平衡阀的选用

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1、关于平衡阀在空调水系统中的合理应用0引言在空调水系统的阻力平衡是保证空调系统正常、有效运行的前提，以较低的能耗，获得舒适的室内环境，是暖通设计者比较关心重视的问题。为了达到水系统的阻力平衡，设计师一般尽可能采用同程式水系统，倘若条件不允许时则采用异程式水系统，此时系统可能存在水力平衡失调。当各分区环路采用同程式系统时，各系统环路间也可能存在严重的阻力不平衡而导致水力平衡失调。因此必须通过各种调节手段使系统达到平衡。近年来，平衡阀因其较为完备的功能和良好的调节性能，正在越受重视和欢迎。许多设计师在设计水系统时倾向于使用平衡阀来进行水力平衡

2、，但笔者发现，在很多工程中，平衡阀的设置不尽合理，设计人员对各种平衡阀的应用场合考虑不周。本文从平衡阀的原理入手介绍在工程实践中如何合理地选择平衡阀及相应的系统形式。1　平衡阀的工作原理水力平衡设备可分为静态水力平衡设备和动态水力平衡设备。静态水力平衡设备主要有静态平衡阀，动态水力平衡设备主要有动态流量平衡阀、动态压差控制阀、动态平衡电动二通开关阀、组合式或一体式动态平衡电动调节阀等。静态平衡阀在水系统中的作用主要是消除静态水力失调、使系统实现静态水力平衡。动态水力平衡设备在水系统中的作用主要是消除动态水力失调，使系统实现动态水力平衡。

3、1.1　静态平衡阀静态平衡阀亦称为手动平衡阀或手动调节阀，是可进行流量测定和调节的调节阀，其操作方式是人工手动调节。该平衡阀原理为可变流量的孔板，并带有关断功能。通过测量阀门前后测量孔的压降，结合阀门开度的读数，便能换算出阀门调节后的流量。静态平衡阀实质上是一个具有明确的“流量-压差-开度”关系、清晰可调的开度指示以及良好调节特性的阻尼调节元件。1.2　动态流量平衡阀动态流量平衡阀亦称自力式流量控制阀、定流量平衡阀等，是一种在阀体前后一定的压差范围内能自动保持管道的流量始终不变的阀门。其工作原理：q=kv√△p。通过改变平衡阀的阀芯的过

4、流面积来适应阀门前后压差（如图1所示）的变化，从而达到控制流量的目的。即在一定压差范围内无论阀门入口流量如何变化均可保证其出口流量恒定。它相当于一个局部阻力可变的节流元件，该元件由可变过流面积的阀胆和高精度（±5%）的弹簧及支撑装置构成。弹簧受压差的作用自动控制阀胆上过流面积的大小，从而使通过阀门的流量恒定。流量值的大小可以根据系统要求进行定制。图1　动态流量平衡阀示意图1.3　动态压差控制阀动态压差控制阀亦称自力式压差控制阀、定压差阀、动态压差平衡阀等，其工作原理：△P=（q/Kv）2。其阀体可设定压差值，通过调整阀门自身的开度，能自

5、动将系统两个关键点之间的压差恒定在设定压差值。动态压差控制阀示例如图2所示。动态压差控制阀是基于弹簧-隔膜组合的方法进行设计的。弹簧拉动平衡双阀芯“2”打开阀门，压差AB施加在隔膜“3”上，产生一个与弹簧相反的力。压力A通过与测量阀的排水管相连的毛细管传到压差控制阀上；压力B从内部或外部传到隔膜的另外一侧。当压差AB作用在隔膜上的压力大于弹簧力时，阀门开始按比例关小，直到找到一个新的平衡位置。这样，在压差控制阀上产生一个附加压力降，限制了压差△PL（通过二次回路的压差）加大。图2　动态压差控制阀示意图1.4　动态平衡电动二通开关阀动态平

6、衡电动二通开关阀具有动态平衡和电动开关功能，当阀门开启时，它能动态地将管道的实际流量恒定在设计流量值，并不受系统压力波动的影响。1.5　组合式或一体式动态平衡电动调节阀组合式动态平衡电动调节阀是将动态压差平衡阀与电动调节阀组合，一体式动态平衡电动调节阀是把动态压差平衡阀与电动调节阀集成在一个阀体内。它既具有动态平衡功能，即能动态地平衡系统的压力波动，使流经管道的流量不受系统压力波动的影响，又具有电动调节功能，即能根据目标区域的负荷变化自动地调节开度从而调节流量值，保证目标区域的温度始终恒定在设定温度。2　平衡阀在水系统中的合理应用定流量

7、系统是早期的空调工程中常见的水力系统，这里不再阐述平衡阀在定流量系统中的应用。近年来，随着空调系统的大型化及《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005的实施，越来越多的空调工程中都采用了变流量系统。变流量系统是指系统在运行过程中各分支环路的流量随外界负荷的变化而变化。由于空调系统在一年的大部分时间都处于部分负荷运行工况，因此变流量系统大部分时间管道流量都是低于设计流量的。变流量系统一般既存在静态水力失调，又存在动态水力失调，因此必须采取相应的水力平衡措施来实现系统的水力平衡，即采用静态平衡阀实现静态水力平衡，采用动态水力平衡设备实

8、现动态水力平衡。2.1　静态平衡阀的应用变流量系统中静态平衡阀用于系统初步调节。静态平衡阀保证的不是系统中单个管道的流量值，它要维持的是在系统初调试时，通过静态平衡阀的调节作用，使系统中各个管路的流量比值与