原創(chuàng) tiantian 大學(xué)生建筑機(jī)電學(xué)習(xí) 2024年11月28日 09:55 上海

1 引言

在暖通空調(diào)系統(tǒng)中，水扮演著舉足輕重的角色。

由于設(shè)計(jì)缺陷、施工不當(dāng)、設(shè)備材料問(wèn)題等因素，系統(tǒng)管道的實(shí)際阻力數(shù)與設(shè)計(jì)要求的阻力數(shù)往往不匹配，導(dǎo)致各用戶的實(shí)際流量偏離設(shè)計(jì)值，這種現(xiàn)象稱為靜態(tài)水力失調(diào)。

另一方面，當(dāng)用戶通過(guò)調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度來(lái)改變水流量時(shí)，其他用戶的流量也會(huì)受到影響，進(jìn)而偏離設(shè)計(jì)流量，這被稱為動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。

水力失調(diào)會(huì)嚴(yán)重干擾空調(diào)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此，必須在管道系統(tǒng)中增設(shè)靜態(tài)或動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備（即平衡閥），以確保系統(tǒng)的水力平衡，從而保障空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 平衡閥的分類與功能

平衡閥是一種在水力工況下，能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)平衡調(diào)節(jié)的閥門(mén)。根據(jù)水力失調(diào)的類型，平衡閥主要分為靜態(tài)平衡閥和動(dòng)態(tài)平衡閥兩大類。

靜態(tài)平衡閥，又稱手動(dòng)平衡閥，通過(guò)調(diào)整閥芯與閥座的間隙來(lái)改變流經(jīng)閥門(mén)的流動(dòng)阻力，進(jìn)而調(diào)節(jié)流量。它的主要作用是平衡系統(tǒng)的阻力，確保水量按照設(shè)計(jì)比例分配，滿足部分負(fù)荷下的流量需求。

動(dòng)態(tài)平衡閥則包括動(dòng)態(tài)流量平衡閥、動(dòng)態(tài)壓差平衡閥和自力式自身壓差控制閥等。隨著空調(diào)行業(yè)的發(fā)展，一種結(jié)合了動(dòng)態(tài)壓差平衡閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的一體閥——?jiǎng)討B(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥應(yīng)運(yùn)而生。該閥門(mén)能夠根據(jù)系統(tǒng)壓力的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)通流面積，保持電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩端的壓差恒定，從而確保調(diào)節(jié)閥始終在最佳工況下運(yùn)行。

3 平衡閥的應(yīng)用場(chǎng)景

3.1 定流量系統(tǒng)的靜態(tài)水力平衡

定流量系統(tǒng)是早期暖通空調(diào)工程中常見(jiàn)的水力系統(tǒng)。該系統(tǒng)不含調(diào)節(jié)閥門(mén)，初調(diào)試后閥門(mén)開(kāi)度保持不變，流量恒定。定流量系統(tǒng)主要適用于無(wú)需通過(guò)流量調(diào)節(jié)的末端設(shè)備，如采用變風(fēng)量調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管和空調(diào)箱等。由于定流量系統(tǒng)僅存在靜態(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。

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)和節(jié)能要求的提高，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)工程中變得越來(lái)越重要。變流量系統(tǒng)能夠根據(jù)外界負(fù)荷的變化調(diào)整各分支環(huán)路的流量，因此在大部分時(shí)間里，管道流量都低于設(shè)計(jì)值，從而實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。在變流量系統(tǒng)中，常用的動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備包括動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥（用于風(fēng)機(jī)盤(pán)管）和動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（用于各類空調(diào)箱）等。

4 末端水力平衡方案比較

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

該方案采用電動(dòng)三通調(diào)節(jié)閥作為末端空調(diào)箱的調(diào)節(jié)設(shè)備。由于每臺(tái)末端的流量變化不會(huì)對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生影響，因此不存在動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。該方案通過(guò)在各個(gè)分支管上安裝靜態(tài)平衡閥來(lái)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)平衡。初調(diào)試時(shí)，通過(guò)調(diào)整靜態(tài)平衡閥，使各臺(tái)末端設(shè)備的流量同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)值。然而，靜態(tài)平衡閥的調(diào)試過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，對(duì)于大型系統(tǒng)而言，初調(diào)試尤為困難。此外，如果管路發(fā)生變化，必須重新對(duì)所有靜態(tài)平衡閥進(jìn)行調(diào)試。

（2）方案二：定流量系統(tǒng)－自動(dòng)方案

該方案利用動(dòng)態(tài)流量平衡閥的限流特性，無(wú)需像方案一那樣逐級(jí)安裝靜態(tài)平衡閥。動(dòng)態(tài)流量平衡閥按流量進(jìn)行選擇并安裝，無(wú)需調(diào)試即可使用。如果后期需要改造，只需重新設(shè)定流量值即可，無(wú)需再次調(diào)試。

圖1 定流量—手動(dòng)方案

圖2 定流量—自動(dòng)方案