动态平衡阀在暖通工程的应用分析

2022-03-06 12:54:20 点击量:

随着我国建筑规模扩大，建筑数量不断增多，人们对于室内环境具有较高的要求，特别是商业建筑，如何有效扩大商用面积，确保空调系统正确、安全运行，而不增加消耗，是暖通行业建筑需重视的问题。

无论是采暖、空调工程，因条件制约不可能全部使用同程系统，实际设计时，异程系统为确保系统中环路末端的不利资用压头，其它空调末端资用设计工况需要值，尤其是规模大建筑功能复杂工程，由于异程管线长，空调末端启停差异、阻力差异，靠近冷热源位置具有剩量的资用压头，流量分配与设计状态偏离，引起系统水力失调。因流量偏差，导致冷热源近端出现采暖不热、空调太凉等现象，不仅确保使用功能，导致能源浪费。

一、解决水利失调方法

首先，加节流孔板。空调靠近冷源环路、热力入口等部分管段，增加节流孔板，解决水力失调的水系统热力末端流量、阻力计算准确，无法出现变化。所以，末端流量变化仍会导致水力失调、能源浪费。

其次，手动调节阀的安装。针对大型空调系统，选择手动调节阀难以进行调节，若对前端阀门进行手动调节，会影响后端流量。调整后端流量，其前端流量会出现变化。所以，调整费力、费时。针对复杂系统，工程师需具有调节阀门，若出现系统压力、负荷，对水力系统进行重新调整。

第三，动态流量平衡阀的安装。确定空调设备末端、热力入口的设计流量，按照阀门处压力、流量变化的范围，确定动态平衡阀，将阀门安置好，只需阀门处压差变化，控制阀门压力，不需要人为调节。

二、动态平衡阀特点

首先，动态平衡阀工作原理。对平衡阀阀芯过流面积进行调整，以适应阀门前后变化，实现流量控制。动态平衡阀属于一个以改变局部阻力为主的节流元件，针对不可压缩流体，流量方程：Q=KA(△P)，其中Q代表平衡阀流量，K代表流量系数，A代表阀芯过流面积，△P代表阀门的进出口压差。当阀门开度不变时，可忽视K值变化。所以，阀门流量维持A(△P)不变。平衡阀则由支撑装置、高精度弹簧、过流阀胆构成，弹簧的受压差对阀胆的过流大小进行控制，进而恒定阀门流量。

其次，阀门工作过程。若小启动压差大于平衡阀的前后压差，则表示弹簧没有被压缩，此时的流通面积大。若平衡阀门前后的压差处于工作范围内，则弹簧被阀胆压缩，处于工作状态，阀胆两边圆孔、几何型通道经过水流。因阀胆处于运动状态，几何流型通道也由于变化，阀体流通面积也随之变化。处于该压缩范围内，可基本恒定水流流量。若平衡阀的前后压差大于工作范围，弹簧被阀胆全部压缩，只有阀胆两边圆孔有水流，即阀胆作为固定调节器，压差和流量呈正比，压差增大，流量也随之增大。

动态平衡阀通过一定压力范围，对空调末端流量大值进行控制，可实现流量的自动恒定，空调采暖的负荷不稳定，系统调试被简化，减少调试时间。尤其平衡阀在异程水系统的应用，可实现设计环境温度、水力工况平衡，其他末端启停对空调系统末端设备的运行不造成影响。

三、实际工程中动态平衡阀的运用

首先，区域供暖。动态平衡阀运用于热力入口，确保系统流量，室内温暖阀、采暖系统需确保每个散热器具有足够的流量，动态平衡阀需确保恒定各立管流量，使水平失调得到解决。

其次，空调系统。在大型空调系统、集中式空调系统中，平衡阀设置在空调设备的末端，经过三通电动阀确保设备的运行流量，平衡阀调整水力工况，当水泵、冷却塔、冷热源的设计管线受到限制时，采用平衡阀防止负荷偏载，确保设备正常、安全运行。

四、空调系统设计动态平衡阀反感因该注意的问题

首先，动态平衡阀无法调整负荷。在空调系统设计中，只能调节水力平衡，无法调节负荷，因误解了动态平衡阀，极易认为平衡阀可调整采暖负荷、平衡空调，利用平衡阀代替电动两通阀、三通阀。然而随着室内负荷、结构负荷的动态变化，空调设备水量也实现动态变化，即可确保室内温度，也可达到节省的目的。大型空调系统的运用，将平衡阀设置在空调设备中，各设备启停对其它设备水流量不造成干扰，平衡阀可平衡水力。电动的两通阀、三通阀节流，可对环境负荷数量进行调整。目前，动态平衡阀均带有电动自控功能，根据负荷要求，对空调系统进行动态平衡，以实现节能。所以，选择电动自控功能的动态平衡阀，即可平衡负荷调整和水力平衡，可用电脑直接设定流量，还可简化安装，在狭小空间内也可安装。

其次，动态平衡阀不宜多极设置。设置空调时，通常多极设计手动调节阀，但按照该方法对动态平衡阀进行设置是错误的。若下级的多个、一个设备将电动阀关闭，上级平衡阀流量仍然保持不变，可能会增加下级未关设备的流量，不仅增加了水流造成，对使用功能也造成影响，增加了经济投资。

第三，在空调设计时，应按照冬夏供回水温差，对动态平衡阀进行合理设置。空调系统的四管制，采用两个平衡阀，即可满足冬夏两季的不同水量要求，若冬夏两季的冷水温差与供热温差不一致，水流量的差异也较大，所以两管制水系统必须按照冬夏两季的不同流量要求，对平衡阀进行设置。主要有三种方法：

(1) 对可变流量的动态平衡阀进行设置，在冬夏换季时，将阀门转换即可。(2) 对两个平衡阀进行设置，阀1根据冬季流量确定阀门，阀2根据冬夏两季的大水量差确定阀门，冬季只开阀1，夏季开阀1、阀2，以两个阀门实现四管制功能。(3) 选择自控功能的动态平衡阀，通过电脑设定流量。