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。
水平力失調(diao)(diao)將嚴重影響(xiang)空(kong)(kong)調(diao)(diao)系(xi)統(tong)(tong)的運(yun)行，因此，必須通(tong)過在管道系(xi)統(tong)(tong)中增(zeng)設靜態或者(zhe)動態水力平衡設備（亦即(ji)平衡閥）使系(xi)統(tong)(tong)實現水力平衡，保證空(kong)(kong)間調(diao)(diao)的正常運(yun)行。



2暖通空間調系統平衡閥設計方案 平衡閥的分類
平(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)(fa)(fa)(fa)是(shi)在(zai)水力(li)工況下，起(qi)到動(dong)(dong)(dong)態(tai)(tai)、靜(jing)(jing)態(tai)(tai)平(ping)(ping)衡(heng)調節的(de)閥(fa)(fa)(fa)(fa)門。對應(ying)于(yu)靜(jing)(jing)態(tai)(tai)和動(dong)(dong)(dong)態(tai)(tai)兩種(zhong)水系(xi)統失衡(heng)狀況，平(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)(fa)(fa)(fa)可分為兩大類：靜(jing)(jing)態(tai)(tai)平(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)(fa)(fa)(fa)，動(dong)(dong)(dong)態(tai)(tai)平(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)(fa)(fa)(fa)。靜(jing)(jing)態(tai)(tai)平(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)(fa)(fa)(fa)亦(yi)稱平(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、手動(dong)(dong)(dong)平(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)(fa)(fa)(fa)等，它是(shi)通(tong)過(guo)改變閥(fa)(fa)(fa)(fa)芯與(yu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)座的(de)間隙（開(kai)度(du)），來改變流經閥(fa)(fa)(fa)(fa)門的(de)流動(dong)(dong)(dong)阻(zu)(zu)力(li)以(yi)達(da)到調節流量(liang)的(de)目的(de)，其作(zuo)(zuo)用對象是(shi)系(xi)統的(de)阻(zu)(zu)力(li)，能夠將新的(de)水量(liang)按照設計(ji)計(ji)算的(de)比(bi)(bi)例平(ping)(ping)衡(heng)分配(pei)，各支(zhi)路(lu)同時按比(bi)(bi)例增減，仍然滿足當前氣候(hou)需要下的(de)部份負(fu)荷的(de)流量(liang)需求(qiu)，起(qi)到平(ping)(ping)衡(heng)的(de)作(zuo)(zuo)用。



動(dong)(dong)態平衡閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)分為(wei)動(dong)(dong)態流量平衡閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，動(dong)(dong)態壓(ya)差(cha)(cha)平衡閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，自力式自身壓(ya)差(cha)(cha)控制閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)等。隨著空調行業的(de)(de)不(bu)斷發展(zhan)與(yu)(yu)完善，平衡閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)也(ye)出現的(de)(de)新的(de)(de)產(chan)品，目(mu)前很多項目(mu)采用(yong)了一(yi)(yi)(yi)(yi)種動(dong)(dong)態壓(ya)差(cha)(cha)平衡閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)和電(dian)動(dong)(dong)調節閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)結合在(zai)一(yi)(yi)(yi)(yi)起的(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)體閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)，一(yi)(yi)(yi)(yi)般(ban)稱(cheng)之為(wei)動(dong)(dong)態平衡電(dian)動(dong)(dong)調節閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)。動(dong)(dong)態平衡電(dian)動(dong)(dong)調節閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)是目(mu)前用(yong)于(yu)解(jie)決(jue)空調水系統平衡一(yi)(yi)(yi)(yi)個非常好的(de)(de)方(fang)法，當系統的(de)(de)壓(ya)力發生變(bian)(bian)化(hua)時，動(dong)(dong)態壓(ya)差(cha)(cha)平衡閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)可以(yi)通過(guo)改變(bian)(bian)自身的(de)(de)通流面積使(shi)電(dian)動(dong)(dong)調節閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)兩端的(de)(de)壓(ya)差(cha)(cha)保(bao)持不(bu)變(bian)(bian)，使(shi)調節閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)CV值始終為(wei)一(yi)(yi)(yi)(yi)，從而保(bao)證電(dian)動(dong)(dong)調節閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)一(yi)(yi)(yi)(yi)直在(zai)工況(kuang)下運行，真正做到水量的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)只(zhi)與(yu)(yu)溫度有關而與(yu)(yu)壓(ya)力無關，可以(yi)保(bao)證進入(ru)空調箱的(de)(de)水量在(zai)任一(yi)(yi)(yi)(yi)時刻都是您所需要的(de)(de)水量。叢而使(shi)系統的(de)(de)性能更(geng)優越，維護更(geng)方(fang)便。城建(jian)、化(hua)工、冶金(jin)、石(shi)油、制藥(yao)、食品、飲(yin)料、環保(bao)



暖通空間調系統平衡閥設計方案技術參數

①公(gong)稱壓(ya)力：1.6MPa

②殼體試驗壓力：2.4MPa

③適(shi)用介質：水、油等(deng)非腐蝕性(xing)液體(ti)

④介質溫(wen)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(fa)體(ti)：銅、鑄(zhu)鐵、灰鑄(zhu)鐵、鑄(zhu)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(tong)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(luo)紋連接

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(ding)流(liu)量系(xi)統只存在靜(jing)態(tai)水(shui)(shui)力失調，基本不存在動態(tai)水(shui)(shui)力失調，因此只需在相(xiang)關部(bu)位安(an)裝靜(jing)態(tai)水(shui)(shui)力平衡設(she)備(bei)即可。通常在系(xi)統機房(fang)集水(shui)(shui)器以及一些主要分支(zhi)回水(shui)(shui)管上安(an)裝靜(jing)態(tai)水(shui)(shui)力平衡閥(fa)。



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(qian)在暖通空調(diao)(diao)變流量(liang)系統中常用的兼具動(dong)態(tai)(tai)平衡(heng)(heng)與調(diao)(diao)節功能的動(dong)態(tai)(tai)水力平衡(heng)(heng)設(she)備主要有(you)動(dong)態(tai)(tai)平衡(heng)(heng)電動(dong)二通閥（風機盤(pan)管用）、動(dong)態(tai)(tai)平衡(heng)(heng)電動(dong)調(diao)(diao)節閥（各類空調(diao)(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1所(suo)示(shi)末端(duan)空調(diao)(diao)(diao)(diao)箱采用(yong)電(dian)動三通調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)閥(fa)，屬(shu)于定流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)系(xi)(xi)統(tong)，每(mei)臺末端(duan)的流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)變化(hua)不會影(ying)響(xiang)其他設備(bei)的流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)，因此不存在(zai)(zai)相互(hu)影(ying)響(xiang)的情況(kuang)，即不存在(zai)(zai)動態(tai)水力(li)失衡(heng)，故此方案僅在(zai)(zai)各個(ge)分支管設立(li)靜(jing)態(tai)平(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)，實現(xian)靜(jing)態(tai)平(ping)(ping)衡(heng)。在(zai)(zai)系(xi)(xi)統(tong)初調(diao)(diao)(diao)(diao)試(shi)時(shi)，通過調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)靜(jing)態(tai)平(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)，使系(xi)(xi)統(tong)在(zai)(zai)初調(diao)(diao)(diao)(diao)試(shi)合格(ge)后各臺末端(duan)設備(bei)的流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)同(tong)時(shi)達到設計(ji)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)，從而實現(xian)靜(jing)態(tai)平(ping)(ping)衡(heng)。但是靜(jing)態(tai)平(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)的調(diao)(diao)(diao)(diao)試(shi)需(xu)(xu)按(an)照一(yi)定的程序，對(dui)于一(yi)個(ge)大系(xi)(xi)統(tong)而言初調(diao)(diao)(diao)(diao)試(shi)是相當困難的，往(wang)往(wang)由(you)于進(jin)行后一(yi)個(ge)平(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)的調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)時(shi)，將(jiang)會影(ying)響(xiang)到前面已經調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)過的平(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)，產生誤差。當這種誤差超(chao)過工程允(yun)許范圍時(shi)，則需(xu)(xu)進(jin)行再一(yi)次的測量(liang)(liang)(liang)和調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)。如果由(you)于用(yong)途改變等(deng)原因造成管路(lu)變化(hua)的，那么改造之后，必(bi)須重新(xin)對(dui)所(suo)有靜(jing)態(tai)平(ping)(ping)衡(heng)閥(fa)進(jin)行新(xin)的調(diao)(diao)(diao)(diao)試(shi)。



（2）方案二：定流量系統－自動方案
由于動態(tai)流(liu)(liu)量平(ping)衡(heng)閥的限流(liu)(liu)特(te)性，因(yin)此(ci)此(ci)方案(an)不必同方案(an)一(yi)中(zhong)的靜態(tai)平(ping)衡(heng)閥一(yi)樣逐級安裝，只需要在限流(liu)(liu)處安裝一(yi)個即可(ke)(ke)。動態(tai)流(liu)(liu)量平(ping)衡(heng)閥按流(liu)(liu)量進行選擇，安裝完畢后(hou)無(wu)需調試，將設定值(zhi)設定為設計值(zhi)即可(ke)(ke)使用。如(ru)果又(you)后(hou)期改造(zao)，改造(zao)完后(hou)無(wu)需調試，只要重新(xin)設定流(liu)(liu)量值(zhi)即可(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)(kong)調(diao)(diao)(diao)(diao)箱采用(yong)電(dian)動(dong)兩(liang)(liang)(liang)通調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)閥(fa)（此(ci)閥(fa)一(yi)般為比(bi)例積分調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)，當然空(kong)(kong)調(diao)(diao)(diao)(diao)系統是(shi)復雜多(duo)樣的(de)(de)(de)，大多(duo)數情況下還帶(dai)有風機盤管(guan)，所帶(dai)電(dian)動(dong)兩(liang)(liang)(liang)通閥(fa)僅(jin)起(qi)開關(guan)作用(yong)，在(zai)(zai)本文(wen)所列變(bian)流量(liang)兩(liang)(liang)(liang)個方案中(zhong)，無(wu)論對(dui)空(kong)(kong)調(diao)(diao)(diao)(diao)箱還是(shi)風機盤管(guan)都(dou)可(ke)適(shi)用(yong)，因(yin)此(ci)在(zai)(zai)圖示(shi)中(zhong)不(bu)一(yi)一(yi)畫(hua)出(chu)），任一(yi)空(kong)(kong)調(diao)(diao)(diao)(diao)箱由于負(fu)荷變(bian)化(hua)引起(qi)的(de)(de)(de)流量(liang)變(bian)化(hua)都(dou)會影響其(qi)他空(kong)(kong)調(diao)(diao)(diao)(diao)末(mo)端設(she)(she)備的(de)(de)(de)流量(liang)，產生動(dong)態(tai)失衡(heng)，此(ci)方案中(zhong)在(zai)(zai)電(dian)動(dong)兩(liang)(liang)(liang)通調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)閥(fa)前安(an)裝一(yi)個動(dong)態(tai)壓(ya)(ya)差平(ping)衡(heng)閥(fa)，動(dong)態(tai)壓(ya)(ya)差平(ping)衡(heng)閥(fa)的(de)(de)(de)作用(yong)是(shi)通過調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)電(dian)動(dong)兩(liang)(liang)(liang)通調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)閥(fa)進口B至(zhi)(zhi)出(chu)口A的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)差至(zhi)(zhi)設(she)(she)定壓(ya)(ya)差，這樣不(bu)管(guan)系統中(zhong)其(qi)它的(de)(de)(de)動(dong)態(tai)閥(fa)門怎樣動(dong)作，由于動(dong)態(tai)壓(ya)(ya)差平(ping)衡(heng)閥(fa)的(de)(de)(de)調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)作用(yong)這兩(liang)(liang)(liang)點的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)差始終(zhong)保(bao)持(chi)恒定，這樣就(jiu)避免了系統中(zhong)各個末(mo)端設(she)(she)備調(diao)(diao)(diao)(diao)節(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)相互(hu)干擾(rao)，從而(er)實現動(dong)態(tai)平(ping)衡(heng)。



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(ci)外由于同樣存在著(zhu)靜態(tai)水力(li)失衡(heng)，故在每個分(fen)支管(guan)處安裝靜態(tai)平(ping)衡(heng)閥（注：如果系統(tong)采用同程(cheng)管(guan)道(dao)時(shi)可建議不設靜態(tai)平(ping)衡(heng)閥），調試(shi)時(shi)，電動閥全開，按(an)靜態(tai)平(ping)衡(heng)閥調試(shi)程(cheng)序進行(xing)調試(shi)，直至(zhi)達到系統(tong)靜態(tai)平(ping)衡(heng)，至(zhi)此(ci)完成系統(tong)全面水力(li)平(ping)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(fang)案(an)四的基(ji)本原理同方(fang)案(an)三非常相(xiang)似，動態平衡電動調節(jie)(jie)閥(fa)是將動態壓差平衡閥(fa)和電動兩通調節(jie)(jie)閥(fa)結合在一(yi)起(qi)，故又稱為一(yi)體閥(fa)。如(ru)圖(tu)4所(suo)示，由于動態平衡電動調節(jie)(jie)閥(fa)保(bao)證了該(gai)閥(fa)內電動調節(jie)(jie)閥(fa)芯二端A、B點的壓差不發生變(bian)化，因此系統壓力(li)的波(bo)動不會影響到(dao)此設(she)備(bei)，此設(she)備(bei)流量仍然維持(chi)不變(bian)，制(zhi)冷量不變(bian)，故此設(she)備(bei)負責的空(kong)調區域溫(wen)、濕度仍保(bao)持(chi)平衡。



5 暖通空間調系統平衡閥設計方案結語

空調系統(tong)是(shi)復(fu)雜多樣的(de)，本(ben)文的(de)四個平衡(heng)閥方(fang)案僅(jin)就末端系統(tong)按定(ding)水(shui)量、變水(shui)量進行(xing)了討(tao)論，各有(you)(you)其一定(ding)的(de)可行(xing)性(xing)，也有(you)(you)其一定(ding)的(de)局限性(xing)。因(yin)此，在實際工(gong)程項目中(zhong)，應該從經濟、節能(neng)、施工(gong)難易(yi)度及調試等多方(fang)面加以考慮，選擇化的(de)水(shui)力平衡(heng)方(fang)案。