浅谈平衡阀在暖通空调水系统中的应用

石建伟 方卫华

摘 要： 随着我国国民经济的不断提升，中央空调被广泛应用于各类建筑中，不仅能够满足人们生活和工作舒适度，而且能够减少能源消耗和设备投入，受到人们的青睐。要想使中央空调系统长期保持高效稳定的工作状态，其中一个重要条件就是保证水力平衡调节。通过长期实践可以看出，水力失调问题频繁出现在暖通空调系统使用中，相关企业需要认真分析其产生的原因，正确应用水利系统中的平衡阀，有效控制暖通空调系统的整体运行状态。

关键词： 平衡阀；暖通空调；水系统

现如今，暖通空调已经成为人们生活的必需品和工作的标配，想要确保空调温度高效的运行，需要有效控制水力平衡阀，采用正确的方法进行系统联调，既为系统的正常运行提供了保证，同时又节省了能源，使系统经济高效地运行。

一、暖通空调供暖设计中的一些问题

1、供暖系统的水力平衡，供暖系统的水力工况决定了供暖效果和质量，如果没有进行详细的水力平衡计算和设置相应的调控的设备，会使暖通系统运行水力失调现象发生，且由于供暖系统先天不足，对供暖系统的运行和调节带来了巨大的麻烦。因此做好前期设计计算工作和后期的运行调试工作尤为重要。

2、散热器的选择，由于目前的散热器品种多样，使得设计人员有了很大的选择空间，但是也要注意根据建筑物的功能特性适当的选用。供暖系统运行、保养和水质控制等环节的提高需要一个过程，所以在选择散热器时应尽量提高其适应客观条件的能力。

3、系统的噪音和振动，在设计时应对系统运行时产生的噪音和振动有预见性的进行避免或是采取有效的防治措施，将噪声和振动的危害控制在最小范围内。

二、水力失调和水力平衡的分类

1、静态水力失调和静态水力平衡

在供热系统的设计、施工和材料设备的选择方面出现了问题，导致了用户实际的管道特性阻力比值与设计要求的管道特性阻力数比值不一致，进而致使实际流量和设计流量的不一致，这称之为静态水力失调。但是如果通过对供热管道之中设计静態水力平衡设备，并对整个供热系统中的管道特性阻力比值进行调整，使其与设计数值保持一致，并能在各个末端设备中达到设计要求，流量也能同时达到设计要求，这则称之为静态水力平衡。

2、动态水力失衡和动态水力平衡

当用户阀门开度变化引起水流量改变时，其它用户的流量也随之发生改变，偏离设计要求流量，从而导致的水力失调，叫做动态水力失调。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。在出现动态水力失调时，可以在管道系统中安装动态水力平衡设备（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，通过动态水力平衡设备的屏蔽作用，使自身的流量并不随之发生变化，末端设备流量不互相干扰，各用户的实际流量与设计流量趋于一致，此时系统实现动态水力平衡。

三、 调节阀在工程中的应用

1、 风机盘管水系统

风机盘管系统通过控制双位电动双位阀的开关来实现室内温度恒定。常用的解决水力失调的方法有两种，一是在每层回水干管设置平衡阀，二是将末端的双位电动双位阀换成动态平衡双位电动双位阀。

平衡阀应按照计算的资用压头和通过流量来选择；平衡阀系统是一个等比系统，不存在冬夏转换的问题。平衡阀的调试，应保证每层干管在设计压差下的实际流量不大于设计流量，从而避免近水泵端环路流量过大，远端环路流量不足的情况。平衡阀的设置，消除了系统的剩余压头，避免了过流发生引起的能源浪费。由于其为手动一次性调试，当系统中压差发生变化时，不能够随系统变化而改变阻力系数，所以只能在一定范围内起到水力平衡作用。

动态平衡双位电动双位阀具有自力式流量调节阀的特性，在工作压差范围内，能维持流经风机盘管水量为额定水量而不受管道压力变化的影响，避免了过流发生引起的能源浪费，真正实现了水力平衡。其工作压差范围一般为30kPa～300kPa，在冷冻水泵扬程35m以下的范围内，不需要其他辅助调节阀，简化了水力平衡系统，缩短系统设计、调试所需时间。

2、空调箱水系统

空调箱通过控制电动调节阀的开度来实现室内温度恒定。常用的解决水力失调的方法有两种，一是在回水干管设置平衡阀，二是将末端的电动调节阀换成动态平衡阀电动调节阀。

设置平衡阀的情况同风机盘管系统。电动调节阀在管道压力的波动会影响调节水量，使空调箱很难满足所需水量，所以此种方法不建议采用。

动态平衡阀电动调节阀具有自力式流量调节阀的特性，在工作压差范围内，能维持流经风机盘管水量为连续调节的设定水量而不受管道压力变化的影响，避免了采用电动调节阀的不利上述不利情况，做到流量按需调节，真正实现了水力平衡。其工作压差范围一般为30kPa～300kPa，在冷冻水泵扬程35m以下的范围内，不需要其他辅助调节阀，简化了水力平衡系统，缩短系统设计、调试所需时间。

3、机房系统

并联冷水和冷却水循环泵之间的初次平衡较易通过管路和管径选择达到，但多台定流量泵并联时，水泵运行台数减少后，如管路特性不向增加阻力的方向变化，或者变化较小（例如水泵与热交换器直接、或与冷却塔之间共用集管连接，水泵运行台数减少时，不关停止使用的相应支路或设备阀门），运行的水泵流量会增加较大，水泵的电机有可能超负荷，因此宜设置自力式流量调节阀。如并联台数较少情况下，一般在水泵出口处加调节阀或三功能阀（调节、止回、关断），来起到调整管路阻力的作用。

四、空调系统设计动态平衡阀应用注意问题

1、动态平衡阀只起水力平衡的作用，不能用于负荷调节。由于对动态平衡阀的误解，容易认为平衡阀也能平衡空调或采暖负荷，用平衡阀取代电动三通阀或两通阀。各个设备的启停不会干扰影响其他设备的水流量，平衡阀起到了水力平衡的作用；而电动三通或两通阀节流，能够调节环境负荷所需数量。目前，带电动自控制功能的动态平衡阀已经面市，按负荷需求动态平衡空调系统实行节能就更容易实现了。因此采用带电动自控功能的动态平衡阀，可以将水力平衡与负荷调节合二为一，并直接用电脑控制设定流量，还简化了安装及便于安装在狭小的空间内。

2、动态平衡阀不应该多极设置。在空调设置中，手动调节阀是多极设计的。而按照这一方法多极设置动态平衡阀设计概念是不对的。其理由是：如果下级的一个或多个设备关闭电动阀，而上级平衡阀扔保持流量不变，则会造成下级未关闭的设备流量增加，不但加大了水流噪声，还会影响使用功能，并且也增加了不必要的经济投资。

3、空调设计中应根据冬夏供回水温差水量合理设置动态平衡阀。在四管制空调系统中用两个平衡阀是可以满足冬季及夏季不同的水量要求的，当冬、夏季节空调供热、冷水温差不同时，水流量差异很大，因此在两管制水系统中则应根据冬、夏季不同流量的要求设置平衡阀：一是设置可变流量型动态平衡阀，冬夏换季时转换阀门。二是设置两个平衡阀，阀1按冬季流量选择阀门，阀2按夏、冬季最大水量之差选择阀门，冬季阀1，夏季开两个阀，用两个阀门实现空调设备的四管制功能。三是采用带自控装置的动态平衡阀通过电脑设置流量。否则，由于冬季夏季空调水流量不同，而简单在空调末端上设置固定流量的动态平衡阀是不可能满足两个季节的水量平衡的。

五、结束语

综上所述，在暖通空调水系统中，应根据工程投资和系统的精度要求合理地选用水力平衡阀。既要满足工程设计和技术规范要求，同时又应采用合理的方案，节约资金。合理地安装水力平衡阀以及采用正确的方法进行系统联调，既为系统的正常运行提供了保证，同时又节省了能源，使系统经济高效地运行。■

参考文献

[1]赵南玉.水力平衡技术在空调系统的应用[J].科技资讯.2010（21）.

[2]李锐.建筑供暖系统的水力平衡与节能[J].中国住宅设施.2013（10）.