暖通工程中动态流量平衡阀的运用

暖通工程中动态流量平衡阀的运用

潘秀

大庆市城市管理综合执法局

越来越复杂的采暖系统以及空调系统，对施工人员提出较高要求。无论从建筑结构角度来说，还是从系统自身角度来说。采暖以及空调系统均无法利用同程系统开展设计工作。这也是引发水力失调问题出现的源头，加之偏离的流量分配与设计状态，会加大水利失调现象出现的可能性。最终引发严重的资源浪费问题。空调系统正常运行的目标也会受到不同程度的破坏。必须提高对水利失调问题的重视程度，利用恰当措施对其进行逐步完善。

一、制定解决水力失调的策略

目前工程中解决水力失调的方法主要是加节流孔板、安装手动调节阀以及设置动态流量平衡阀。

1.适当加装节流孔板

在空调接近冷源环路的位置或者热力的进入部位安装节流孔板，通过节流孔板来消除一定的压力。但这种方法需要对水系统的阻力进行准确的计算，经过孔板的水流量不能出现变动，当末端的流量发生变化依旧会出现水力的失调和能源的浪费。且孔板本身也易堵塞，不便于维护。

2.安装手动调节阀

很多企业在改善水力失调问题时，会利用安装手动调节阀的方式，但是该种方法存在一定不足，在调节大型空调系统过程中，手动调节阀很难发挥自身作用与价值。因手动调节前端阀门的影响，会影响后续作业以及系统运行，后端流量也会因手动调节阀而发生改变。相反，利用手动调节阀调整后端流量，也会影响到前段流量。因此，该种方法会耗费大量的时间与精力，还会浪费资源。大型复杂系统对工程师的技能与经验提出较高要求，需要由具备专业技能以及从业经验的工程师开展大型复杂系统的调节工作。在调节过程中无法保障系统压力与复合保持不变，必须在发生变化后重新计算，水利为计算的主要对象，相应数值发生变化后，还要重新调节系统。

3.安装动态流量平衡阀

对空调设备末端或者热力入口处的流量进行准确计算，根据流量的变化范围以及压力来选择合适的动态平衡阀。把调整好的阀门安装好后，只需要把阀门处的压力变化范围控制在阀门的设计发内之内，空调系统在运行的时候即可根据工况自动调整流量，不需要人为调节。

二、在使用动态流量平衡阀时表现出的特征

1.明确工作原理

动态流量平衡阀的工作原理是调整平衡阀阀芯的过流面积，适应在阀门前后的压差变化，进而控制流量。在如果阀门的开度不发生变化时，K值的变化可以忽略，因此，阀门的流量要维持A△P/ρ的值不发生变化。平衡阀由支撑装置，高精度弹簧以及过流阀胆组成，工作时由弹簧所承受的压力差控制阀胆的过流大小，从而控制阀门的流量。

2.阀门工作得细节

当平衡阀前后的压差小于阀门启动压力时，弹簧基本没有压缩，这时的流通面积最大。当平衡阀前后的压差处于平衡阀的工作范围内时，弹簧会被阀胆压缩，阀胆两边的圆孔和几何型的通道会流过水流。当压力变化时，阀胆的相对位置会发生变化，导致过流面积发生变化。如果该压力变化在阀门工作范围以内，则阀门基本可以保持水流量的恒定。如果平衡阀前后的压差比工作范围大，则弹簧会被阀胆全部压缩，只有阀胆两边的圆孔会有水流，此时阀胆相当于固定的节流孔板。动态流量平衡阀可以自动恒定流量，可以通过调节压力范围来控制空调末端最大流量，简化了空调系统的调试，减少调试时间。

三、动态流量平衡阀在实际工程中的使用

1.在区域供暖中使用动态流量平衡阀

提升系统整体可靠性与稳定性是在供暖系统当中应用动力流量平衡阀的最终目标，热力入口实其应用的主要位置。拥有稳定流量的立管是维持温控阀运行稳定性的重要前提，该阀门需要在散热区入口使用。动态平衡阀与动态流量平衡阀以及温控阀之间存在较大差异，在各环路立管中使用，可维持现有流量的稳定性，从而解决水力失调问题。异程系统当中的水利失调也可通过区域供暖的方式不断改善。

2.在空调系统中使用动态流量平衡阀

现阶段大型空调系统都会涉及到设置平衡阀的问题，在设置平衡阀时，需要综合工程需求以及系统特性，空调设备末端是大多数系统安装平衡阀的位置，进而实现对水利变化的有效平衡。受到系统工况的影响，水利会发生不同程度的改变，平衡阀就是在此种背景下发挥自身作用。水泵、冷却塔以及冷热源设计管线是构成完整系统不可缺少的几部分内容。上述内容会在工作中受到诸多客观因素的限制。动态平衡阀在上述部件受到限制后可有效改善负荷偏载的问题，保障系统正常运行，并维持其安全性与稳定性。

四、动态流量平衡阀应用注意事项

1.无法顺利调整负荷问题

在空调系统的设计当中，动态流量平衡阀只可以调节系统的水力平衡，不能调节负荷。因为对动态流量平衡阀的误解，一些设计人员认为平衡阀可以用来调整采暖系统和空调系统的负荷，而使用动态流量平衡阀来替代电动三通阀，导致系统无法调节负荷。电动三通阀可以根据负荷调节末端设备流量，动态流量平衡阀能保证单个设备的工况变化不影响其他设备的运行，既保证了系统的正常运行，又实现了节能的目的。

2.禁止多级使用。

对空调系统进行设置的时候，通常会在管路上设置多级手动调节阀，但是该方法不适用于动态流量平衡阀。因为当下级的某些末端设备停止使用后，上级的平衡阀会使系统中的流量保持基本不变，这会使下级正在使用的末端设备流量增加，影响使用功能，增大调节难度。设计空调系统时，应该根据冬夏供水和回水的温差来合理设计动态流量平衡阀。四管制的空调系统，应当使用两个平衡阀，用来满足冬夏两个季节不同水量的要求。

结语：动态流量平衡阀能在工作压力差的范围内保持自身的流量基本不发生变化，能有效地克服"大流量，小温差"的不良运行方式，提高系统能效，实现经济运行。应用动态流量平衡阀可简化水系统的设计，动态补偿系统运行中的工况波动。既适合空调系统中的定流量场合，又适合变流量的空调系统，对于目前正在大力推广的实行分户热计量的供暖系统也是不可或缺的水力平衡设备。

参考文献：

[1]王少静.动态流量平衡阀在暖通工程中的应用[J].城市建设理论研究：电子版,2016,6(8).

[2]王陆捷.动态流量平衡阀在降低水力失调中的应用[J].节能,2017(5).