对平衡阀功能及其应用的探讨

2013-09-13 何建平陕西昊瑞房地产开发有限责任公司

　　对平衡阀的功能、技术特点及其分类进行了较为深入的探讨，为合理选择与应用平衡阀提供了参考依据;通过对系统静态水力失调、动态水力失调的特性分析，提供了选用不同平衡阀解决相关失调的方法。

　　目前，集中供热和供冷的管网系统中水力失调(不平衡)的现象依然很严重，而水力失调又是造成供热能耗浪费的主要原因之一。因此，要实现系统节能，首先应该做到水力平衡，而且必须强制要求系统达到水力平衡，这是保证其他节能措施能够可靠实施的前提。实践证明，平衡阀是实现系统水力平衡最基本的平衡元件，通过对平衡阀的正确设定与合理应用，不仅可以提高整个水系统的水力稳定性(包括控制末端的平衡、立管的平衡以及主回路的平衡)，而且能使系统在最短时间、最小能耗下达到客户所要求的温度和舒适的人工环境。而合理应用平衡阀的前提是要充分认识和了解平衡阀的功能、技术特点、系统的水力失调特性以及设计系统各环节需要平衡阀协助解决的问题。本文将就此进行较为深入的探讨，以供大家在工程设计选用时参考。

一、平衡阀的功能

　　作为暖通空调工程技术人员，为达到设计和安装平衡稳定的集中式供热和供冷系统去创造舒适的人工环境，充分了解平衡阀的功能并在系统中正确应用是非常必要的。平衡阀应用于采暖与空调的水系统，具有以下几个方面的功能：

　　第一，解决采暖空调系统的循环水流量分配不均的问题，这就等同于解决集中供暖中有的楼层或房间永远过热或过冷、有的房间永远不热或不冷现象的问题。

　　第二，解决系统运行中因为使用时间的差异，致使部分用户采暖空调系统的循环水流量忽高忽低，导致房间温度忽高忽低，舒适度差(这种现象等同于集中供暖中，白天使用用户少，长期供暖房间温度偏高，晚上用户增多，房间供暖温度偏低)，永远不能达到稳定舒适的环境的问题。第三，解决系统运行中因使用用户数量波动的影响，制冷或制热主机反复开停机频率增大，系统耗能增大，且影响主机使用寿命的问题。

　　第四，解决某些房间永远也达不到所需设计温度的问题，尤其在负荷变化时。

　　第五，虽然生产设备的额定功率是足够的，但所设计的功率不能传送，在周末或夜晚回设后的启动中尤其如此。

　　上述问题仅是不平衡的集中供热和供冷系统运行中我们能直接感受到的表面现象，而深层次隐含的系统耗能量上的增加和运行费用上的大幅提升是我们必须认真面对的问题;同时，系统的舒适度也会大大降低。

二、平衡阀的合理应用

　　1.静态水力平衡阀的应用静态水力平衡阀主要在两个方面应用：一方面，用在机房集水器的回水立管，进行各分区管路的一次流量(阻力)分配，一次调节锁定，后期不用调整;另一方面，用在分层分支环路供/回水管，进行分层分支系统的阻力平衡和流量分配，一次调节锁定，后期不用调整。尤其对冬夏季使用一套管路的空调系统，通过静态水力平衡阀的合理调节使用，使管路系统阻力达到设计标准的均衡，后期稳定运行不需二次调试。

　　某些工程设计将可外设定的动态流量平衡阀替代静态水力平衡阀，认为通过冬夏季分别的流量设定也可达到流量分配的作用，此类用法的前提是系统本身设计是经过充分水力计算后平衡的空调系统，安装施工完全按照设计施工并在全负荷运行时是一个水力平衡的系统，且是一个定流量系统，

　　但此时用此类阀门就失去了平衡的意义。同样，如果是变流量系统，把动态水力平衡阀用于系统平衡，就相当于拿限流器当可调电阻使用，阻力不平衡的系统肯定存在运行安全隐患。

　　2.压差调节器的应用

　　压差调节器用在分层分支环路回水管上，用于恒定分支环路系统供回水管路之间的压差，屏蔽其他环路因运行流量变化引起压力变化产生的压力干扰，提高系统末端运行的温度稳定性和舒适性。受工作压力范围限制，此类阀门一般配合静态水力平衡阀使用，主要是用在酒店、宾馆等各房间同时使用率不高、水系统流量变化比较大(变流量系统)的项目。对于单位办公用房考虑各办公房间的同时使用率较高，系统正常运行时流量波动不大(定流量系统)，此类阀门作用不是很明显，考虑到降低初投资的需要，不必采用。另外，工程设计选型中应避免用动态流量平衡阀(限流器)代替压差调节器(稳压器)。

　　3.动态流量平衡阀的应用

　　动态流量平衡阀用在水泵出口，稳定泵的出水流量在额定流量下运行，避免流量过大时致使水泵电机过载烧毁电机。对并联泵的冷却水、冷冻水系统，如果主机型号不同，建议在主机冷却水、冷冻水进口安装此类阀门进行流量控制，避免因过流或欠流而影响主机稳定运行及主机使用寿命。此外，对定流量的集中供暖外网系统，用此类平衡阀的较多，一般是设置在各建筑物的热力入口处。

　　尽管动态流量平衡阀具有在一定范围内自动稳定环路流量的特点，但是其水流阻力比较大，因此即使是针对定流量系统，对设计人员的要求也首先是通过管路和系统设计来实现各环路的水力平衡，即“设计平衡”;只有当设计认为系统可能出现由于运行管理原因(例如水泵运行台数的变化等等)有可能导致水量较大波动时，才宜采用阀权度要求较高、阻力较大的动态流量平衡阀。但是，对于变流量系统而言，除了某些需要特定定流量的场所(例如为了保护特定设备的正常运行或特殊要求)外，不应在系统中设置动态流量平衡阀，而应设置压差调节器。