1、探討動(dòng)態(tài)流量平衡閥在暖通空調(diào)工程中的典型應(yīng)用模型    探討動(dòng)態(tài)流量平衡閥在暖通空調(diào)工程中的典型應(yīng)用模型 摘要：介紹了動(dòng)態(tài)流量平衡閥的工作原理及類(lèi)型；提出了選用動(dòng)態(tài)流量平衡閥的方法；說(shuō)明了動(dòng)態(tài)流量平衡閥在暖通空調(diào)工程中的典型應(yīng)用場(chǎng)合。 關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)流量平衡閥 水力平衡 流量 壓差 為保證采暖和空調(diào)建筑的冷、熱負(fù)荷需求,同時(shí)使采暖和空調(diào)水系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì),在水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行調(diào)節(jié)中保證完善的水力平衡是十分必要的。但系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)水力工況往往存在動(dòng)態(tài)的變化,與設(shè)計(jì)工況不符,造成各種水力失調(diào)問(wèn)題,包括動(dòng)態(tài)和靜態(tài)；目前應(yīng)用的各種壓力調(diào)節(jié)

2、裝置如普通調(diào)節(jié)閥門(mén)、節(jié)流孔板、靜態(tài)流量平衡閥等存在調(diào)節(jié)不便、精度不高、運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)等缺點(diǎn),最主要的是,上述產(chǎn)品無(wú)法解決動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。因此,近年來(lái)具有自動(dòng)達(dá)到水力平衡功能的動(dòng)態(tài)流量平衡閥逐漸引起了設(shè)計(jì)者和運(yùn)行管理單位的重視。 1動(dòng)態(tài)流量平衡閥的工作原理及類(lèi)型動(dòng)態(tài)流量平衡閥從流體力學(xué)的角度看,相當(dāng)于一個(gè)局部阻力可以改變的節(jié)流件,它的工作原理是通過(guò)改變閥芯的過(guò)流面積,適應(yīng)閥前后的壓差變化,而控制流量。對(duì)于不可壓縮流體,流量方程式為：Q=c·A·P式中：Q流經(jīng)閥門(mén)的流量；c與流體介質(zhì)和閥門(mén)開(kāi)度有關(guān)的流量系數(shù)；A閥芯的過(guò)流面積；P閥前后的壓差；對(duì)于一定的流體介質(zhì),當(dāng)閥門(mén)達(dá)到某

3、一特定的開(kāi)度時(shí),c可近似恒定,其流量的恒定可通過(guò)A·(P)0.5的恒定來(lái)保持,動(dòng)態(tài)流量平衡閥就是以此原理來(lái)工作的。動(dòng)態(tài)平衡閥的核心部件為閥膽,動(dòng)態(tài)平衡功能由閥膽完成。目前市場(chǎng)上動(dòng)態(tài)平衡閥品牌繁多,但其基本思路是一致的,閥膽不再是傳統(tǒng)的閥板或錐形閥塞結(jié)構(gòu),而是將其改為或增設(shè)可隨壓差自主調(diào)節(jié)過(guò)流面積和阻力的結(jié)構(gòu)。動(dòng)態(tài)流量平衡閥根據(jù)自身結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)方式的差異,可分為固定流量型、手動(dòng)可調(diào)節(jié)流量型和電動(dòng)可調(diào)節(jié)流量型三大類(lèi)。1.1固定流量型閥膽本身具有動(dòng)態(tài)平衡功能,閥門(mén)流量在出廠前由廠家設(shè)定,一經(jīng)設(shè)定不可現(xiàn)場(chǎng)更改。閥門(mén)所控流量不受系統(tǒng)中壓差波動(dòng)的影響,保持設(shè)備所需的額定水量恒定。固定流量型動(dòng)態(tài)流量

4、平衡閥,閥膽由精確開(kāi)孔的過(guò)流孔板活塞筒、不銹鋼彈簧及支撐件構(gòu)成。過(guò)流孔板活塞筒與不銹鋼彈簧配合動(dòng)作,在系統(tǒng)壓差作用下保證過(guò)流面積隨壓差變化自力式地改變。壓差增大,過(guò)流面積減少；壓差減小,過(guò)流面積增大；從而在工作壓差范圍內(nèi)保證流量恒定。固定流量型動(dòng)態(tài)流量平衡閥閥膽結(jié)構(gòu)如下圖。1.2動(dòng)可調(diào)節(jié)流量型與固定流量型的區(qū)別外在表現(xiàn)為可現(xiàn)場(chǎng)更改設(shè)定的流量。手動(dòng)可調(diào)型采用了與預(yù)設(shè)定型不同的可調(diào)校流量式閥膽,這種閥膽的流量調(diào)節(jié)部分與動(dòng)態(tài)平衡部分分別設(shè)置,保證了某一閥門(mén)開(kāi)度時(shí),流量為該開(kāi)度對(duì)應(yīng)的唯一恒定值；開(kāi)度改變,則流量值改變。即真正 實(shí)現(xiàn)了流量與開(kāi)度的唯一對(duì)應(yīng)關(guān)系。通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)改變閥膽的過(guò)流面積的方式,來(lái)改變

5、閥膽的設(shè)定流量。 1閥體2執(zhí)行器3調(diào)整軸4流量可調(diào)部分5調(diào)節(jié)彈簧6環(huán)狀薄膜7導(dǎo)壓管如上圖所示,手動(dòng)調(diào)節(jié)部分與調(diào)整軸3相連,帶動(dòng)流量調(diào)節(jié)部分4的上下運(yùn)動(dòng),改變開(kāi)度。其動(dòng)態(tài)平衡部分是由內(nèi)置的彈簧5及環(huán)狀薄膜6組件構(gòu)成的。它可以通過(guò)導(dǎo)壓孔使閥前壓力P1連通至閥體薄膜腔,通過(guò)彈簧薄膜組件的作用自動(dòng)地調(diào)節(jié)閥體內(nèi)部的壓差,使過(guò)流口的前后壓差P1-P2始終恒定。從而保證閥門(mén)某開(kāi)度設(shè)定的流量始終穩(wěn)定,不受系統(tǒng)壓差波動(dòng)的影響,保證系統(tǒng)相互之間不干擾,使電動(dòng)調(diào)節(jié)與系統(tǒng)動(dòng)態(tài)平衡同步執(zhí)行。1.3電動(dòng)可調(diào)節(jié)流量型為手動(dòng)可調(diào)節(jié)流量型閥門(mén)配置電動(dòng)執(zhí)行器后,閥門(mén)的流量調(diào)節(jié)工作也由自控完成,該閥門(mén)即成為電動(dòng)可調(diào)節(jié)流量型動(dòng)態(tài)平衡

6、閥動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,可以根據(jù)負(fù)荷變化以比例積分的調(diào)節(jié)方式自主調(diào)節(jié)水量。動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥流量-壓差-開(kāi)度曲線。 2動(dòng)態(tài)流量平衡閥的選擇選用動(dòng)態(tài)流量平衡閥時(shí),應(yīng)首先進(jìn)行水力計(jì)算,確定流量、壓差范圍。2.1流量選擇對(duì)于固定流量型動(dòng)態(tài)平衡閥以及手動(dòng)可調(diào)型動(dòng)態(tài)流量平衡閥,只要按項(xiàng)目設(shè)計(jì)資料提供的“設(shè)備流量參數(shù)”,選擇最接近的閥膽流量即可；對(duì)于電動(dòng)可調(diào)節(jié)流量型動(dòng)態(tài)平衡閥,要保證所選閥門(mén)的最大設(shè)定流量不小于按所控部分最大設(shè)計(jì)流量,而且是最接近的選擇流量。2.2壓差選擇對(duì)于某一特定的環(huán)路,應(yīng)先確定該閥門(mén)在運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的最大和最小壓降：最大壓降通常發(fā)生在別的環(huán)路關(guān)閉時(shí),最小壓降通常發(fā)生在所有

7、的環(huán)路全部打開(kāi)時(shí)。由此計(jì)算最大壓差。并在廠家樣本中選擇同時(shí)滿足流量和壓差范圍要求的閥門(mén)。 3動(dòng)態(tài)流量平衡閥在暖通空調(diào)工程中的應(yīng)用3.1在采暖工程中的應(yīng)用在區(qū)域供熱管網(wǎng)中,可在每棟建筑物的采暖入口處的回水管上安裝一只動(dòng)態(tài)流量平衡閥,解決系統(tǒng)水力工況的動(dòng)態(tài)波動(dòng),確保水力平衡。如果用于室內(nèi)垂直單管上供下回式采暖系統(tǒng),可在每根采暖立管的底端設(shè)置動(dòng)態(tài)流量平衡閥,以保持每根立管的流量恒定。3.2在空調(diào)工程中的應(yīng)用在冷凍水系統(tǒng)中,可在每臺(tái)冷水機(jī)組的冷凍水出口管上安裝一只固定流量型動(dòng)態(tài)平衡閥,以使機(jī)組達(dá)到額定出力,避免多臺(tái)冷水機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行時(shí)發(fā)生出力不均的偏載現(xiàn)象和部分機(jī)組運(yùn)行時(shí),因流量減少管路水力特

8、性發(fā)生變化,造成水泵電機(jī)電流過(guò)載的問(wèn)題。對(duì)于二次泵系統(tǒng),可在二次泵出口管上安裝動(dòng)態(tài)流量平衡閥,使水泵的工作點(diǎn)處于最佳狀態(tài)。對(duì)于空調(diào)末端裝置,如為風(fēng)機(jī)盤(pán)管,采用動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)兩通閥,安裝在風(fēng)機(jī)盤(pán)管回水管,通過(guò)溫控器控制閥門(mén)的開(kāi)關(guān),來(lái)滿足舒適度要求,閥門(mén)開(kāi)通期間,保持通過(guò)風(fēng)機(jī)盤(pán)管的冷熱水流量恒定為盤(pán)管的額定值； 如為空調(diào)機(jī)組或新風(fēng)機(jī)組,可采用動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥,運(yùn)行和控制由控制面板和中央監(jiān)控器來(lái)進(jìn)行,按照暖通自控設(shè)計(jì),根據(jù)采集的反饋溫度信號(hào),合理調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)啟度,并保持調(diào)節(jié)信號(hào)不變時(shí)流量恒定,不受其它環(huán)路和末端裝置調(diào)節(jié)的影響。  4結(jié)語(yǔ)動(dòng)態(tài)平衡閥可以有效解決水系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)水力平衡和靜態(tài)水力平衡,系統(tǒng)中無(wú)需其他平衡手段,且無(wú)需初調(diào)試,簡(jiǎn)化系統(tǒng),減少工作量,縮短施工時(shí)間。動(dòng)態(tài)平衡閥采用全末端控制方案,而且功能是保證所控末端設(shè)備的流量不受其他支路和末端調(diào)節(jié)的影響,因此,使用動(dòng)態(tài)平衡閥方案的水系統(tǒng)可以完成一部分即使用一部分,或者,建筑擴(kuò)建后,增加的水系統(tǒng)部分可以直接與原系統(tǒng)接口,無(wú)需重新調(diào)試。動(dòng)態(tài)平衡閥實(shí)現(xiàn)了真正意義上的變水量運(yùn)行,水泵完全可以按照系統(tǒng)所需來(lái)輸送水量,避免了定水量系統(tǒng)即使部分負(fù)荷時(shí)水泵依