曾广社

【摘要】本文介绍了空调水系统水力平衡及平衡阀以及平衡阀的合理运用，并举出实例解释平衡阀运用的相关问题。希望能為相关研究工作者提供参考。

【关键词】平衡阀 空调系统 运用

1引言

1.1当代高层建筑林立，楼层功能不一。建筑物暖通空调水系统中，水力失调问题突出。水力失调导致系统流量分配不均匀，实际流量与设计流量出入较大，造成建筑内某些区域过冷，某些区域过热。系统流量分配的不均匀，引起能量浪费。

1.2所有空调采暖、供冷系统应达到两个主要目的：1、提供要求的舒适度。2、以最少的能耗达到第一点目的。为缓解水力失调情况，必然采用相应的调节阀门对系统流量分配进行调节。虽然通用的阀门（如：蝶阀、闸阀）对流量具有一定的调节作用，但此类阀门调节性能不理想，且系统调节后对流量无法测量。加上蝶阀、闸阀在管网中长时间受水力冲刷，阀板会慢慢变薄，不能很好地起到关断、调节功能。因此采用通用阀门的调节只能说是不准确与不稳定，这常常给工程系统调试工作与投入作用的运行管理带来了极大不便。因此很有必要在暖通空调水系统的关键部分（如分集水器、立管出楼层第一个阀门位置）选用水力平衡阀对系统的流量进行调节。

2空调水系统水力平衡及平衡阀

2.1水力失调分类：

水力失调分为：静态失调和动态失调。其中静态失调是由于设计、施工、设备材料等原因导致的系统管道特性阻力数比值与设计要求管道特性阻力数比值不一致，从而使系统各用户的实际流量与设计要求流量不一致，引起的水力失调，静态水力失调是稳态的、根本性的，是系统本身所固有的，是暖通空调水系统中水力失调的重要因素。可增设静态平衡阀来解决。

动态失调为当支路阀门开度变化引起水流量改变时，其他区域的流量也随之发生改变偏离设计要求流量，从而导致的水力失调，叫做动态水力失调。动态水力失调不是系统本身所固有的是动态的、变化的，是在系统运行中产生的。只能用动态平衡阀来解决。

2.2平衡阀的工作原理：

平衡阀是在水力工况下，起到动态、静态平衡调节的阀门。如：静态平衡阀，动态平衡阀。

（1）静态平衡阀是通过改变阀芯与阀座的间隙（开度），来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统的阻力，能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到热平衡的作用。

（2）动态平衡阀分为动态流量平衡阀，自力式自身压差控制阀等。

动态流量平衡是跟据系统工况（压差）变动而自动变化阻力系数，在一定的压差范围内，可以有效地控制通过的流量保持一个常值，即当阀门前后的压差增大时，通过阀门的自动关小的动作能够保持流量不增大，反之，当压差减小时，阀门自动开大，流量仍照保持恒定，但是，当压差小于或大于阀门的正常工作范围时，它毕竟不能提供额外的压头，此时阀门打到全开或全关位置流量仍然比设定流量低或高不能控制。

（3）动态压差平衡阀是用压差作用来调节阀门的开度，利用阀芯的压降变化来弥补管路阻力的变化，从而使在工况变化时能保持压差基本不变，它的原理是在一定的流量范围内，可以有效地控制被控系统的压差恒定，即当系统的压差增大时，通过阀门的自动关小动作，它能保证被控系统压差增大反之，当压差减小时，阀门自动开大，压差仍保持恒定。自力式压差控制阀，在控制范围内自动阀塞为关闭状态，阀门两端压差超过预设定值，阀塞自动打开并在感压膜作用下自动调节开度，保持阀门两端压差相对恒定。

3平衡阀的合理应用

3.1 静态平衡阀的应用

变流量系统中静态平衡阀用于系统初步调节。静态平衡阀保证的不是系统中单个管道的流量值，它要维持的是在系统初调试时，通过静态平衡阀的调节作用，使系统中各个管路的流量比值与设计流量的比值一致，这样当系统的总流量等于设计总流量时，各个末端设备及管道的流量也同时达到设计流量即所需的最大流量，系统实现静态水力平衡。静态平衡阀应当分级设置，表1为静态平衡阀在空调系统中的安装位置。

表1 静态平衡阀在空调系统中的安装位置

平衡阀类型 在空调水系统中使用部分

静态平衡阀 1、每层空调水水平回水支管

2、回水总管

3、集水器回水主管

4、制冷主机冷冻、冷却回水管

3.2 动态流量平衡阀的应用

动态流量平衡阀用于系统中需定流量的管路。在系统中某一需流量恒定的设备的分支管路配置了适当的动态流量平衡阀后，该设备即能运行在设计流量状态。如果并联的外网由于变动而造成压力的变化△P在一定范围内（该阀门有效范围），则不会造成流经该设备流量的变化。由此可见，动态流量平衡阀适合安装在冷冻机房冷热源设备处，一方面可以保证机组在额定状态运行，将流量恒定在设计值，从而保护机组，另一方面提高机组的运行效率，使系统运行的水温正常。表2为动态流量平衡阀在空调系统中的安装位置。

表2 动态流量平衡阀在空调系统中的安装位置

平衡阀类型 在空调水系统中使用部分

动态流量平衡阀 1、制冷主机冷冻供水管路

2、制冷主机冷却回水管路

3、锅炉出口管路

当压力处于设定范围内，流量随压力的变化并不发生变化，当压力在设定范围之外，流量随着压力的增大而增大。

3.3 动态压差控制阀的应用

动态压差控制阀的作用一是被控环路出现外扰（网路的压力波动）和内扰（内部管路阻力的改变）时，使被控环路的压差保持恒定；二是各环路间的调节互不干扰，即一个环路的调节对其它环路的流量不产生影响。大中型空调系统分区分环路设计时，一方面由于工程设计时循环水泵是按最不利环路的阻力来选型的，对近端支路来说，往往扬程偏高，末端支路的调节阀就要承担更大的压差；另一方面各环路之间、各层支路之间压差值可能相差很大，为避免水力平衡失调，在立管或支管上安装压差控制阀可以将立管或支管的压差稳定在合适的范围内，各回路的调节互不干扰，可独立进行平衡。表3为动态压差控制阀在空调系统中的安装位置。

表3 动态压差控制阀在空调系统中的安装位置

平衡阀类型 在空调水系统中使用部分

动态压差平衡阀 1、空调水系统主分支立管回水

2、楼层水平回水支管

4结语

（1）、平衡阀的使用要基于其本身阀门的特性才能正确发挥对管网系统水力平衡作用。

（2）、在空调水系统管网中合理地安装平衡阀以及正确地进行联动调试，可以极大地改善系统的水力特性，很大程度上缓解了水力失调情况。

（3）、使用平衡阀的空调水系统，为系统正常运行提供了保证，同时也最大情况节省了能源，满足系统整体舒适性要求，使系统经济高效地运行。

参考文献：

[1] 北京市煤气热力工程设计院.城市热力网设计规范（CJJ34-2002）[S].北京：中国建筑工业出版社，2002

[2] 符永正，刘万岭.平衡阀的选用[[J].暖通空调，1998，28（3）：73-74

[3] 潘需.供热管网改造中平衡阀的应用[[J].暖通空调，2008，38（7）：120-124