1、動態(tài)流量平衡閥簡述

　　動態(tài)流量平衡閥亦稱：自力式流量控制閥、自動平衡閥等，它是根據(jù)系統(tǒng)工況(壓差)變動而自動變化阻力系數(shù)，在一定的壓差范圍內(nèi)，可以有效地控制通過的流量保持一個常值，使系統(tǒng)平衡。

2、動態(tài)平衡閥的工作原理

　　通過改變平衡閥閥芯的過流面積來適應(yīng)閥門前后的壓差變化，從而達到控制流量的目的。動態(tài)平衡閥是一個局部阻力可以變化的節(jié)流元件，對于不可壓縮的流體其簡化流量方程為：

Q=KA(△P)

　　式中：Q——通過平衡閥的流量;

　　K——閥門開度的流量系數(shù);

　　A——閥芯的過流面積;

　　△P——閥門進出口壓差。

　　由于在閥門開度不變的前提下，K值的變化可忽略，因此閥門的流量要保持恒定應(yīng)控制AΔp不變(這是該種閥門結(jié)構(gòu)性能的特點)。而平衡閥由可變過流面積的閥膽和高精度(±5%)的彈簧及支撐裝置構(gòu)成，彈簧受壓差的作用自動控制閥膽上過流面積的大小，從而使通過閥門的流量恒定。

3、動態(tài)平衡閥的工作過程

　　當(dāng)平衡閥前后壓差小于最小啟動壓差時彈簧未被壓縮，流通面積最大。當(dāng)閥門前后壓差在工作范圍時閥膽壓縮彈簧，進入工作狀態(tài)，水流通過閥膽兩邊的圓孔和幾何型的通道流過，由于閥膽在運動，兩邊幾何流型的通道也因此變化，使閥體的流通面積不斷變化，在這一壓差范圍內(nèi)水流量基本保持恒定。當(dāng)平衡閥前后壓差超越工作范圍時，閥膽完全壓縮彈簧，水流只從閥膽兩邊的圓孔流過，此時閥膽變成了固定的調(diào)節(jié)器，流量與壓差成正比，隨壓差的增大而增大。

4、動態(tài)平衡閥在工程應(yīng)用中的優(yōu)越性

　　1)減少系統(tǒng)循環(huán)水量，降低系統(tǒng)阻力，從而節(jié)約運行能耗;

　　2)自動消除系統(tǒng)的壓差波動，保持流量不變;

　　3)自動平衡水系統(tǒng)壓力，合理分配流量;

　　4)解決異程管道系統(tǒng)近端壓差大，遠端壓差小的矛盾;

　　5)減少設(shè)計工作量，不需要對管網(wǎng)進行繁瑣的水力平衡計算;

　　6)降低調(diào)網(wǎng)難度，把復(fù)雜的調(diào)網(wǎng)工作簡化為簡單的流量分配;

　　7)免除多熱源管網(wǎng)熱源切換時的流量再分配工作。

　　8)能使異程管道系統(tǒng)輕松的實現(xiàn)同程管道系統(tǒng)的功效，減少管道系統(tǒng)的建設(shè)投資與安裝的建筑空間;

　　9)消除和降低水系統(tǒng)中水錘現(xiàn)象，保護設(shè)備安全運行。

5、動態(tài)平衡閥在空調(diào)工程中的應(yīng)用

　　5.1、制冷機組冷凍水系統(tǒng)，鍋爐或換熱器供水系統(tǒng)

　　多臺制冷機通常并聯(lián)連接，這樣可以根據(jù)冷負荷的變化來調(diào)整制冷機開停的個數(shù)，達到節(jié)能的目的;在制冷機前安裝動態(tài)流量平衡閥，保證每臺機組水流量的合理分配，避免水流過多或不足，同時可起到保護制冷機組的作用。

　　5.2、冷卻水系統(tǒng)

　　安裝動態(tài)流量平衡閥可以保證每個制冷機冷凝器的冷卻水流量不會過大或過小;在冷卻塔前安裝平衡閥，也可保證流過每個冷卻塔的水流量。能保證散熱效果，也避免流量過大而造成超負荷。

　　5.3、并聯(lián)水泵系統(tǒng)

　　在每臺水泵前安裝平衡閥，可保證每臺水泵在設(shè)計工況下運行，具有明顯的節(jié)能效果。

　　5.4、區(qū)域供暖系統(tǒng)

　　在各用戶區(qū)域網(wǎng)水管線上安裝自動流量平衡閥，可以實現(xiàn)各個用戶區(qū)域供熱水量按需分配，避免造成區(qū)域間冷、熱失調(diào)的現(xiàn)象，保證供暖效果;同時又使循環(huán)水泵在最佳下作范圍內(nèi)運行，達到節(jié)能效果。

　　5.5、空氣處理機組、風(fēng)機盤管、散熱器等末端設(shè)備

　　空氣處理機組或風(fēng)機盤管后面安裝動態(tài)流量平衡閥，可使流經(jīng)每個機組的水流量保持于設(shè)計值，使每個機組供冷量或供熱量達到設(shè)計要求，避免個別機組因水量過多而造成的噪音，對末端設(shè)備起到保護作用。采用動態(tài)流量平衡閥，無需同程安裝，可以節(jié)省材料及人工費。

6、動態(tài)平衡閥在空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用中應(yīng)注意的問題

　　6.1、不可多極設(shè)置動態(tài)平衡閥

　　動態(tài)平衡閥如果多極設(shè)置，當(dāng)下級的一個或多個設(shè)備關(guān)閉閥門，此時上級平衡閥仍保持流量不變，這樣會造成下級末關(guān)閉的設(shè)備流量增加，不但加大了水流噪聲，還會影響使用功能，并且也增加了不必要的經(jīng)濟投資。

　　6.2、動態(tài)平衡閥起水力平衡作用，不能作為負荷調(diào)節(jié)

　　動態(tài)平衡閥只起水力平衡作用，而電動三通或二通調(diào)節(jié)閥才具調(diào)節(jié)環(huán)境負荷所需水量的功能。

7、工程應(yīng)用實例

　　7.1、應(yīng)用簡介

　　浙江省杭州市電信大樓，建筑面積6萬平方米，地下2層，地上41層，專用電信設(shè)備冷卻系統(tǒng)以冷卻水為主線，各層安裝8臺小型冷凍機為電信設(shè)備服務(wù)，熱負荷大，必須保證冷卻系統(tǒng)不間斷運轉(zhuǎn)，需要配置互為獨立且又互補的雙系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)，即各成獨立系統(tǒng)也可以兩系統(tǒng)相連向一個系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，保證設(shè)備維修、維護時冷卻水系統(tǒng)不間斷地正常運行。由于電信設(shè)備有效使用面積率高，設(shè)備用房和管井面積小，為了解決水系統(tǒng)“管線長，難平衡”的困難，如果采用同程設(shè)計，需管井面積大，而現(xiàn)場不能滿足系統(tǒng)管道布置需要，經(jīng)過多種方案的反復(fù)比較和論證，最后采用異程設(shè)計，在雙冷卻水系統(tǒng)中，各系統(tǒng)分別在各層冷卻水供水總管設(shè)置動態(tài)流量平衡閥，以滿足系統(tǒng)水流量需要和調(diào)節(jié)各層系統(tǒng)平衡運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)水力工況平衡。

　　7.2、應(yīng)用總結(jié)

　　1)長使用動態(tài)平衡閥，實現(xiàn)了各層冷卻設(shè)備水力工況平衡，滿足設(shè)計流量的需要，從而保證系統(tǒng)介質(zhì)溫度的控制;

　　2)各層安裝動態(tài)平衡閥，維修時影響的范圍小，保證了冷卻水系統(tǒng)在運行過程中各層冷卻水流的穩(wěn)定性;

　　3)動態(tài)平衡閥在某一段壓力范圍內(nèi)的誤差只有±5%，流量根據(jù)需要自動調(diào)節(jié)平衡，使末端各小型制冷設(shè)備可以不受其它末端設(shè)備啟停影響。

8、結(jié)論

　　選擇動態(tài)平衡閥可以滿足設(shè)計需求，達到節(jié)約能源、操作方便等令人滿意的變流量系統(tǒng)。動態(tài)流量平衡閥種類多，其應(yīng)用可簡化水系統(tǒng)設(shè)計，降低建設(shè)投資，初調(diào)簡便，且可以動態(tài)補償運行中的工況波動。既適合空調(diào)系統(tǒng)中定流量的場合應(yīng)用，又適合變流量的空調(diào)系統(tǒng)，具備廣闊的應(yīng)用前景，因此，合理布局動態(tài)平衡閥符合當(dāng)今節(jié)能型社會發(fā)展的需要，工程技術(shù)人員應(yīng)在實踐中不斷認識和把握平衡閥的性能和作用，使之更好地應(yīng)用于工程項目中。

參考文獻

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