探討動態(tài)流量平衡閥在暖通空調(diào)工程中的典型應用模型

1、探討動態(tài)流量平衡閥在暖通空調(diào)工程中的典型應用模型    探討動態(tài)流量平衡閥在暖通空調(diào)工程中的典型應用模型 摘要：介紹了動態(tài)流量平衡閥的工作原理及類型；提出了選用動態(tài)流量平衡閥的方法；說明了動態(tài)流量平衡閥在暖通空調(diào)工程中的典型應用場合。 關(guān)鍵詞：動態(tài)流量平衡閥 水力平衡 流量 壓差 為保證采暖和空調(diào)建筑的冷、熱負荷需求,同時使采暖和空調(diào)水系統(tǒng)運行經(jīng)濟,在水系統(tǒng)的設計和運行調(diào)節(jié)中保證完善的水力平衡是十分必要的。但系統(tǒng)實際運行時水力工況往往存在動態(tài)的變化,與設計工況不符,造成各種水力失調(diào)問題,包括動態(tài)和靜態(tài)；目前應用的各種壓力調(diào)節(jié)

2、裝置如普通調(diào)節(jié)閥門、節(jié)流孔板、靜態(tài)流量平衡閥等存在調(diào)節(jié)不便、精度不高、運行不經(jīng)濟等缺點,最主要的是,上述產(chǎn)品無法解決動態(tài)水力失調(diào)。因此,近年來具有自動達到水力平衡功能的動態(tài)流量平衡閥逐漸引起了設計者和運行管理單位的重視。 1動態(tài)流量平衡閥的工作原理及類型動態(tài)流量平衡閥從流體力學的角度看,相當于一個局部阻力可以改變的節(jié)流件,它的工作原理是通過改變閥芯的過流面積,適應閥前后的壓差變化,而控制流量。對于不可壓縮流體,流量方程式為：Q=c·A·P式中：Q流經(jīng)閥門的流量；c與流體介質(zhì)和閥門開度有關(guān)的流量系數(shù)；A閥芯的過流面積；P閥前后的壓差；對于一定的流體介質(zhì),當閥門達到某

3、一特定的開度時,c可近似恒定,其流量的恒定可通過A·(P)0.5的恒定來保持,動態(tài)流量平衡閥就是以此原理來工作的。動態(tài)平衡閥的核心部件為閥膽,動態(tài)平衡功能由閥膽完成。目前市場上動態(tài)平衡閥品牌繁多,但其基本思路是一致的,閥膽不再是傳統(tǒng)的閥板或錐形閥塞結(jié)構(gòu),而是將其改為或增設可隨壓差自主調(diào)節(jié)過流面積和阻力的結(jié)構(gòu)。動態(tài)流量平衡閥根據(jù)自身結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)方式的差異,可分為固定流量型、手動可調(diào)節(jié)流量型和電動可調(diào)節(jié)流量型三大類。1.1固定流量型閥膽本身具有動態(tài)平衡功能,閥門流量在出廠前由廠家設定,一經(jīng)設定不可現(xiàn)場更改。閥門所控流量不受系統(tǒng)中壓差波動的影響,保持設備所需的額定水量恒定。固定流量型動態(tài)流量

4、平衡閥,閥膽由精確開孔的過流孔板活塞筒、不銹鋼彈簧及支撐件構(gòu)成。過流孔板活塞筒與不銹鋼彈簧配合動作,在系統(tǒng)壓差作用下保證過流面積隨壓差變化自力式地改變。壓差增大,過流面積減少；壓差減小,過流面積增大；從而在工作壓差范圍內(nèi)保證流量恒定。固定流量型動態(tài)流量平衡閥閥膽結(jié)構(gòu)如下圖。1.2動可調(diào)節(jié)流量型與固定流量型的區(qū)別外在表現(xiàn)為可現(xiàn)場更改設定的流量。手動可調(diào)型采用了與預設定型不同的可調(diào)校流量式閥膽,這種閥膽的流量調(diào)節(jié)部分與動態(tài)平衡部分分別設置,保證了某一閥門開度時,流量為該開度對應的唯一恒定值；開度改變,則流量值改變。即真正 實現(xiàn)了流量與開度的唯一對應關(guān)系。通過手動調(diào)節(jié)改變閥膽的過流面積的方式,來改變

5、閥膽的設定流量。 1閥體2執(zhí)行器3調(diào)整軸4流量可調(diào)部分5調(diào)節(jié)彈簧6環(huán)狀薄膜7導壓管如上圖所示,手動調(diào)節(jié)部分與調(diào)整軸3相連,帶動流量調(diào)節(jié)部分4的上下運動,改變開度。其動態(tài)平衡部分是由內(nèi)置的彈簧5及環(huán)狀薄膜6組件構(gòu)成的。它可以通過導壓孔使閥前壓力P1連通至閥體薄膜腔,通過彈簧薄膜組件的作用自動地調(diào)節(jié)閥體內(nèi)部的壓差,使過流口的前后壓差P1-P2始終恒定。從而保證閥門某開度設定的流量始終穩(wěn)定,不受系統(tǒng)壓差波動的影響,保證系統(tǒng)相互之間不干擾,使電動調(diào)節(jié)與系統(tǒng)動態(tài)平衡同步執(zhí)行。1.3電動可調(diào)節(jié)流量型為手動可調(diào)節(jié)流量型閥門配置電動執(zhí)行器后,閥門的流量調(diào)節(jié)工作也由自控完成,該閥門即成為電動可調(diào)節(jié)流量型動態(tài)平衡

6、閥動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥,可以根據(jù)負荷變化以比例積分的調(diào)節(jié)方式自主調(diào)節(jié)水量。動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥流量-壓差-開度曲線。 2動態(tài)流量平衡閥的選擇選用動態(tài)流量平衡閥時,應首先進行水力計算,確定流量、壓差范圍。2.1流量選擇對于固定流量型動態(tài)平衡閥以及手動可調(diào)型動態(tài)流量平衡閥,只要按項目設計資料提供的“設備流量參數(shù)”,選擇最接近的閥膽流量即可；對于電動可調(diào)節(jié)流量型動態(tài)平衡閥,要保證所選閥門的最大設定流量不小于按所控部分最大設計流量,而且是最接近的選擇流量。2.2壓差選擇對于某一特定的環(huán)路,應先確定該閥門在運行過程中可能出現(xiàn)的最大和最小壓降：最大壓降通常發(fā)生在別的環(huán)路關(guān)閉時,最小壓降通常發(fā)生在所有

7、的環(huán)路全部打開時。由此計算最大壓差。并在廠家樣本中選擇同時滿足流量和壓差范圍要求的閥門。 3動態(tài)流量平衡閥在暖通空調(diào)工程中的應用3.1在采暖工程中的應用在區(qū)域供熱管網(wǎng)中,可在每棟建筑物的采暖入口處的回水管上安裝一只動態(tài)流量平衡閥,解決系統(tǒng)水力工況的動態(tài)波動,確保水力平衡。如果用于室內(nèi)垂直單管上供下回式采暖系統(tǒng),可在每根采暖立管的底端設置動態(tài)流量平衡閥,以保持每根立管的流量恒定。3.2在空調(diào)工程中的應用在冷凍水系統(tǒng)中,可在每臺冷水機組的冷凍水出口管上安裝一只固定流量型動態(tài)平衡閥,以使機組達到額定出力,避免多臺冷水機組并聯(lián)運行時發(fā)生出力不均的偏載現(xiàn)象和部分機組運行時,因流量減少管路水力特

8、性發(fā)生變化,造成水泵電機電流過載的問題。對于二次泵系統(tǒng),可在二次泵出口管上安裝動態(tài)流量平衡閥,使水泵的工作點處于最佳狀態(tài)。對于空調(diào)末端裝置,如為風機盤管,采用動態(tài)平衡電動兩通閥,安裝在風機盤管回水管,通過溫控器控制閥門的開關(guān),來滿足舒適度要求,閥門開通期間,保持通過風機盤管的冷熱水流量恒定為盤管的額定值； 如為空調(diào)機組或新風機組,可采用動態(tài)平衡電動調(diào)節(jié)閥,運行和控制由控制面板和中央監(jiān)控器來進行,按照暖通自控設計,根據(jù)采集的反饋溫度信號,合理調(diào)節(jié)閥門的開啟度,并保持調(diào)節(jié)信號不變時流量恒定,不受其它環(huán)路和末端裝置調(diào)節(jié)的影響。  4結(jié)語動態(tài)平衡閥可以有效解決水系統(tǒng)的動態(tài)水力平衡和靜態(tài)水力平衡,系統(tǒng)中無需其他平衡手段,且無需初調(diào)試,簡化系統(tǒng),減少工作量,縮短施工時間。動態(tài)平衡閥采用全末端控制方案,而且功能是保證所控末端設備的流量不受其他支路和末端調(diào)節(jié)的影響,因此,使用動態(tài)平衡閥方案的水系統(tǒng)可以完成一部分即使用一部分,或者,建筑擴建后,增加的水系統(tǒng)部分可以直接與原系統(tǒng)接口,無需重新調(diào)試。動態(tài)平衡閥實現(xiàn)了真正意義上的變水量運行,水泵完全可以按照系統(tǒng)所需來輸送水量,避免了定水量系統(tǒng)即使部分負荷時水泵依