水力平衡閥門的性能特點和適用場合

水力平衡閥門的性能特點和適用場合

中國建筑科學(xué)研究院建筑環(huán)境與節(jié)能研究院

北京愛康環(huán)境節(jié)能技術(shù)公司

卜維平水力失調(diào)一般分為靜態(tài)失調(diào)和動態(tài)失調(diào)。在靜態(tài)系統(tǒng)中，當(dāng)某些環(huán)路存在剩余壓頭，即某些環(huán)路的阻力過小時（例如位于冷、熱源近端的環(huán)路，或管道直徑過粗的環(huán)路。），這些環(huán)路的實際流量就將超過設(shè)計流量，這就必然造成其它環(huán)路的實際流量達(dá)不到設(shè)計流量，導(dǎo)致末端用戶室溫冷熱不均，引起用戶投訴和大量的能源浪費。這種水力失調(diào)是由管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計和施工的先天不足造成的，稱為靜態(tài)失調(diào)。靜態(tài)失調(diào)是先天性的，根本性的，如不采取措施予以糾正，其不良影響在系統(tǒng)中將自始至終存在。在動態(tài)系統(tǒng)中，當(dāng)某些環(huán)路的水流量發(fā)生改變，例如調(diào)節(jié)閥門、關(guān)閉閥門，或控制閥根據(jù)負(fù)荷變化自主動作時，會引起系統(tǒng)的壓力分布發(fā)生變化，從而干擾到其它環(huán)路，使其它環(huán)路的流量發(fā)生不應(yīng)有的改變。這種水力失調(diào)是隨機(jī)變化的，動態(tài)的，因而稱為動態(tài)失調(diào)。一、平衡閥性能特點對于靜態(tài)失調(diào)問題，在系統(tǒng)中安裝平衡閥，并用專用智能儀表對平衡閥進(jìn)行調(diào)試，就可以有效消除環(huán)路中的剩余壓頭，使各個環(huán)路的流量都能符合設(shè)計流量。平衡閥是一種特殊功能的閥門，它具有良好的流量調(diào)節(jié)特性，相對流量與相對開度呈近似線性關(guān)系。有精確的閥門開度指示，最小讀數(shù)為閥門全開度的1%。有可靠的開度鎖定記憶裝置，閥門開度變動后可恢復(fù)至原鎖定位置。平衡閥具有截止功能，安裝了平衡閥就不必再安裝截止閥。有定量的測量功能和調(diào)節(jié)功能，系統(tǒng)調(diào)試時，調(diào)試人員通過與專用智能儀表人機(jī)對話，對平衡閥進(jìn)行調(diào)整即可實現(xiàn)系統(tǒng)的水力平衡。平衡閥具有近似線性的流量—開度關(guān)系曲線，具備了良好的流量調(diào)節(jié)特性，在平衡調(diào)試時可精確地調(diào)節(jié)流量。平衡閥具有等比例分配特性。管網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試達(dá)到水力平衡后，當(dāng)運行工況不同于設(shè)計工況，總循環(huán)水量未達(dá)到滿負(fù)荷時（例如變頻水泵低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)或多臺水泵并聯(lián)只開啟部分水泵），安裝了平衡閥的各個支路的流量將按相同比例減少，滿足在當(dāng)時的氣候條件下，只有部分負(fù)荷時的水力平衡口J而令O適用場合區(qū)域供熱管網(wǎng)區(qū)域供熱管網(wǎng)由總管、干管和與建筑物熱力入口相連的支管等組成。如果不消除近環(huán)路的剩余壓頭，將使近端建筑物過熱，遠(yuǎn)端建筑物過冷。在每條干管和每條支管上安裝平衡閥，可保證各個建筑物之間的水流量平衡（圖1）。建筑物內(nèi)供熱和空調(diào)管網(wǎng)建筑物內(nèi)供熱和空調(diào)管網(wǎng)系統(tǒng)，要滿足室溫和節(jié)能要求，就需要保證所有的立管和支管都符合設(shè)計流量。這時應(yīng)在總管、干管、立管和支管上都安裝平衡閥（圖2）。熱力站在熱電站或鍋爐房向若干熱力站供熱水的系統(tǒng)中，為使各熱力站獲得要求的水流量，應(yīng)在各熱力站的一次環(huán)路側(cè)安裝平衡閥。為保證各二次環(huán)路水流量為設(shè)計流量，熱力站的各二次環(huán)路側(cè)也應(yīng)安裝平衡閥。圖1區(qū)域供熱管網(wǎng)的平衡圖2圖1區(qū)域供熱管網(wǎng)的平衡圖2建筑物內(nèi)供熱（冷）管網(wǎng)的平衡鍋爐或冷水機(jī)組鍋爐或冷水機(jī)組在并聯(lián)安裝時，如果各機(jī)組的流量與其額定流量不一致，將影響機(jī)組發(fā)揮最大效能。在每臺鍋爐或冷水機(jī)組處安裝平衡閥（圖3），可使每臺機(jī)組都能在設(shè)計流量下運行。冷水機(jī)組連接多臺冷卻塔時，每臺冷卻塔也應(yīng)安裝平衡閥（圖4）。圖3并聯(lián)機(jī)組的平衡圖4冷水機(jī)組和冷卻塔的平衡冷卻水圖3并聯(lián)機(jī)組的平衡圖4冷水機(jī)組和冷卻塔的平衡冷卻水二、自力式流量控制閥（動態(tài)流量平衡閥）性能特點對于一般閥門而言，當(dāng)閥芯開度一定時，通過閥門的流量隨著壓差的大小而變化。而自力式流量控制閥在壓差變化時，能夠自動調(diào)節(jié)開度以限制閥門流量的增加或減小，從而起到恒定流量的作用。自力式流量控制閥可在出廠前根據(jù)管路的流量預(yù)先設(shè)定好。設(shè)定好的自力式流量控制閥，安裝到系統(tǒng)上時，只要閥門兩端的壓差值在工作壓差范圍內(nèi)，通過閥門的流量就是預(yù)先設(shè)定好的流量。帶有流量設(shè)定裝置的自力式流量控制閥，通過調(diào)節(jié)流量設(shè)定裝置，可改變閥門的流量設(shè)定值。自力式流量控制閥有一個工作壓差范圍，選擇閥門時應(yīng)注意保證閥門兩端的壓差在工作壓差范圍內(nèi)，在工作壓差范圍以外，閥門流量不是恒定的。用變頻方式調(diào)節(jié)水泵流量，或通過改變水泵運行臺數(shù)調(diào)節(jié)流量的系統(tǒng)（量調(diào)節(jié)系統(tǒng)），各個環(huán)路的水流量不是恒定的，不宜在管路上安裝自力式流量控制閥（動態(tài)流量平衡閥）。適用場合定流量運行的設(shè)備冷凍機(jī)、換執(zhí)器、冷卻塔和末端設(shè)備等，如需要定流量運行時，應(yīng)安裝自力式流量控制閥（圖5、圖6、圖7、圖8）。定流量環(huán)路入口在環(huán)路的入口處，安裝自力式流量控制閥可使環(huán)路按照閥門的設(shè)定流量運行（圖9）。定流量管路上某處管路需要定流量控制時，應(yīng)安裝自力式流量控制閥。例如，風(fēng)機(jī)盤管前有電動三通閥，當(dāng)空調(diào)水不經(jīng)過風(fēng)機(jī)盤管時，就會有過多的流量從阻力小的旁通管近環(huán)路返回。在圖10中的位置安裝自力式流量控制閥，可避免發(fā)生這種情況。冷凍機(jī)3冷凍機(jī)2圖5冷凍機(jī)的定流量控制冷凍機(jī)11 「二次供水換執(zhí)八、、器1換執(zhí)八、、換執(zhí)八、、冷卻塔冷卻塔2冷卻塔3冷凍機(jī)3冷凍機(jī)2圖5冷凍機(jī)的定流量控制冷凍機(jī)11 「二次供水換執(zhí)八、、器1換執(zhí)八、、換執(zhí)八、、冷卻塔冷卻塔2冷卻塔32一次回水一次供水圖6換執(zhí)器的定流量控制圖7冷卻塔的定流量控制圖8末端設(shè)備的定流量控制圖圖8末端設(shè)備的定流量控制圖10管路的定流量控制圖9環(huán)路的定流量控制三、自力式壓差控制閥（動態(tài)壓差平衡閥）性能特點對于動態(tài)失調(diào)問題，在系統(tǒng)中合適的部位安裝自力式壓差控制閥，可有效避免系統(tǒng)中各個用戶之間的相互干擾，使系統(tǒng)在動態(tài)變化中保持水力平衡。在動態(tài)系統(tǒng)中，未安裝壓差控制閥時，當(dāng)環(huán)路上的某些用戶調(diào)節(jié)閥門、關(guān)閉閥門或控制閥根據(jù)負(fù)荷變化自主動作時，這些用戶的流量發(fā)生變化，環(huán)路的阻力分布同時發(fā)生變化，即供、回水管之間的壓差發(fā)生變化。壓差的變化勢必對環(huán)路上的其它用戶造成干擾，使這些用戶的流量發(fā)生不應(yīng)有的改變。安裝了自力式壓差控制閥后，當(dāng)被控環(huán)路供、回水管之間的壓差偏離設(shè)定值時,閥門的閥芯能夠自動調(diào)節(jié)開度，保持被控環(huán)路供、回水管之間的壓差不變，從而避免環(huán)路中各個用戶之間的相互干擾。自力式壓差控制閥支持被控環(huán)路內(nèi)部用戶的自主調(diào)節(jié)，使內(nèi)部用戶間的自主調(diào)節(jié)互不干擾。可避免被控環(huán)路外部的管網(wǎng)壓力波動對被控環(huán)路的影響?？上薅ū豢丨h(huán)路的最大流量，避免過多的流量近環(huán)路返回。自力式壓差控制閥有一個工作壓差范圍，選擇閥門時應(yīng)注意與管網(wǎng)系統(tǒng)的匹配，保證閥門兩端的壓差在工作壓差范圍內(nèi)。適用場合動態(tài)系統(tǒng)的水平支管入口在安裝有控制閥或調(diào)節(jié)閥的動態(tài)系統(tǒng)的水平支管入口處，安裝自力式壓差控制閥可使被控環(huán)路供、回水管之間的壓差保持恒定（圖11）。動態(tài)系統(tǒng)的立管或單元入口在安裝有控制閥或調(diào)節(jié)閥的動態(tài)系統(tǒng)的立管或單元入口處，安裝自力式壓差控制閥可使被控環(huán)路供、回水管之間的壓差保持恒定（圖12）。需要保持壓差恒定的環(huán)路在動態(tài)系統(tǒng)中，需要保持供、回水管之間壓差恒定的其它環(huán)路，應(yīng)安裝自力式壓差控制閥（圖13、圖14）。溫控閥或調(diào)節(jié)閥RD'lmI I~ I~ I~}1-i 1 1 T^di□J□笛□笛□胡II i~ i~ i~1 1-~ri i i i □rmm!i r-^ r-^ 1 丄i 1 1 1-^|汨□J□笛□笛nr;1