暖通空間調系統(tǒng)平衡閥設計方案

1 暖通空間調系統(tǒng)平衡閥設計方案概述

在暖通空間調系統(tǒng)中,水是至關重要的元素。由于設計、施工、設備材料等原因導致的系統(tǒng)管道特性阻力數(shù)比與設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計要求流量不一致，引起系統(tǒng)的水力失調，叫做靜態(tài)水力失調。
當用戶閥門開度變化引起水流量改變時，其它用戶的流量也隨之發(fā)生改變，偏離設計要求流量，從而導致的水力失調，叫做動態(tài)水力失調。ZLF自力式平衡閥是一種利用介質自身的壓力變化進行自我控制而保持流經(jīng)該閥被控系統(tǒng)流量不變的閥門,自力式平衡閥并具有流量控制。運行前一次性調節(jié),即可使系統(tǒng)流量自動恒定在要求的設定值。
水平力失調將嚴重影響空調系統(tǒng)的運行，因此，必須通過在管道系統(tǒng)中增設靜態(tài)或者動態(tài)水力平衡設備（亦即平衡閥）使系統(tǒng)實現(xiàn)水力平衡，保證空間調的正常運行。



2暖通空間調系統(tǒng)平衡閥設計方案 平衡閥的分類
平衡閥是在水力工況下，起到動態(tài)、靜態(tài)平衡調節(jié)的閥門。對應于靜態(tài)和動態(tài)兩種水系統(tǒng)失衡狀況，平衡閥可分為兩大類：靜態(tài)平衡閥，動態(tài)平衡閥。靜態(tài)平衡閥亦稱平衡閥、手動平衡閥等，它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節(jié)流量的目的，其作用對象是系統(tǒng)的阻力，能夠將新的水量按照設計計算的比例平衡分配，各支路同時按比例增減，仍然滿足當前氣候需要下的部份負荷的流量需求，起到平衡的作用。



動態(tài)平衡閥分為動態(tài)流量平衡閥，動態(tài)壓差平衡閥，自力式自身壓差控制閥等。隨著空調行業(yè)的不斷發(fā)展與完善，平衡閥也出現(xiàn)的新的產(chǎn)品，目前很多項目采用了一種動態(tài)壓差平衡閥和電動調節(jié)閥結合在一起的一體閥，一般稱之為動態(tài)平衡電動調節(jié)閥。動態(tài)平衡電動調節(jié)閥是目前用于解決空調水系統(tǒng)平衡一個非常好的方法，當系統(tǒng)的壓力發(fā)生變化時，動態(tài)壓差平衡閥可以通過改變自身的通流面積使電動調節(jié)閥兩端的壓差保持不變，使調節(jié)閥的CV值始終為一，從而保證電動調節(jié)閥一直在工況下運行，真正做到水量的變化只與溫度有關而與壓力無關，可以保證進入空調箱的水量在任一時刻都是您所需要的水量。叢而使系統(tǒng)的性能更*，維護更方便。城建、化工、冶金、石油、制藥、食品、飲料、環(huán)保



暖通空間調系統(tǒng)平衡閥設計方案技術參數(shù)

①公稱壓力：1.6MPa

②殼體試驗壓力：2.4MPa

③適用介質：水、油等非腐蝕性液體

④介質溫度：0—100℃

⑤法蘭標準：GB/T 17241.6  GB/T 9113

⑥實驗標準：GB/T 13927  API598

主要材質

①閥體：銅、鑄鐵、灰鑄鐵、鑄鋼

②閥桿：不銹鋼

③閥瓣：鑄銅

④膜片：丁腈橡膠



暖通空間調系統(tǒng)平衡閥設計方案外形尺寸

公稱通徑DN(mm)	L	H	H1	流量控制范圍㎡/h
15	110	72	70	0.1～1
20	110	72	70	0.1～1.5
25	115	81	74	0.2～2
32	160	108	91	0.5～4
40	200	138	147	1～6
50	215	138	147	2～10
65	230	143	154	3～15
80	275	170	189	5～25
100	290	193	211	10～35
125	310	208	227	15～50
150	350	254	260	30～80
200	430	289	303	40～180
250	520	325	367	100～300
300	635	357	430	150～1500
350	670	372	495	200～7000
備注	DN15-DN20為螺紋連接

3 暖通空間調系統(tǒng)平衡閥設計方案的應用



3.1 定流量系統(tǒng)的靜態(tài)水力平衡
定流量系統(tǒng)是早期的暖通空調工程中常見的水力系統(tǒng)。
定流量系統(tǒng)是指系統(tǒng)不含任何調節(jié)閥門，系統(tǒng)在初調試完成后閥門開度無須做任何改變，系統(tǒng)各處流量始終保持恒定。定流量系統(tǒng)主要適用于末端設備無須通過流量來進行調節(jié)的系統(tǒng)，如采用變風量來調節(jié)的風機盤管和空調箱等。
定流量系統(tǒng)只存在靜態(tài)水力失調，基本不存在動態(tài)水力失調，因此只需在相關部位安裝靜態(tài)水力平衡設備即可。通常在系統(tǒng)機房集水器以及一些主要分支回水管上安裝靜態(tài)水力平衡閥。



3.2 暖通空間調系統(tǒng)平衡閥設計方案變流量系統(tǒng)的全面水力平衡
隨著人們對空調品質要求、節(jié)能意識的不斷提高以及空調系統(tǒng)的大型化，變流量水力系統(tǒng)在暖通空調工程中占據(jù)越來越重要的位置。
變流量系統(tǒng)是指系統(tǒng)在運行過程中各分支環(huán)路的流量隨外界負荷的變化而變化。由于暖通空調工程在一年的大部分時間均處于部分負荷運行工況，變流量系統(tǒng)大部分時間管道流量都低于設計流量，因此這種系統(tǒng)是高效節(jié)能的。
目前在暖通空調變流量系統(tǒng)中常用的兼具動態(tài)平衡與調節(jié)功能的動態(tài)水力平衡設備主要有動態(tài)平衡電動二通閥（風機盤管用）、動態(tài)平衡電動調節(jié)閥（各類空調箱用）等。



4 暖通空間調系統(tǒng)平衡閥設計方案幾個末端水力平衡方案的比較和分析
4.1 定流量系統(tǒng)水力平衡方案
（1）方案一：定流量系統(tǒng)－手動方案
圖1所示末端空調箱采用電動三通調節(jié)閥，屬于定流量系統(tǒng)，每臺末端的流量變化不會影響其他設備的流量，因此不存在相互影響的情況，即不存在動態(tài)水力失衡，故此方案僅在各個分支管設立靜態(tài)平衡閥，實現(xiàn)靜態(tài)平衡。在系統(tǒng)初調試時，通過調節(jié)靜態(tài)平衡閥，使系統(tǒng)在初調試合格后各臺末端設備的流量同時達到設計流量，從而實現(xiàn)靜態(tài)平衡。但是靜態(tài)平衡閥的調試需按照一定的程序，對于一個大系統(tǒng)而言初調試是相當困難的，往往由于進行后一個平衡閥的調節(jié)時，將會影響到前面已經(jīng)調節(jié)過的平衡閥，產(chǎn)生誤差。當這種誤差超過工程允許范圍時，則需進行再一次的測量和調節(jié)。如果由于用途改變等原因造成管路變化的，那么改造之后，必須重新對所有靜態(tài)平衡閥進行新的調試。



（2）方案二：定流量系統(tǒng)－自動方案
由于動態(tài)流量平衡閥的限流特性，因此此方案不必同方案一中的靜態(tài)平衡閥一樣逐級安裝，只需要在限流處安裝一個即可。動態(tài)流量平衡閥按流量進行選擇，安裝完畢后無需調試，將設定值設定為設計值即可使用。如果又后期改造，改造完后無需調試，只要重新設定流量值即可。



4.2 暖通空間調系統(tǒng)平衡閥設計方案變流量系統(tǒng)水力平衡方案
（1）方案三：變流量系統(tǒng)－動態(tài)壓差平衡閥方案。
空調箱采用電動兩通調節(jié)閥（此閥一般為比例積分調節(jié)，當然空調系統(tǒng)是復雜多樣的，大多數(shù)情況下還帶有風機盤管，所帶電動兩通閥僅起開關作用，在本文所列變流量兩個方案中，無論對空調箱還是風機盤管都可適用，因此在圖示中不一一畫出），任一空調箱由于負荷變化引起的流量變化都會影響其他空調末端設備的流量，產(chǎn)生動態(tài)失衡，此方案中在電動兩通調節(jié)閥前安裝一個動態(tài)壓差平衡閥，動態(tài)壓差平衡閥的作用是通過調節(jié)電動兩通調節(jié)閥進口B至出口A的壓差至設定壓差，這樣不管系統(tǒng)中其它的動態(tài)閥門怎樣動作，由于動態(tài)壓差平衡閥的調節(jié)作用這兩點的壓差始終保持恒定，這樣就避免了系統(tǒng)中各個末端設備調節(jié)的相互干擾，從而實現(xiàn)動態(tài)平衡。



在系統(tǒng)運行過程中，通過電動調節(jié)閥的調節(jié)作用使各個目標區(qū)域的溫度達到設定溫度；
當然，也可以將動態(tài)壓差平衡閥的取壓點定在A、C二點，動態(tài)壓差平衡閥的設定壓差隨之調整。這時電動調節(jié)閥的閥權度變小，從而使調節(jié)閥實際的流量特性曲線偏離理想流量特性曲線，調節(jié)特性變差。
調試時先將電動調節(jié)閥全開，然后將動態(tài)壓差平衡閥的壓差調至設定壓差即可。
此外由于同樣存在著靜態(tài)水力失衡，故在每個分支管處安裝靜態(tài)平衡閥（注：如果系統(tǒng)采用同程管道時可建議不設靜態(tài)平衡閥），調試時，電動閥全開，按靜態(tài)平衡閥調試程序進行調試，直至達到系統(tǒng)靜態(tài)平衡，至此完成系統(tǒng)全面水力平衡。



（2）方案四：變流量系統(tǒng)－動態(tài)平衡電動調節(jié)閥（兩通閥）方案
方案四的基本原理同方案三非常相似，動態(tài)平衡電動調節(jié)閥是將動態(tài)壓差平衡閥和電動兩通調節(jié)閥結合在一起，故又稱為一體閥。如圖4所示，由于動態(tài)平衡電動調節(jié)閥保證了該閥內電動調節(jié)閥芯二端A、B點的壓差不發(fā)生變化，因此系統(tǒng)壓力的波動不會影響到此設備，此設備流量仍然維持不變，制冷量不變，故此設備負責的空調區(qū)域溫、濕度仍保持平衡。



5 暖通空間調系統(tǒng)平衡閥設計方案結語

空調系統(tǒng)是復雜多樣的，本文的四個平衡閥方案僅就末端系統(tǒng)按定水量、變水量進行了討論，各有其一定的可行性，也有其一定的局限性。因此，在實際工程項目中，應該從經(jīng)濟、節(jié)能、施工難易度及調試等多方面加以考慮，選擇化的水力平衡方案。