動態平衡閥在暖通工程的應用分析

2022-03-06 12:54:20 點擊量:

隨著我國建築規模擴大，建築數量不斷增多，人們對於室內環境具有較高的要求，特別是商業建築，如何有效擴大商用麵積，確保空調係統正確、安全運行，而不增加消耗，是暖通行業建築需重視的問題。

無論是采暖、空調工程，因條件製約不可能全部使用同程係統，實際設計時，異程係統為確保係統中環路末端的不利資用壓頭，其它空調末端資用設計工況需要值，尤其是規模大建築功能複雜工程，由於異程管線長，空調末端啟停差異、阻力差異，靠近冷熱源位置具有剩量的資用壓頭，流量分配與設計狀態偏離，引起係統水力失調。因流量偏差，導致冷熱源近端出現采暖不熱、空調太涼等現象，不僅確保使用功能，導致能源浪費。

一、解決水利失調方法

首先，加節流孔板。空調靠近冷源環路、熱力入口等部分管段，增加節流孔板，解決水力失調的水係統熱力末端流量、阻力計算準確，無法出現變化。所以，末端流量變化仍會導致水力失調、能源浪費。

其次，手動調節閥的安裝。針對大型空調係統，選擇手動調節閥難以進行調節，若對前端閥門進行手動調節，會影響後端流量。調整後端流量，其前端流量會出現變化。所以，調整費力、費時。針對複雜係統，工程師需具有調節閥門，若出現係統壓力、負荷，對水力係統進行重新調整。

第三，動態流量平衡閥的安裝。確定空調設備末端、熱力入口的設計流量，按照閥門處壓力、流量變化的範圍，確定動態平衡閥，將閥門安置好，隻需閥門處壓差變化，控製閥門壓力，不需要人為調節。

二、動態平衡閥特點

首先，動態平衡閥工作原理。對平衡閥閥芯過流麵積進行調整，以適應閥門前後變化，實現流量控製。動態平衡閥屬於一個以改變局部阻力為主的節流元件，針對不可壓縮流體，流量方程：Q=KA(△P)，其中Q代表平衡閥流量，K代表流量係數，A代表閥芯過流麵積，△P代表閥門的進出口壓差。當閥門開度不變時，可忽視K值變化。所以，閥門流量維持A(△P)不變。平衡閥則由支撐裝置、高精度彈簧、過流閥膽構成，彈簧的受壓差對閥膽的過流大小進行控製，進而恒定閥門流量。

其次，閥門工作過程。若小啟動壓差大於平衡閥的前後壓差，則表示彈簧沒有被壓縮，此時的流通麵積大。若平衡閥門前後的壓差處於工作範圍內，則彈簧被閥膽壓縮，處於工作狀態，閥膽兩邊圓孔、幾何型通道經過水流。因閥膽處於運動狀態，幾何流型通道也由於變化，閥體流通麵積也隨之變化。處於該壓縮範圍內，可基本恒定水流流量。若平衡閥的前後壓差大於工作範圍，彈簧被閥膽全部壓縮，隻有閥膽兩邊圓孔有水流，即閥膽作為固定調節器，壓差和流量呈正比，壓差增大，流量也隨之增大。

動態平衡閥通過一定壓力範圍，對空調末端流量大值進行控製，可實現流量的自動恒定，空調采暖的負荷不穩定，係統調試被簡化，減少調試時間。尤其平衡閥在異程水係統的應用，可實現設計環境溫度、水力工況平衡，其他末端啟停對空調係統末端設備的運行不造成影響。

三、實際工程中動態平衡閥的運用

首先，區域供暖。動態平衡閥運用於熱力入口，確保係統流量，室內溫暖閥、采暖係統需確保每個散熱器具有足夠的流量，動態平衡閥需確保恒定各立管流量，使水平失調得到解決。

其次，空調係統。在大型空調係統、集中式空調係統中，平衡閥設置在空調設備的末端，經過三通電動閥確保設備的運行流量，平衡閥調整水力工況，當水泵、冷卻塔、冷熱源的設計管線受到限製時，采用平衡閥防止負荷偏載，確保設備正常、安全運行。

四、空調係統設計動態平衡閥反感因該注意的問題

首先，動態平衡閥無法調整負荷。在空調係統設計中，隻能調節水力平衡，無法調節負荷，因誤解了動態平衡閥，極易認為平衡閥可調整采暖負荷、平衡空調，利用平衡閥代替電動兩通閥、三通閥。然而隨著室內負荷、結構負荷的動態變化，空調設備水量也實現動態變化，即可確保室內溫度，也可達到節省的目的。大型空調係統的運用，將平衡閥設置在空調設備中，各設備啟停對其它設備水流量不造成幹擾，平衡閥可平衡水力。電動的兩通閥、三通閥節流，可對環境負荷數量進行調整。目前，動態平衡閥均帶有電動自控功能，根據負荷要求，對空調係統進行動態平衡，以實現節能。所以，選擇電動自控功能的動態平衡閥，即可平衡負荷調整和水力平衡，可用電腦直接設定流量，還可簡化安裝，在狹小空間內也可安裝。

其次，動態平衡閥不宜多極設置。設置空調時，通常多極設計手動調節閥，但按照該方法對動態平衡閥進行設置是錯誤的。若下級的多個、一個設備將電動閥關閉，上級平衡閥流量仍然保持不變，可能會增加下級未關設備的流量，不僅增加了水流造成，對使用功能也造成影響，增加了經濟投資。

第三，在空調設計時，應按照冬夏供回水溫差，對動態平衡閥進行合理設置。空調係統的四管製，采用兩個平衡閥，即可滿足冬夏兩季的不同水量要求，若冬夏兩季的冷水溫差與供熱溫差不一致，水流量的差異也較大，所以兩管製水係統必須按照冬夏兩季的不同流量要求，對平衡閥進行設置。主要有三種方法：

(1) 對可變流量的動態平衡閥進行設置，在冬夏換季時，將閥門轉換即可。(2) 對兩個平衡閥進行設置，閥1根據冬季流量確定閥門，閥2根據冬夏兩季的大水量差確定閥門，冬季隻開閥1，夏季開閥1、閥2，以兩個閥門實現四管製功能。(3) 選擇自控功能的動態平衡閥，通過電腦設定流量。