1 概述

在暖通空間調(diào)系統(tǒng)中,水是至關(guān)重要的元素。

由于設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備材料等原因?qū)е碌南到y(tǒng)管道特性阻力數(shù)比與設(shè)計(jì)要求管道特性阻力數(shù)比值不一致,從而使系統(tǒng)各用戶的實(shí)際流量與設(shè)計(jì)要求流量不一致,引起系統(tǒng)的水力失調(diào),叫做靜態(tài)水力失調(diào)。

當(dāng)用戶閥門開(kāi)度變化引起水流量改變時(shí),其它用戶的流量也隨之發(fā)生改變,偏離設(shè)計(jì)要求流量,從而導(dǎo)致的水力失調(diào),叫做動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。

水平力失調(diào)將嚴(yán)重影響空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行,因此,必須通過(guò)在管道系統(tǒng)中增設(shè)靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備(亦即平衡閥)使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水力平衡,保證空間調(diào)的正常運(yùn)行。

2 平衡閥的分類

平衡閥是在水力工況下,起到動(dòng)態(tài)、靜態(tài)平衡調(diào)節(jié)的閥門。對(duì)應(yīng)于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種水系統(tǒng)失衡狀況,平衡閥可分為兩大類:靜態(tài)平衡閥,動(dòng)態(tài)平衡閥。

靜態(tài)平衡閥亦稱平衡閥、手動(dòng)平衡閥等,它是通過(guò)改變閥芯與閥座的間隙(開(kāi)度),來(lái)改變流經(jīng)閥門的流動(dòng)阻力以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的,其作用對(duì)象是系統(tǒng)的阻力,能夠?qū)⑿碌乃堪凑赵O(shè)計(jì)計(jì)算的比例平衡分配,各支路同時(shí)按比例增減,仍然滿足當(dāng)前氣候需要下的部份負(fù)荷的流量需求,起到平衡的作用。

動(dòng)態(tài)平衡閥分為動(dòng)態(tài)流量平衡閥,動(dòng)態(tài)壓差平衡閥,自力式自身壓差控制閥等。

隨著空調(diào)行業(yè)的不斷發(fā)展與完善,平衡閥也出現(xiàn)的新的產(chǎn)品,目前很多項(xiàng)目采用了一種動(dòng)態(tài)壓差平衡閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥結(jié)合在一起的一體閥,一般稱之為動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是目前用于解決空調(diào)水系統(tǒng)平衡一個(gè)非常好的方法,當(dāng)系統(tǒng)的壓力發(fā)生變化時(shí),動(dòng)態(tài)壓差平衡閥可以通過(guò)改變自身的通流面積使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩端的壓差保持不變,使調(diào)節(jié)閥的CV值始終為一,從而保證電動(dòng)調(diào)節(jié)閥一直在最理想的工況下運(yùn)行,真正做到水量的變化只與溫度有關(guān)而與壓力無(wú)關(guān),可以保證進(jìn)入空調(diào)箱的水量在任一時(shí)刻都是您所需要的水量。叢而使系統(tǒng)的性能更優(yōu)越,維護(hù)更方便。

3 平衡閥的應(yīng)用

3.1 定流量系統(tǒng)的靜態(tài)水力平衡

定流量系統(tǒng)是早期的暖通空調(diào)工程中常見(jiàn)的水力系統(tǒng)。

定流量系統(tǒng)是指系統(tǒng)不含任何調(diào)節(jié)閥門,系統(tǒng)在初調(diào)試完成后閥門開(kāi)度無(wú)須做任何改變,系統(tǒng)各處流量始終保持恒定。定流量系統(tǒng)主要適用于末端設(shè)備無(wú)須通過(guò)流量來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)的系統(tǒng),如采用變風(fēng)量來(lái)調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)盤管和空調(diào)箱等。

定流量系統(tǒng)只存在靜態(tài)水力失調(diào),基本不存在動(dòng)態(tài)水力失調(diào),因此只需在相關(guān)部位安裝靜態(tài)水力平衡設(shè)備即可。通常在系統(tǒng)機(jī)房集水器以及一些主要分支回水管上安裝靜態(tài)水力平衡閥。

3.2 變流量系統(tǒng)的全面水力平衡

隨著人們對(duì)空調(diào)品質(zhì)要求、節(jié)能意識(shí)的不斷提高以及空調(diào)系統(tǒng)的大型化,變流量水力系統(tǒng)在暖通空調(diào)工程中占據(jù)越來(lái)越重要的位置。

變流量系統(tǒng)是指系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中各分支環(huán)路的流量隨外界負(fù)荷的變化而變化。由于暖通空調(diào)工程在一年的大部分時(shí)間均處于部分負(fù)荷運(yùn)行工況,變流量系統(tǒng)大部分時(shí)間管道流量都低于設(shè)計(jì)流量,因此這種系統(tǒng)是高效節(jié)能的。

目前在暖通空調(diào)變流量系統(tǒng)中常用的兼具動(dòng)態(tài)平衡與調(diào)節(jié)功能的動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備主要有動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥(風(fēng)機(jī)盤管用)、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(各類空調(diào)箱用)等。

4 幾個(gè)末端水力平衡方案的比較和分析

4.1 定流量系統(tǒng)水力平衡方案

(1)方案一:定流量系統(tǒng)-手動(dòng)方案(如圖1)

圖1所示末端空調(diào)箱采用電動(dòng)三通調(diào)節(jié)閥,屬于定流量系統(tǒng),每臺(tái)末端的流量變化不會(huì)影響其他設(shè)備的流量,因此不存在相互影響的情況,即不存在動(dòng)態(tài)水力失衡,故此方案僅在各個(gè)分支管設(shè)立靜態(tài)平衡閥,實(shí)現(xiàn)靜態(tài)平衡。在系統(tǒng)初調(diào)試時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)靜態(tài)平衡閥,使系統(tǒng)在初調(diào)試合格后各臺(tái)末端設(shè)備的流量同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量,從而實(shí)現(xiàn)靜態(tài)平衡。但是靜態(tài)平衡閥的調(diào)試需按照一定的程序,對(duì)于一個(gè)大系統(tǒng)而言初調(diào)試是相當(dāng)困難的,往往由于進(jìn)行后一個(gè)平衡閥的調(diào)節(jié)時(shí),將會(huì)影響到前面已經(jīng)調(diào)節(jié)過(guò)的平衡閥,產(chǎn)生誤差。當(dāng)這種誤差超過(guò)工程允許范圍時(shí),則需進(jìn)行再一次的測(cè)量和調(diào)節(jié)。如果由于用途改變等原因造成管路變化的,那么改造之后,必須重新對(duì)所有靜態(tài)平衡閥進(jìn)行新的調(diào)試。

(2)方案二:定流量系統(tǒng)-自動(dòng)方案(如圖2)

由于動(dòng)態(tài)流量平衡閥的限流特性,因此此方案不必同方案一中的靜態(tài)平衡閥一樣逐級(jí)安裝,只需要在限流處安裝一個(gè)即可。動(dòng)態(tài)流量平衡閥按流量進(jìn)行選擇,安裝完畢后無(wú)需調(diào)試,將設(shè)定值設(shè)定為設(shè)計(jì)值即可使用。如果又后期改造,改造完后無(wú)需調(diào)試,只要重新設(shè)定流量值即可。

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圖1 定流量—手動(dòng)方案

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圖2 定流量—自動(dòng)方案