暖通空間調系統平衡閥設計方案

1 暖通空間調系統平衡閥設計方案概述

在暖通空間調系統中,水是至關重要的元素。由于設計、施工、設備材料等原因導致的系統管道特性阻力數比與設計要求管道特性阻力數比值不一致，從而使系統各用戶的實際流量與設計要求流量不一致，引起系統的水力失調，叫做靜態水力失調。
當用戶閥門開度變化引起水流量改變時，其它用戶的流量也隨之發生改變，偏離設計要求流量，從而導致的水力失調，叫做動態水力失調。ZLF自力式平衡閥是一種利用介質自身的壓力變化進行自我控制而保持流經該閥被控系統流量不變的閥門,自力式平衡閥并具有流量控制。運行前一次性調節,即可使系統流量自動恒定在要求的設定值。
水(shui)平力失調將嚴重影響空(kong)調系統(tong)的運行(xing)，因此，必須通過在管道(dao)系統(tong)中增設靜態或者動態水(shui)力平衡(heng)設備（亦即平衡(heng)閥）使系統(tong)實現(xian)水(shui)力平衡(heng)，保證空(kong)間調的正常運行(xing)。



2暖通空間調系統平衡閥設計方案 平衡閥的分類
平衡(heng)(heng)(heng)閥(fa)(fa)是在水力(li)(li)工況下(xia)，起到動(dong)態(tai)(tai)、靜態(tai)(tai)平衡(heng)(heng)(heng)調(diao)節(jie)的(de)(de)閥(fa)(fa)門。對應(ying)于靜態(tai)(tai)和(he)動(dong)態(tai)(tai)兩(liang)種水系統(tong)失衡(heng)(heng)(heng)狀況，平衡(heng)(heng)(heng)閥(fa)(fa)可分(fen)為兩(liang)大類：靜態(tai)(tai)平衡(heng)(heng)(heng)閥(fa)(fa)，動(dong)態(tai)(tai)平衡(heng)(heng)(heng)閥(fa)(fa)。靜態(tai)(tai)平衡(heng)(heng)(heng)閥(fa)(fa)亦稱(cheng)平衡(heng)(heng)(heng)閥(fa)(fa)、手(shou)動(dong)平衡(heng)(heng)(heng)閥(fa)(fa)等，它是通過改(gai)變閥(fa)(fa)芯與閥(fa)(fa)座的(de)(de)間隙(xi)（開度），來改(gai)變流(liu)經閥(fa)(fa)門的(de)(de)流(liu)動(dong)阻(zu)力(li)(li)以達(da)到調(diao)節(jie)流(liu)量的(de)(de)目的(de)(de)，其作用(yong)(yong)對象是系統(tong)的(de)(de)阻(zu)力(li)(li)，能夠(gou)將新(xin)的(de)(de)水量按照設計計算的(de)(de)比例平衡(heng)(heng)(heng)分(fen)配，各(ge)支路同時(shi)按比例增減，仍然滿足當前氣(qi)候需要下(xia)的(de)(de)部(bu)份負荷的(de)(de)流(liu)量需求，起到平衡(heng)(heng)(heng)的(de)(de)作用(yong)(yong)。



動(dong)(dong)(dong)態(tai)(tai)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)分(fen)為動(dong)(dong)(dong)態(tai)(tai)流量(liang)(liang)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)，動(dong)(dong)(dong)態(tai)(tai)壓(ya)(ya)(ya)差(cha)(cha)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)，自力(li)式自身(shen)(shen)壓(ya)(ya)(ya)差(cha)(cha)控(kong)制閥(fa)等。隨著空調(diao)(diao)(diao)(diao)行業的(de)不(bu)斷發(fa)展與完(wan)善，平(ping)(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)也出(chu)現(xian)的(de)新(xin)的(de)產品(pin)，目前很(hen)多(duo)項目采(cai)用(yong)了一(yi)種動(dong)(dong)(dong)態(tai)(tai)壓(ya)(ya)(ya)差(cha)(cha)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)和(he)電(dian)動(dong)(dong)(dong)調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)閥(fa)結(jie)合在(zai)(zai)一(yi)起(qi)的(de)一(yi)體閥(fa)，一(yi)般稱之為動(dong)(dong)(dong)態(tai)(tai)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)電(dian)動(dong)(dong)(dong)調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)閥(fa)。動(dong)(dong)(dong)態(tai)(tai)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)電(dian)動(dong)(dong)(dong)調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)閥(fa)是(shi)目前用(yong)于解決空調(diao)(diao)(diao)(diao)水(shui)(shui)系統(tong)(tong)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)一(yi)個(ge)非常好的(de)方法，當(dang)系統(tong)(tong)的(de)壓(ya)(ya)(ya)力(li)發(fa)生變化時，動(dong)(dong)(dong)態(tai)(tai)壓(ya)(ya)(ya)差(cha)(cha)平(ping)(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)可以通過改(gai)變自身(shen)(shen)的(de)通流面積使(shi)(shi)(shi)電(dian)動(dong)(dong)(dong)調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)閥(fa)兩(liang)端的(de)壓(ya)(ya)(ya)差(cha)(cha)保(bao)(bao)持不(bu)變，使(shi)(shi)(shi)調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)閥(fa)的(de)CV值始終為一(yi)，從(cong)而(er)保(bao)(bao)證電(dian)動(dong)(dong)(dong)調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)閥(fa)一(yi)直在(zai)(zai)工況下運(yun)行，真正(zheng)做到水(shui)(shui)量(liang)(liang)的(de)變化只與溫(wen)度有關(guan)而(er)與壓(ya)(ya)(ya)力(li)無(wu)關(guan)，可以保(bao)(bao)證進入空調(diao)(diao)(diao)(diao)箱的(de)水(shui)(shui)量(liang)(liang)在(zai)(zai)任一(yi)時刻都是(shi)您所需要的(de)水(shui)(shui)量(liang)(liang)。叢而(er)使(shi)(shi)(shi)系統(tong)(tong)的(de)性能更優越，維護(hu)更方便。城建(jian)、化工、冶金、石油、制藥、食品(pin)、飲料、環(huan)保(bao)(bao)



暖通空間調系統平衡閥設計方案技術參數

①公稱壓力：1.6MPa

②殼體試驗(yan)壓(ya)力(li)：2.4MPa

③適(shi)用介質(zhi)：水、油(you)等非腐蝕性(xing)液體

④介(jie)質溫度：0—100℃

⑤法蘭(lan)標準：GB/T 17241.6  GB/T 9113

⑥實(shi)驗標準：GB/T 13927  API598

主要材質

①閥體：銅、鑄鐵、灰鑄鐵、鑄鋼

②閥桿：不銹鋼

③閥瓣：鑄銅

④膜片：丁腈橡膠



暖通空間調系統平衡閥設計方案外形尺寸

公稱通徑DN(mm)	L	H	H1	流量控制范圍㎡/h
15	110	72	70	0.1～1
20	110	72	70	0.1～1.5
25	115	81	74	0.2～2
32	160	108	91	0.5～4
40	200	138	147	1～6
50	215	138	147	2～10
65	230	143	154	3～15
80	275	170	189	5～25
100	290	193	211	10～35
125	310	208	227	15～50
150	350	254	260	30～80
200	430	289	303	40～180
250	520	325	367	100～300
300	635	357	430	150～1500
350	670	372	495	200～7000
備注	DN15-DN20為螺紋連(lian)接(jie)

3 暖通空間調系統平衡閥設計方案的應用



3.1 定流量系統的靜態水力平衡
定流量系統是早期的暖通空調工程中常見的水力系統。
定流量系統是指系統不含任何調節閥門，系統在初調試完成后閥門開度無須做任何改變，系統各處流量始終保持恒定。定流量系統主要適用于末端設備無須通過流量來進行調節的系統，如采用變風量來調節的風機盤管和空調箱等。
定流量系統只(zhi)存在靜(jing)態(tai)水(shui)力(li)失(shi)調，基本不存在動態(tai)水(shui)力(li)失(shi)調，因(yin)此只(zhi)需(xu)在相關部位安裝靜(jing)態(tai)水(shui)力(li)平(ping)(ping)衡設備(bei)即可。通常在系統機房(fang)集水(shui)器以及一些主(zhu)要分支回水(shui)管上安裝靜(jing)態(tai)水(shui)力(li)平(ping)(ping)衡閥。



3.2 暖通空間調系統平衡閥設計方案變流量系統的全面水力平衡
隨著人們對空調品質要求、節能意識的不斷提高以及空調系統的大型化，變流量水力系統在暖通空調工程中占據越來越重要的位置。
變流量系統是指系統在運行過程中各分支環路的流量隨外界負荷的變化而變化。由于暖通空調工程在一年的大部分時間均處于部分負荷運行工況，變流量系統大部分時間管道流量都低于設計流量，因此這種系統是高效節能的。
目前在暖通(tong)空調(diao)變流(liu)量系統中常用的(de)兼具動(dong)(dong)態(tai)平衡(heng)與調(diao)節功能(neng)的(de)動(dong)(dong)態(tai)水力(li)平衡(heng)設備(bei)主要有動(dong)(dong)態(tai)平衡(heng)電動(dong)(dong)二通(tong)閥（風機盤管用）、動(dong)(dong)態(tai)平衡(heng)電動(dong)(dong)調(diao)節閥（各類空調(diao)箱用）等。



4 暖通空間調系統平衡閥設計方案幾個末端水力平衡方案的比較和分析
4.1 定流量系統水力平衡方案
（1）方案一：定流量系統－手動方案
圖(tu)1所示末(mo)端(duan)空調(diao)(diao)(diao)箱采(cai)用電(dian)動三通調(diao)(diao)(diao)節閥，屬于(yu)定流量(liang)系統，每臺(tai)末(mo)端(duan)的(de)(de)(de)流量(liang)變化不會影響其他(ta)設備(bei)的(de)(de)(de)流量(liang)，因(yin)(yin)此(ci)(ci)不存(cun)在(zai)相互影響的(de)(de)(de)情況，即不存(cun)在(zai)動態(tai)水力失(shi)衡(heng)，故此(ci)(ci)方案僅在(zai)各(ge)個(ge)分支管設立靜(jing)態(tai)平(ping)衡(heng)閥，實現靜(jing)態(tai)平(ping)衡(heng)。在(zai)系統初(chu)(chu)調(diao)(diao)(diao)試時(shi)，通過(guo)調(diao)(diao)(diao)節靜(jing)態(tai)平(ping)衡(heng)閥，使系統在(zai)初(chu)(chu)調(diao)(diao)(diao)試合格(ge)后各(ge)臺(tai)末(mo)端(duan)設備(bei)的(de)(de)(de)流量(liang)同時(shi)達(da)到設計(ji)流量(liang)，從而實現靜(jing)態(tai)平(ping)衡(heng)。但是靜(jing)態(tai)平(ping)衡(heng)閥的(de)(de)(de)調(diao)(diao)(diao)試需按照一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)程(cheng)序，對于(yu)一(yi)(yi)個(ge)大系統而言(yan)初(chu)(chu)調(diao)(diao)(diao)試是相當(dang)困難的(de)(de)(de)，往往由于(yu)進行后一(yi)(yi)個(ge)平(ping)衡(heng)閥的(de)(de)(de)調(diao)(diao)(diao)節時(shi)，將會影響到前面(mian)已經調(diao)(diao)(diao)節過(guo)的(de)(de)(de)平(ping)衡(heng)閥，產生誤差。當(dang)這(zhe)種誤差超(chao)過(guo)工程(cheng)允許范圍(wei)時(shi)，則需進行再一(yi)(yi)次的(de)(de)(de)測(ce)量(liang)和調(diao)(diao)(diao)節。如果由于(yu)用途改變等原因(yin)(yin)造成(cheng)管路變化的(de)(de)(de)，那么改造之后，必須重(zhong)新對所有靜(jing)態(tai)平(ping)衡(heng)閥進行新的(de)(de)(de)調(diao)(diao)(diao)試。



（2）方案二：定流量系統－自動方案
由于(yu)動態流(liu)(liu)量(liang)平衡(heng)閥的(de)限(xian)流(liu)(liu)特性，因此此方案不必同(tong)方案一(yi)中的(de)靜態平衡(heng)閥一(yi)樣逐(zhu)級安裝，只需(xu)要在限(xian)流(liu)(liu)處安裝一(yi)個(ge)即(ji)可(ke)(ke)。動態流(liu)(liu)量(liang)平衡(heng)閥按(an)流(liu)(liu)量(liang)進(jin)行選擇，安裝完(wan)畢(bi)后無需(xu)調試(shi)，將(jiang)設定值設定為(wei)設計值即(ji)可(ke)(ke)使(shi)用(yong)。如果又后期改造，改造完(wan)后無需(xu)調試(shi)，只要重新設定流(liu)(liu)量(liang)值即(ji)可(ke)(ke)。



4.2 暖通空間調系統平衡閥設計方案變流量系統水力平衡方案
（1）方案三：變流量系統－動態壓差平衡閥方案。
空(kong)調(diao)(diao)箱采用(yong)電動兩(liang)通調(diao)(diao)節(jie)閥(fa)(fa)(fa)(fa)（此(ci)閥(fa)(fa)(fa)(fa)一般(ban)為比例積(ji)分調(diao)(diao)節(jie)，當(dang)然空(kong)調(diao)(diao)系統是復雜多樣的(de)(de)(de)，大多數情況下還帶有風機盤(pan)(pan)管(guan)(guan)，所(suo)帶電動兩(liang)通閥(fa)(fa)(fa)(fa)僅起開(kai)關作(zuo)用(yong)，在(zai)本文所(suo)列變(bian)流(liu)量兩(liang)個(ge)方案中(zhong)，無論(lun)對空(kong)調(diao)(diao)箱還是風機盤(pan)(pan)管(guan)(guan)都可適用(yong)，因此(ci)在(zai)圖示中(zhong)不一一畫出），任一空(kong)調(diao)(diao)箱由(you)于(yu)負(fu)荷變(bian)化引起的(de)(de)(de)流(liu)量變(bian)化都會影響(xiang)其他空(kong)調(diao)(diao)末(mo)端(duan)設(she)備的(de)(de)(de)流(liu)量，產生(sheng)動態(tai)(tai)失衡，此(ci)方案中(zhong)在(zai)電動兩(liang)通調(diao)(diao)節(jie)閥(fa)(fa)(fa)(fa)前安(an)裝一個(ge)動態(tai)(tai)壓(ya)差(cha)(cha)平(ping)衡閥(fa)(fa)(fa)(fa)，動態(tai)(tai)壓(ya)差(cha)(cha)平(ping)衡閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)是通過調(diao)(diao)節(jie)電動兩(liang)通調(diao)(diao)節(jie)閥(fa)(fa)(fa)(fa)進口B至(zhi)出口A的(de)(de)(de)壓(ya)差(cha)(cha)至(zhi)設(she)定壓(ya)差(cha)(cha)，這樣不管(guan)(guan)系統中(zhong)其它的(de)(de)(de)動態(tai)(tai)閥(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)怎樣動作(zuo)，由(you)于(yu)動態(tai)(tai)壓(ya)差(cha)(cha)平(ping)衡閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)調(diao)(diao)節(jie)作(zuo)用(yong)這兩(liang)點的(de)(de)(de)壓(ya)差(cha)(cha)始終(zhong)保持(chi)恒定，這樣就避免了系統中(zhong)各個(ge)末(mo)端(duan)設(she)備調(diao)(diao)節(jie)的(de)(de)(de)相互干擾，從而實現動態(tai)(tai)平(ping)衡。



在系統運行過程中，通過電動調節閥的調節作用使各個目標區域的溫度達到設定溫度；
當然，也可以將動態壓差平衡閥的取壓點定在A、C二點，動態壓差平衡閥的設定壓差隨之調整。這時電動調節閥的閥權度變小，從而使調節閥實際的流量特性曲線偏離理想流量特性曲線，調節特性變差。
調試時先將電動調節閥全開，然后將動態壓差平衡閥的壓差調至設定壓差即可。
此外(wai)由于同樣(yang)存在(zai)著靜(jing)態(tai)水(shui)力失衡(heng)，故在(zai)每個分支管處安裝靜(jing)態(tai)平衡(heng)閥（注：如果系統(tong)(tong)采用(yong)同程管道時可建議(yi)不設靜(jing)態(tai)平衡(heng)閥），調(diao)試時，電(dian)動閥全開，按靜(jing)態(tai)平衡(heng)閥調(diao)試程序進(jin)行(xing)調(diao)試，直至達到系統(tong)(tong)靜(jing)態(tai)平衡(heng)，至此完成系統(tong)(tong)全面水(shui)力平衡(heng)。



（2）方案四：變流量系統－動態平衡電動調節閥（兩通閥）方案
方案四的(de)基本(ben)原(yuan)理同方案三(san)非常相似，動(dong)(dong)態平衡(heng)電(dian)動(dong)(dong)調節(jie)閥(fa)(fa)(fa)是將(jiang)動(dong)(dong)態壓(ya)差(cha)平衡(heng)閥(fa)(fa)(fa)和(he)電(dian)動(dong)(dong)兩通調節(jie)閥(fa)(fa)(fa)結(jie)合(he)在(zai)一起，故(gu)又稱(cheng)為(wei)一體閥(fa)(fa)(fa)。如圖4所示，由于動(dong)(dong)態平衡(heng)電(dian)動(dong)(dong)調節(jie)閥(fa)(fa)(fa)保證了該(gai)閥(fa)(fa)(fa)內電(dian)動(dong)(dong)調節(jie)閥(fa)(fa)(fa)芯二端A、B點(dian)的(de)壓(ya)差(cha)不發生變化，因此(ci)(ci)系統壓(ya)力的(de)波動(dong)(dong)不會(hui)影響到此(ci)(ci)設(she)備，此(ci)(ci)設(she)備流(liu)量仍然維持不變，制(zhi)冷量不變，故(gu)此(ci)(ci)設(she)備負責的(de)空調區(qu)域(yu)溫、濕度仍保持平衡(heng)。



5 暖通空間調系統平衡閥設計方案結語

空調(diao)系統(tong)是復雜(za)多樣的，本(ben)文的四(si)個平衡閥方案(an)僅就末端系統(tong)按(an)定水(shui)(shui)量、變水(shui)(shui)量進(jin)行了討論，各有(you)其一(yi)定的可行性(xing)，也有(you)其一(yi)定的局限性(xing)。因此，在實際(ji)工程項目中(zhong)，應該從(cong)經濟、節(jie)能(neng)、施工難易度及調(diao)試等多方面加以考慮(lv)，選擇化的水(shui)(shui)力平衡方案(an)。