作范圍時(shí)，閥膽完全壓縮彈簧，水流只從閥膽兩邊的圓孔流過(guò)，此時(shí)閥膽變成了固定的調(diào)節(jié)器，流量與壓差成正比，隨壓差的增大而增大。

4、動(dòng)態(tài)平衡閥在工程應(yīng)用中的優(yōu)越性

　　1)減少系統(tǒng)循環(huán)水量，降低系統(tǒng)阻力，從而節(jié)約運(yùn)行能耗;

　　2)自動(dòng)消除系統(tǒng)的壓差波動(dòng)，保持流量不變;

　　3)自動(dòng)平衡水系統(tǒng)壓力，合理分配流量;

　　4)解決異程管道系統(tǒng)近端壓差大，遠(yuǎn)端壓差小的矛盾;

　　5)減少設(shè)計(jì)工作量，不需要對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行繁瑣的水力平衡計(jì)算;

　　6)降低調(diào)網(wǎng)難度，把復(fù)雜的調(diào)網(wǎng)工作簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的流量分配;

　　7)免除多熱源管網(wǎng)熱源切換時(shí)的流量再分配工作。

　　8)能使異程管道系統(tǒng)輕松的實(shí)現(xiàn)同程管道系統(tǒng)的功效，減少管道系統(tǒng)的建設(shè)投資與安裝的建筑空間;

　　9)消除和降低水系統(tǒng)中水錘現(xiàn)象，保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行。

5、動(dòng)態(tài)平衡閥在空調(diào)工程中的應(yīng)用

　　5.1、制冷機(jī)組冷凍水系統(tǒng)，鍋爐或換熱器供水系統(tǒng)

　　多臺(tái)制冷機(jī)通常并聯(lián)連接，這樣可以根據(jù)冷負(fù)荷的變化來(lái)調(diào)整制冷機(jī)開停的個(gè)數(shù)，達(dá)到節(jié)能的目的;在制冷機(jī)前安裝動(dòng)態(tài)流量平衡閥，保證每臺(tái)機(jī)組水流量的合理分配，避免水流過(guò)多或不足，同時(shí)可起到保護(hù)制冷機(jī)組的作用。

　　5.2、冷卻水系統(tǒng)

　　安裝動(dòng)態(tài)流量平衡閥可以保證每個(gè)制冷機(jī)冷凝器的冷卻水流量不會(huì)過(guò)大或過(guò)小;在冷卻塔前安裝平衡閥，也可保證流過(guò)每個(gè)冷卻塔的水流量。能保證散熱效果，也避免流量過(guò)大而造成超負(fù)荷。

　　5.3、并聯(lián)水泵系統(tǒng)

　　在每臺(tái)水泵前安裝平衡閥，可保證每臺(tái)水泵在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行，具有明顯的節(jié)能效果。

　　5.4、區(qū)域供暖系統(tǒng)

　　在各用戶區(qū)域網(wǎng)水管線上安裝自動(dòng)流量平衡閥，可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)用戶區(qū)域供熱水量按需分配，避免造成區(qū)域間冷、熱失調(diào)的現(xiàn)象，保證供暖效果;同時(shí)又使循環(huán)水泵在最佳下作范圍內(nèi)運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能效果。

　　5.5、空氣處理機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管、散熱器等末端設(shè)備

　　空氣處理機(jī)組或風(fēng)機(jī)盤管后面安裝動(dòng)態(tài)流量平衡閥，可使流經(jīng)每個(gè)機(jī)組的水流量保持于設(shè)計(jì)值，使每個(gè)機(jī)組供冷量或供熱量達(dá)到設(shè)計(jì)要求，避免個(gè)別機(jī)組因水量過(guò)多而造成的噪音，對(duì)末端設(shè)備起到保護(hù)作用。采用動(dòng)態(tài)流量平衡閥，無(wú)需同程安裝，可以節(jié)省材料及人工費(fèi)。

6、動(dòng)態(tài)平衡閥在空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題

　　6.1、不可多極設(shè)置動(dòng)態(tài)平衡閥

　　動(dòng)態(tài)平衡閥如果多極設(shè)置，當(dāng)下級(jí)的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備關(guān)閉閥門，此時(shí)上級(jí)平衡閥仍保持流量不變，這樣會(huì)造成下級(jí)末關(guān)閉的設(shè)備流量增加，不但加大了水流噪聲，還會(huì)影響使用功能，并且也增加了不必要的經(jīng)濟(jì)投資。

　　6.2、動(dòng)態(tài)平衡閥起水力平衡作用，不能作為負(fù)荷調(diào)節(jié)

　　動(dòng)態(tài)平衡閥只起水力平衡作用，而電動(dòng)三通或二通調(diào)節(jié)閥才具調(diào)節(jié)環(huán)境負(fù)荷所需水量的功能。

7、工程應(yīng)用實(shí)例

　　7.1、應(yīng)用簡(jiǎn)介

　　浙江省杭州市電信大樓，建筑面積6萬(wàn)平方米，地下2層，地上41層，專用電信設(shè)備冷卻系統(tǒng)以冷卻水為主線，各層安裝8臺(tái)小型冷凍機(jī)為電信設(shè)備服務(wù)，熱負(fù)荷大，必須保證冷卻系統(tǒng)不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)，需要配置互為獨(dú)立且又互補(bǔ)的雙系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)，即各成獨(dú)立系統(tǒng)也可以兩系統(tǒng)相連向一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，保證設(shè)備維修、維護(hù)時(shí)冷卻水系統(tǒng)不間斷地正常運(yùn)行。由于電信設(shè)備有效使用面積率高，設(shè)備用房和管井面積小，為了解決水系統(tǒng)“管線長(zhǎng)，難平衡”的困難，如果采用同程設(shè)計(jì)，需管井面積大，而現(xiàn)場(chǎng)不能滿足系統(tǒng)管道布置需要，經(jīng)過(guò)多種方案的反復(fù)比較和論證，最后采用異程設(shè)計(jì)，在雙冷卻水系統(tǒng)中，各系統(tǒng)分別在各層冷卻水供水總管設(shè)置動(dòng)態(tài)流量平衡閥，以滿足系統(tǒng)水流量需要和調(diào)節(jié)各層系統(tǒng)平衡運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)水力工況平衡。

　　7.2、應(yīng)用總結(jié)

　　1)長(zhǎng)使用動(dòng)態(tài)平衡閥，實(shí)現(xiàn)了各層冷卻設(shè)備水力工況平衡，滿足設(shè)計(jì)流量的需要，從而保證系統(tǒng)介質(zhì)溫度的控制;

　　2)各層安裝動(dòng)態(tài)平衡閥，維修時(shí)影響的范圍小，保證了冷卻水系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中各層冷卻水流的穩(wěn)定性;

　　3)動(dòng)態(tài)平衡閥在某一段壓力范圍內(nèi)的誤差只有±5%，流量根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)節(jié)平衡，使末端各小型制冷設(shè)備可以不受其它末端設(shè)備啟停影響。

8、結(jié)論

　　選擇動(dòng)態(tài)平衡閥可以滿足設(shè)計(jì)需求，達(dá)到節(jié)約能源、操作方便等令人滿意的變流量系統(tǒng)。動(dòng)態(tài)流量平衡閥種類多，其應(yīng)用可簡(jiǎn)化水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低建設(shè)投資，初調(diào)簡(jiǎn)便，且可以動(dòng)態(tài)補(bǔ)償運(yùn)行中的工況波動(dòng)。既適合空調(diào)系統(tǒng)中定流量的場(chǎng)合應(yīng)用，又適合變流量的空調(diào)系統(tǒng)，具備廣闊的應(yīng)用前景，因此，合理布局動(dòng)態(tài)平衡閥符合當(dāng)今節(jié)能型社會(huì)發(fā)展的需要，工程技術(shù)人員應(yīng)在實(shí)踐中不斷認(rèn)識(shí)和把握平衡閥的性能和作用，使之更好地應(yīng)用于工程項(xiàng)目中。

參考文獻(xiàn)

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