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专家论坛 动态平衡阀及其在暖通空调工程中的应用 （机械工业部设计研究院 李著萱） 随着我国国民经济的高速发展，城市的建筑建设规模越来越大，人们对室内环境的要求也越来越高。尤其是建设在黄金地带的商业建筑，如何能提高有效的商用面积率：保证空调系统的使用和运行并不由此而增加能耗？是暖通专业及建筑开发商共同关注的问题。 1．暖通空调设计中水力系统的现状 无论是空调或采暖工程中，由于条件的制约及不可能完全采用同程系统。而异程系统在实际的设计中，为了保证系统最不利环路末端的资用压头，所有其他空调采暖设备末端的资用压头往往大于设计工况的需要值，特别是在规模大建筑功能复杂的工程中，异程管线长，末端设备的阻力差异大及空调末端启停差异大的系统，在靠近冷热源位置的资用压头余量过大，往往出现流量分配偏离设计状态，导致其系统水力失调。流量的偏差会产生冷热源近端的空调太凉或采暖不热的现象。不但不能保证使用的功能，还造成了能源上的浪费。 2．解决水利失调的办法 2．1加节流孔板 在热力入口或空调靠近冷源环路的部分管段上增加节流孔板。采用这种办法解决水力失调的前提是：水系统阻力计算准确、热力或空调末端流量不能发生变化。因此在末端流量变化时仍会造成水力失调及能源上的浪费。 2．2安装手动调节阀 对大型空调系统而言，采用手动调节阀调节过程复杂，手动调节前端阀门，后端流量会受影响。后端调整流量，前端流量又会变化。因此调节费时费力；对于复杂系统，要求调节阀门的工程师经验丰富。并且一旦系统压力或负荷发生变化仍需要重新调整水力系统。 2．3安装动态流量平衡阀 热力入口或空调设备末端的设计流量确定后，根据流量及阀门处的压力变化范围选定动态平衡阀，安上设置好的阀门既可使用。只要阀门处的压差变化在阀门的设计压力范围内，无需任何人为的调节。 3动态平衡阀的特点 3．1动态平衡阀的工作原理： 通过改变平衡阀的阀芯的过流面积来适应阀门前后的变化，从而达到控制流量的目的。动态平衡阀是一个局部阻力可以变化的节流元件，对于不可压缩的流体其简化流量的方程为： Q=KA（△P）? 式中：Q——通过平衡阀的流量； K——阀门开度的流量系数； A——阀芯的过流面积 △ P——阀门进出口压差 由于在阀门的开度不变的前提下，K值的变化可忽略，因此阀门的流量要保持恒定应控制A（△P）?不变。而平衡阀由可变过流面积的阀胆和高精度（±5%）的弹簧及支撑装置构成。弹簧受压差的作用自动控制阀胆上过流面积的大小，从而使通过阀门的流量恒定。 3．2阀门的工作过程： 当平衡阀前后压差小于最小启动压差是弹簧未被压缩，流通面积最大。当阀门前后压差在工作范围时阀胆压缩弹簧，进入工作状态，水流通过阀胆两边的圆孔和几何型的通道流过；由于阀胆在运动，两边几何流型的通道也因此变化—阀体的流通面积不断变化，在这一压差范围内水流流量基本保持恒定。当平衡阀前后压差超越工作范围是，阀胆完全压缩弹簧，水流只从阀胆两边的圆孔流过，此时阀胆变成了固定的调节器，流量与压差成正比，随压差的增大而增大。 动态平衡阀具有在一定的压力范围内限制空调末端设备的最大流量、自动恒定流量的特点，在大工型、复杂、空调采暖负荷不恒定的工程中，简化了系统调试过成，并缩短了调试时间。特别是在异程水系统中使用平衡阀，可以容易实现水力工况平衡、满足设计环境温度的要求，并且在空调系统的运行中末端设备可以不受其他末端的启停干扰。 4动态平衡阀在实际工程中的应用 4．1区域供暖 热力入口处采用动态平衡阀，保证系统所需流量。 室内采暖系统，温控阀保证每个散热器通过所需流量，动态平衡阀保证各立管流量恒定，解决水平失调。 4．2空调系统 大型集中空调系统中，在空调设备（空气处理机及风机盘管）末端设置平衡阀，通过三通（或两通）电动阀保证设备所需流量，平衡阀实现水力工况调节。在冷热源，冷却塔、水泵等处当设计管线受限时。用平衡阀来避免负荷偏载，保证设备的正常运行。 5空调系统设计动态平衡阀反感因该注意的问题 5．1动态平衡阀只起水力平衡的作用，不能用于负荷调节 由于对动态平衡阀的误解，容易认为平衡阀也能平衡空调或采暖负荷，用平衡阀取代电动三通阀或两通阀。但随着维护结构负荷或室内负荷（人员、设备、照明等）的动态变化，要求空调设备提供的水量也动态变化，才能如人所愿——既能保证室内温度的要求、又起到了节省的作用。在大型空调系统中，空调设备设置了平衡阀后；各个设备的启停不会干扰影响其他设备的水流量，平衡阀起到了水力平衡的作用；而电动三通或两通阀节流，能够调节环境负荷所需数量。 目前，带电动自控制功能的动态平衡阀已经面市，按负荷需求动态平衡空调系统实行节能就更容易实现了。因此采用带电动自控功能的动态平衡阀，可以将水力平衡与负荷调节合二为一，并直接用电脑控制设定流量，还简化了安装及便于安装在狭小的空间