淺談平衡閥在暖通空調(diào)水系統(tǒng)中的應(yīng)用

石建偉 方衛(wèi)華

摘 要： 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷提升，中央空調(diào)被廣泛應(yīng)用于各類建筑中，不僅能夠滿足人們生活和工作舒適度，而且能夠減少能源消耗和設(shè)備投入，受到人們的青睞。要想使中央空調(diào)系統(tǒng)長期保持高效穩(wěn)定的工作狀態(tài)，其中一個重要條件就是保證水力平衡調(diào)節(jié)。通過長期實踐可以看出，水力失調(diào)問題頻繁出現(xiàn)在暖通空調(diào)系統(tǒng)使用中，相關(guān)企業(yè)需要認(rèn)真分析其產(chǎn)生的原因，正確應(yīng)用水利系統(tǒng)中的平衡閥，有效控制暖通空調(diào)系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)。

關(guān)鍵詞： 平衡閥；暖通空調(diào)；水系統(tǒng)

現(xiàn)如今，暖通空調(diào)已經(jīng)成為人們生活的必需品和工作的標(biāo)配，想要確?？照{(diào)溫度高效的運(yùn)行，需要有效控制水力平衡閥，采用正確的方法進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，既為系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了保證，同時又節(jié)省了能源，使系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)高效地運(yùn)行。

一、暖通空調(diào)供暖設(shè)計中的一些問題

1、供暖系統(tǒng)的水力平衡，供暖系統(tǒng)的水力工況決定了供暖效果和質(zhì)量，如果沒有進(jìn)行詳細(xì)的水力平衡計算和設(shè)置相應(yīng)的調(diào)控的設(shè)備，會使暖通系統(tǒng)運(yùn)行水力失調(diào)現(xiàn)象發(fā)生，且由于供暖系統(tǒng)先天不足，對供暖系統(tǒng)的運(yùn)行和調(diào)節(jié)帶來了巨大的麻煩。因此做好前期設(shè)計計算工作和后期的運(yùn)行調(diào)試工作尤為重要。

2、散熱器的選擇，由于目前的散熱器品種多樣，使得設(shè)計人員有了很大的選擇空間，但是也要注意根據(jù)建筑物的功能特性適當(dāng)?shù)倪x用。供暖系統(tǒng)運(yùn)行、保養(yǎng)和水質(zhì)控制等環(huán)節(jié)的提高需要一個過程，所以在選擇散熱器時應(yīng)盡量提高其適應(yīng)客觀條件的能力。

3、系統(tǒng)的噪音和振動，在設(shè)計時應(yīng)對系統(tǒng)運(yùn)行時產(chǎn)生的噪音和振動有預(yù)見性的進(jìn)行避免或是采取有效的防治措施，將噪聲和振動的危害控制在最小范圍內(nèi)。

二、水力失調(diào)和水力平衡的分類

1、靜態(tài)水力失調(diào)和靜態(tài)水力平衡

在供熱系統(tǒng)的設(shè)計、施工和材料設(shè)備的選擇方面出現(xiàn)了問題，導(dǎo)致了用戶實際的管道特性阻力比值與設(shè)計要求的管道特性阻力數(shù)比值不一致，進(jìn)而致使實際流量和設(shè)計流量的不一致，這稱之為靜態(tài)水力失調(diào)。但是如果通過對供熱管道之中設(shè)計靜態(tài)水力平衡設(shè)備，并對整個供熱系統(tǒng)中的管道特性阻力比值進(jìn)行調(diào)整，使其與設(shè)計數(shù)值保持一致，并能在各個末端設(shè)備中達(dá)到設(shè)計要求，流量也能同時達(dá)到設(shè)計要求，這則稱之為靜態(tài)水力平衡。

2、動態(tài)水力失衡和動態(tài)水力平衡

當(dāng)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(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)是動態(tài)的、變化的，它不是系統(tǒng)本身所固有的，是在系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的。在出現(xiàn)動態(tài)水力失調(diào)時，可以在管道系統(tǒng)中安裝動態(tài)水力平衡設(shè)備（流量調(diào)節(jié)器或壓差調(diào)節(jié)器），當(dāng)其它用戶閥門開度發(fā)生變化時，通過動態(tài)水力平衡設(shè)備的屏蔽作用，使自身的流量并不隨之發(fā)生變化，末端設(shè)備流量不互相干擾，各用戶的實際流量與設(shè)計流量趨于一致，此時系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)水力平衡。

三、 調(diào)節(jié)閥在工程中的應(yīng)用

1、 風(fēng)機(jī)盤管水系統(tǒng)

風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)通過控制雙位電動雙位閥的開關(guān)來實現(xiàn)室內(nèi)溫度恒定。常用的解決水力失調(diào)的方法有兩種，一是在每層回水干管設(shè)置平衡閥，二是將末端的雙位電動雙位閥換成動態(tài)平衡雙位電動雙位閥。

平衡閥應(yīng)按照計算的資用壓頭和通過流量來選擇；平衡閥系統(tǒng)是一個等比系統(tǒng)，不存在冬夏轉(zhuǎn)換的問題。平衡閥的調(diào)試，應(yīng)保證每層干管在設(shè)計壓差下的實際流量不大于設(shè)計流量，從而避免近水泵端環(huán)路流量過大，遠(yuǎn)端環(huán)路流量不足的情況。平衡閥的設(shè)置，消除了系統(tǒng)的剩余壓頭，避免了過流發(fā)生引起的能源浪費(fèi)。由于其為手動一次性調(diào)試，當(dāng)系統(tǒng)中壓差發(fā)生變化時，不能夠隨系統(tǒng)變化而改變阻力系數(shù)，所以只能在一定范圍內(nèi)起到水力平衡作用。

動態(tài)平衡雙位電動雙位閥具有自力式流量調(diào)節(jié)閥的特性，在工作壓差范圍內(nèi)，能維持流經(jīng)風(fēng)機(jī)盤管水量為額定水量而不受管道壓力變化的影響，避免了過流發(fā)生引起的能源浪費(fèi)，真正實現(xiàn)了水力平衡。其工作壓差范圍一般為30kPa～300kPa，在冷凍水泵揚(yáng)程35m以下的范圍內(nèi)，不需要其他輔助調(diào)節(jié)閥，簡化了水力平衡系統(tǒng)，縮短系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試所需時間。

2、空調(diào)箱水系統(tǒng)

空調(diào)箱通過控制電動調(diào)節(jié)閥的開度來實現(xiàn)室內(nèi)溫度恒定。常用的解決水力失調(diào)的方法有兩種，一是在回水干管設(shè)置平衡閥，二是將末端的電動調(diào)節(jié)閥換成動態(tài)平衡閥電動調(diào)節(jié)閥。

設(shè)置平衡閥的情況同風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)。電動調(diào)節(jié)閥在管道壓力的波動會影響調(diào)節(jié)水量，使空調(diào)箱很難滿足所需水量，所以此種方法不建議采用。

動態(tài)平衡閥電動調(diào)節(jié)閥具有自力式流量調(diào)節(jié)閥的特性，在工作壓差范圍內(nèi)，能維持流經(jīng)風(fēng)機(jī)盤管水量為連續(xù)調(diào)節(jié)的設(shè)定水量而不受管道壓力變化的影響，避免了采用電動調(diào)節(jié)閥的不利上述不利情況，做到流量按需調(diào)節(jié)，真正實現(xiàn)了水力平衡。其工作壓差范圍一般為30kPa～300kPa，在冷凍水泵揚(yáng)程35m以下的范圍內(nèi)，不需要其他輔助調(diào)節(jié)閥，簡化了水力平衡系統(tǒng)，縮短系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)試所需時間。

3、機(jī)房系統(tǒng)

并聯(lián)冷水和冷卻水循環(huán)泵之間的初次平衡較易通過管路和管徑選擇達(dá)到，但多臺定流量泵并聯(lián)時，水泵運(yùn)行臺數(shù)減少后，如管路特性不向增加阻力的方向變化，或者變化較?。ɡ缢门c熱交換器直接、或與冷卻塔之間共用集管連接，水泵運(yùn)行臺數(shù)減少時，不關(guān)停止使用的相應(yīng)支路或設(shè)備閥門），運(yùn)行的水泵流量會增加較大，水泵的電機(jī)有可能超負(fù)荷，因此宜設(shè)置自力式流量調(diào)節(jié)閥。如并聯(lián)臺數(shù)較少情況下，一般在水泵出口處加調(diào)節(jié)閥或三功能閥（調(diào)節(jié)、止回、關(guān)斷），來起到調(diào)整管路阻力的作用。

四、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計動態(tài)平衡閥應(yīng)用注意問題

1、動態(tài)平衡閥只起水力平衡的作用，不能用于負(fù)荷調(diào)節(jié)。由于對動態(tài)平衡閥的誤解，容易認(rèn)為平衡閥也能平衡空調(diào)或采暖負(fù)荷，用平衡閥取代電動三通閥或兩通閥。各個設(shè)備的啟停不會干擾影響其他設(shè)備的水流量，平衡閥起到了水力平衡的作用；而電動三通或兩通閥節(jié)流，能夠調(diào)節(jié)環(huán)境負(fù)荷所需數(shù)量。目前，帶電動自控制功能的動態(tài)平衡閥已經(jīng)面市，按負(fù)荷需求動態(tài)平衡空調(diào)系統(tǒng)實行節(jié)能就更容易實現(xiàn)了。因此采用帶電動自控功能的動態(tài)平衡閥，可以將水力平衡與負(fù)荷調(diào)節(jié)合二為一，并直接用電腦控制設(shè)定流量，還簡化了安裝及便于安裝在狹小的空間內(nèi)。

2、動態(tài)平衡閥不應(yīng)該多極設(shè)置。在空調(diào)設(shè)置中，手動調(diào)節(jié)閥是多極設(shè)計的。而按照這一方法多極設(shè)置動態(tài)平衡閥設(shè)計概念是不對的。其理由是：如果下級的一個或多個設(shè)備關(guān)閉電動閥，而上級平衡閥扔保持流量不變，則會造成下級未關(guān)閉的設(shè)備流量增加，不但加大了水流噪聲，還會影響使用功能，并且也增加了不必要的經(jīng)濟(jì)投資。

3、空調(diào)設(shè)計中應(yīng)根據(jù)冬夏供回水溫差水量合理設(shè)置動態(tài)平衡閥。在四管制空調(diào)系統(tǒng)中用兩個平衡閥是可以滿足冬季及夏季不同的水量要求的，當(dāng)冬、夏季節(jié)空調(diào)供熱、冷水溫差不同時，水流量差異很大，因此在兩管制水系統(tǒng)中則應(yīng)根據(jù)冬、夏季不同流量的要求設(shè)置平衡閥：一是設(shè)置可變流量型動態(tài)平衡閥，冬夏換季時轉(zhuǎn)換閥門。二是設(shè)置兩個平衡閥，閥1按冬季流量選擇閥門，閥2按夏、冬季最大水量之差選擇閥門，冬季閥1，夏季開兩個閥，用兩個閥門實現(xiàn)空調(diào)設(shè)備的四管制功能。三是采用帶自控裝置的動態(tài)平衡閥通過電腦設(shè)置流量。否則，由于冬季夏季空調(diào)水流量不同，而簡單在空調(diào)末端上設(shè)置固定流量的動態(tài)平衡閥是不可能滿足兩個季節(jié)的水量平衡的。

五、結(jié)束語

綜上所述，在暖通空調(diào)水系統(tǒng)中，應(yīng)根據(jù)工程投資和系統(tǒng)的精度要求合理地選用水力平衡閥。既要滿足工程設(shè)計和技術(shù)規(guī)范要求，同時又應(yīng)采用合理的方案，節(jié)約資金。合理地安裝水力平衡閥以及采用正確的方法進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，既為系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了保證，同時又節(jié)省了能源，使系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)高效地運(yùn)行?！?/p>

參考文獻(xiàn)

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