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平衡阀的使用和安装


  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,但是在我们做过的工程中,发现一些平衡阀的设置并不是很合理,设计人员对各种平衡阀的应用场合考虑不周。以下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。


    一、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。

    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阀门,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。

    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流面积来适应阀门前后压差的变化,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

    3  动态平衡电动二通开关阀

    动态平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。


    4  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。



    二、平衡阀安装注意事项

    1 为使平衡阀前后的水流稳定,保证测量精度,平衡阀应安装在直管段上,即平衡阀前后各至少有5倍和2倍管径长的直管管段。若平衡阀设在水泵的出口管段上,阀前则需有10倍管径长的直管段。

    2 安装过程中,保证阀体箭头所示的方向与实际水流方向一致,切忌安装方向相反。

    3 平衡阀的手柄和测压小孔应调整到面向检修侧,以便于操作和检修。

    4 在整个空调水系统调试完毕后,必须做好平衡阀的保温。


    空调水系统的根本水力平衡在于管网系统的设计组织,要通过计算使其处于基本的平衡状态,而不要因使用某些装置(如平衡阀)而忽略这个基本工作。

平衡阀的应用为空调水系统的平衡提供了一种解决方案。各种平衡阀原理不同,作用也不同。静态平衡阀一旦设定,相当于局部阻力不会发生变化的节流元件,其控制对象为系统的阻力,开度的变化引起阻力的变化,进而达到调节流量的目的,静态平衡阀的调节可以保证各支路间的流量分配更加合理。压差控制阀控制的对象为系统的压力,当供回水管压力增大或减小时,控制阀门相应关闭或开启,以保持差压的稳定,动态压差控制阀可将管路系统分成若干个相对独立的区域,区域间互不影响。动态流量平衡阀相当于局部阻力可以发生变化的节流元件,其控制对象为系统的流量,当压力处于设定范围内,流量随压力的变化并不发生变化,动态流量平衡阀可用于需定水量的支路,避免其他支路流量变化时对其的影响。

    只有正确合理的应用,才能有效的解决水力失调问题,确保空调水系统高效合理的运行。在工程设计中,我们应当根据工程项目的投资、规模及系统精度要求,在满足设计规范要求的前提下,合理的选择水力平衡设备和系统形式,为建设方节约资金。