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動態平衡閥在暖通工程的應用分析

類別:平衡閥 | 發布日期:2015年03月04日

動態平衡閥在暖通工程的應用分析

隨著我國建筑規模擴大,建筑數量不斷增多,人們對于室內環境具有較高的要求,特別是商業建筑,如何有效擴大商用面積,確??照{系統正確、安全運行,而不增加消耗,是暖通行業建筑需重視的問題。
無論是采暖、空調工程,因條件制約不可能全部使用同程系統,實際設計時,異程系統為確保系統中環路末端的不利資用壓頭,其它空調末端資用設計工況需要值,尤其是規模大建筑功能復雜工程,由于異程管線長,空調末端啟停差異、阻力差異,靠近冷熱源位置具有剩量的資用壓頭,流量分配與設計狀態偏離,引起系統水力失調。因流量偏差,導致冷熱源近端出現采暖不熱、空調太涼等現象,不僅確保使用功能,導致能源浪費。

一、解決水利失調方法

首先,加節流孔板??照{靠近冷源環路、熱力入口等部分管段,增加節流孔板,解決水力失調的水系統熱力末端流量、阻力計算準確,無法出現變化。所以,末端流量變化仍會導致水力失調、能源浪費。
其次,手動調節閥的安裝。針對大型空調系統,選擇手動調節閥難以進行調節,若對前端閥門進行手動調節,會影響后端流量。調整后端流量,其前端流量會出現變化。所以,調整費力、費時。針對復雜系統,工程師需具有調節閥門,若出現系統壓力、負荷,對水力系統進行重新調整。
第三,動態流量平衡閥的安裝。確定空調設備末端、熱力入口的設計流量,按照閥門處壓力、流量變化的范圍,確定動態平衡閥,將閥門安置好,只需閥門處壓差變化,控制閥門壓力,不需要人為調節。

 

二、動態平衡閥特點

首先,動態平衡閥工作原理。對平衡閥閥芯過流面積進行調整,以適應閥門前后變化,實現流量控制。動態平衡閥屬于一個以改變局部阻力為主的節流元件,針對不可壓縮流體,流量方程:Q=KA(△P),其中Q代表平衡閥流量,K代表流量系數,A代表閥芯過流面積,△P代表閥門的進出口壓差。當閥門開度不變時,可忽視K值變化。所以,閥門流量維持A(△P)不變。平衡閥則由支撐裝置、高精度彈簧、過流閥膽構成,彈簧的受壓差對閥膽的過流大小進行控制,進而恒定閥門流量。
其次,閥門工作過程。若最小啟動壓差大于平衡閥的前后壓差,則表示彈簧沒有被壓縮,此時的流通面積最大。若平衡閥門前后的壓差處于工作范圍內,則彈簧被閥膽壓縮,處于工作狀態,閥膽兩邊圓孔、幾何型通道經過水流。因閥膽處于運動狀態,幾何流型通道也由于變化,閥體流通面積也隨之變化。處于該壓縮范圍內,可基本恒定水流流量。若平衡閥的前后壓差大于工作范圍,彈簧被閥膽全部壓縮,只有閥膽兩邊圓孔有水流,即閥膽作為固定調節器,壓差和流量呈正比,壓差增大,流量也隨之增大。
動態平衡閥通過一定壓力范圍,對空調末端流量最大值進行控制,可實現流量的自動恒定,空調采暖的負荷不穩定,系統調試被簡化,減少調試時間。尤其平衡閥在異程水系統的應用,可實現設計環境溫度、水力工況平衡,其他末端啟停對空調系統末端設備的運行不造成影響。

 

三、實際工程中動態平衡閥的運用

首先,區域供暖。動態平衡閥運用于熱力入口,確保系統流量,室內溫暖閥、采暖系統需確保每個散熱器具有足夠的流量,動態平衡閥需確保恒定各立管流量,使水平失調得到解決。
其次,空調系統。在大型空調系統、集中式空調系統中,平衡閥設置在空調設備的末端,經過三通電動閥確保設備的運行流量,平衡閥調整水力工況,當水泵、冷卻塔、冷熱源的設計管線受到限制時,采用平衡閥防止負荷偏載,確保設備正常、安全運行。

 

四、空調系統設計動態平衡閥反感因該注意的問題

首先,動態平衡閥無法調整負荷。在空調系統設計中,只能調節水力平衡,無法調節負荷,因誤解了動態平衡閥,極易認為平衡閥可調整采暖負荷、平衡空調,利用平衡閥代替電動兩通閥、三通閥。然而隨著室內負荷、結構負荷的動態變化,空調設備水量也實現動態變化,即可確保室內溫度,也可達到節省的目的。大型空調系統的運用,將平衡閥設置在空調設備中,各設備啟停對其它設備水流量不造成干擾,平衡閥可平衡水力。電動的兩通閥、三通閥節流,可對環境負荷數量進行調整。目前,動態平衡閥均帶有電動自控功能,根據負荷要求,對空調系統進行動態平衡,以實現節能。所以,選擇電動自控功能的動態平衡閥,即可平衡負荷調整和水力平衡,可用電腦直接設定流量,還可簡化安裝,在狹小空間內也可安裝。
其次,動態平衡閥不宜多極設置。設置空調時,通常多極設計手動調節閥,但按照該方法對動態平衡閥進行設置是錯誤的。若下級的多個、一個設備將電動閥關閉,上級平衡閥流量仍然保持不變,可能會增加下級未關設備的流量,不僅增加了水流造成,對使用功能也造成影響,增加了經濟投資。
第三,在空調設計時,應按照冬夏供回水溫差,對動態平衡閥進行合理設置??照{系統的四管制,采用兩個平衡閥,即可滿足冬夏兩季的不同水量要求,若冬夏兩季的冷水溫差與供熱溫差不一致,水流量的差異也較大,所以兩管制水系統必須按照冬夏兩季的不同流量要求,對平衡閥進行設置。主要有三種方法:
(1) 對可變流量的動態平衡閥進行設置,在冬夏換季時,將閥門轉換即可。
(2) 對兩個平衡閥進行設置,閥1根據冬季流量確定閥門,閥2根據冬夏兩季的最大水量差確定閥門,冬季只開閥1,夏季開閥1、閥2,以兩個閥門實現四管制功能。
(3) 選擇自控功能的動態平衡閥,通過電腦設定流量。

 

五、結語

動態流量平衡閥分為固定式動態流量平衡閥可調式動態流量平衡閥,它們都是在工作壓差范圍內維持自身流量不變,區別是前者出廠后流量不可調,后者流量可調。對于設計流量已知的系統,選擇前者即可,在使用中不需任何調試和維護,因此在暖通工程中使用動態平衡閥極為方便。

 

 

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