动态平衡阀在节能变流量暖通空调系统中的应用

许天祥 刘福

摘要:动态平衡阀对变流量系统运行时的水力失调的调节

关键词:动态水力平衡 动态平衡阀

中图分类号：TE08文献标识码： A

Abstract: the dynamic balance valve to adjust the hydraulic variable flowsystem disorders

Keywords: dynamic hydraulic balance of dynamic balance valve

中图分类号：Tu831.7 文献标识码:A

一、前言

随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，世界上大多数国家也充分认识到了环境对我们人类发展的重要性。各国都在采取积极有效的措施改善环境，减少污染。这其中最为重要也是最为紧迫的问题就是能源问题，要从根本上解决能源问题，除了寻找新的能源，节能是非常关键的，也是目前最直接有效的重要措施。暖通空调系统作为建筑能耗大户，占整个建筑能耗的40%，发达国家更多，甚至达到60%，因此减少暖通空调系统的能耗更能有效的节能。目前采用变流量系统更能有效的节约能源，但变流量空调系统的水力失调会导致能耗增加，本文着重讨论动态平衡阀如何解决采暖空调中变流量水力失调问题及相关安装调试要求。

二、概述

采暖空调水系统主要分为定流量和变流量水系统，定流量系统按照设计流量运行不可调节，变流量水系统能随负荷的变化自动调节或根据自身需求手动调节，暖通空调工程在一年运行的大部分时间均处于部分负荷运行工况，因此变流量系统大部分时间系统流量都是低于设计流量的。因此变流量系统是实时、灵敏、高效、节能的。但变流量系统在运行时存在动态水力失调，动态水力失调会导致管网上部分末端设备流量达不到设计要求，此时增加了水泵得输出功率，增加了能耗，因此必须采取相应的水力平衡措施来实现系统的水力平衡，减少能耗。

三、动态水力平衡的实现

动态水力失调是动态的、变化的，它不是系统本身所固有的，是在系统运行过程中产生的。通过在管道系统中增设动态水力平衡设备（流量调节器或压差调节器），当其它用户阀门开度发生变化时，通过动态水力平衡阀的屏蔽作用，末端设备流量不互相干扰，此时系统实现动态水力平衡。

四、平衡阀原理

平衡阀分为静态平衡阀和动态平衡阀，静态平衡阀是早期产品，安装调试复杂，而且一旦设置好，主要针对系统本身的静态水力平衡，对变流量系统无调节功能。而动态平衡阀具有随流量压差自动调节功能，安装简便，是近2年市场主要推广产品。动态平衡阀分为两种，一、动态流量平衡阀；二、动态压差平衡阀。具体选择什么流量平衡还是压差平衡根据系统而定，一般变流量系统使用动态压差平衡阀较多，而保证局部流量恒定则使用流量平衡阀。本文侧重谈动态压差平衡阀。

动态压差平衡阀，其工作原理： ΔP = ( q / Kv )2。这类阀门的工作原理及功能与传统的自力式压差控制阀大同小异，都是通过调整阀门自身的开度，来调整其所消耗的压差，以实现被控对象（或某两点之间）的压差恒定。它一般由阀体及执行机构组成，而阀体主要包括阀芯和阀座，执行机构则由弹簧组件及膜片构成的膜盒及与之相连接的脉冲管（或毛细管）组成

五、几种常见的变流量动态水力平衡方式

1、机房干管上水力平衡

如图1在机房分集水器旁通管上设压差调节器PV调节分集水器压差，当某一分支环路如F1-J1流量变化时，由于压差调节器的调节作用，使分集水器压差△P保持不变。这样，其余分支环路F2-J2、F3-J3的流量并不随之发生变化，从而使系统实现动态水力平衡。

2、供热系统典型的变流量水力平衡方式：

如图2所示为垂直双管、水平双管并联分户设环供热系统。在垂直立管回水管上设压差调节器1，当其它立管的管道特性发生变化时，由于压差调节器1的调节作用，垂直立管供回水关键点A、B的压差保持不变；在水平管回水管上设压差调节器2，当其它不同楼层水平管管道特性发生变化时，由于压差调节器的调节作用，供回水管关键点C、D的压差保持不变。这时当该环路某一散热器所在房间负荷变化引起温控阀WA开度变化时，由于压差调节器的调节作用，关键点C、D的压差不变，这样该环路其余散热器的流量并不会随之变化。

通过对变流量供热系统关键点压差的层层整定，使系统中每个散热器的流量只会因为自身负荷变化而通过温控阀的调节来改变，并不会因为系统中其它散热器流量变化而发生变化。这样，系统真正地实现了动态水力平衡。

3、带动态平衡电动调节阀的空气处理机组（柜式换热机组）变流量水力平衡方式：动态平衡电动调节阀是一种新颖高效、调节性能极佳的电动调节阀，它实质上是压差调节器与电动调节阀的集成。如图3所示，当系统其它管路的特性发生变化时，由于动态平衡电动调节阀内置压差调节器的作用，使A、B二点的压差保持不变。如果电动调节阀VM开度不变，则通过空气处理机组的水流量保持不变。当空气处理机组回风温度T发生变化时，输入到调节计的测量回风温度与设定回风温度相比较，输出一个4-20mA的控制信号去控制电动调节阀的开度，以调节水流量，保证回风温度与设定温度一致。在电动调节阀动作时，由于压差调节器的作用，电动调节阀二端压差（A、B二点）保持不变，因此这种调节是灵敏高效的，且调节阀流量特性曲线与理想的流量特性曲线一致，没有变形。这种电动调节阀比普通的电动调节阀具有更好的调节特性。

六、调试安装

1、检查准备工作

1．1检查图纸，按照图纸要求选用平衡阀，包括压力范围管径等。

1．2平衡阀前注意安装好闸阀，方便检修更换工作。

1．3做完通水试验后，检查管路是否畅通，过滤器是否清洁。

1．4检查平衡阀的电池是否处于工作电压状态。

1．5检查水泵是否正常运转，如果水泵是变速水泵，是否是最高速。

2、调试工作

调节前让所有入口阀门关死，让暖通系统处于停运状态，然后顺次（从最远端或者最近端）逐个开启阀门，使其通过的流量等于设计流量， 动态水力平衡阀根据施工图纸中设计的压差及流量提供给厂家，动态平衡阀在出厂前按设计参数设定之后，到现场后可直接安装。不需要手动调节数值。当施工管路与设计管路变化较大时，需要重新计算动态平衡阀的压差或流量。

值得注意的问题：

1） 根据系统情况需要，建议装在回水管上（高低区差别较大时，安装在供水管路上）。

2） 动态压差平衡阀在水平管路安装时，导压管必须安装在管壁的上侧，立管没有方位限制。

3） 尽量安装在直管段上，阀门的箭头方向随管路水流方向。

七、 应用实例

公司承建的政泉花园6#、7#、8#楼建筑面积118973M2，其中采暖系统采用下送下回双管制，每栋楼设管井，由地下室干管引入各楼层，下管井采用分户计量，采暖调试时候发现部分楼层房间散热器温度不够，排除管路堵塞，检查竖直干管供回水压力，发现压差为0.04MPa检查图纸，只在在市政外管网设置了平衡阀门，换热站采暖水泵流量为240m3/h,甲方要求加开备用水泵，流量加大为480m3/h,但效果依然不明显，我方要求在地下室干管设置平衡阀，同时在管井竖直干管设置平衡阀，经甲方设计同意加装，将每户的温控阀门调节调节，调小原来供暖温度较高的房间的温控阀开度，并确保每栋楼的竖直干管压差0.1MPa左右,经过每户检查，发现原来不热的房间能达到设计温度，为竣工验收提供了保证。

综上所述，动态平衡调节阀能有效的调节变流量系统水力失调，避免设计和施工中出现的不可避免的水力失调现象，能使变流量系统更有效的运行，更好的节能，，我们在施工设计时候要积极学习了解并使用节能新产品，建设和谐社会、节约型社会。