對平衡閥功能及其應用的探討

2013-09-13 何建平陜西昊瑞房地產開發有限責任公司

　　對平衡閥的功能、技術特點及其分類進行了較為深入的探討，為合理選擇與應用平衡閥提供了參考依據;通過對系統靜態水力失調、動態水力失調的特性分析，提供了選用不同平衡閥解決相關失調的方法。

　　目前，集中供熱和供冷的管網系統中水力失調(不平衡)的現象依然很嚴重，而水力失調又是造成供熱能耗浪費的主要原因之一。因此，要實現系統節能，首先應該做到水力平衡，而且必須強制要求系統達到水力平衡，這是保證其他節能措施能夠可靠實施的前提。實踐證明，平衡閥是實現系統水力平衡最基本的平衡元件，通過對平衡閥的正確設定與合理應用，不僅可以提高整個水系統的水力穩定性(包括控制末端的平衡、立管的平衡以及主回路的平衡)，而且能使系統在最短時間、最小能耗下達到客戶所要求的溫度和舒適的人工環境。而合理應用平衡閥的前提是要充分認識和了解平衡閥的功能、技術特點、系統的水力失調特性以及設計系統各環節需要平衡閥協助解決的問題。本文將就此進行較為深入的探討，以供大家在工程設計選用時參考。

一、平衡閥的功能

　　作為暖通空調工程技術人員，為達到設計和安裝平衡穩定的集中式供熱和供冷系統去創造舒適的人工環境，充分了解平衡閥的功能并在系統中正確應用是非常必要的。平衡閥應用于采暖與空調的水系統，具有以下幾個方面的功能：

　　第一，解決采暖空調系統的循環水流量分配不均的問題，這就等同于解決集中供暖中有的樓層或房間永遠過熱或過冷、有的房間永遠不熱或不冷現象的問題。

　　第二，解決系統運行中因為使用時間的差異，致使部分用戶采暖空調系統的循環水流量忽高忽低，導致房間溫度忽高忽低，舒適度差(這種現象等同于集中供暖中，白天使用用戶少，長期供暖房間溫度偏高，晚上用戶增多，房間供暖溫度偏低)，永遠不能達到穩定舒適的環境的問題。第三，解決系統運行中因使用用戶數量波動的影響，制冷或制熱主機反復開停機頻率增大，系統耗能增大，且影響主機使用壽命的問題。

　　第四，解決某些房間永遠也達不到所需設計溫度的問題，尤其在負荷變化時。

　　第五，雖然生產設備的額定功率是足夠的，但所設計的功率不能傳送，在周末或夜晚回設后的啟動中尤其如此。

　　上述問題僅是不平衡的集中供熱和供冷系統運行中我們能直接感受到的表面現象，而深層次隱含的系統耗能量上的增加和運行費用上的大幅提升是我們必須認真面對的問題;同時，系統的舒適度也會大大降低。

二、平衡閥的合理應用

　　1.靜態水力平衡閥的應用靜態水力平衡閥主要在兩個方面應用：一方面，用在機房集水器的回水立管，進行各分區管路的一次流量(阻力)分配，一次調節鎖定，后期不用調整;另一方面，用在分層分支環路供/回水管，進行分層分支系統的阻力平衡和流量分配，一次調節鎖定，后期不用調整。尤其對冬夏季使用一套管路的空調系統，通過靜態水力平衡閥的合理調節使用，使管路系統阻力達到設計標準的均衡，后期穩定運行不需二次調試。

　　某些工程設計將可外設定的動態流量平衡閥替代靜態水力平衡閥，認為通過冬夏季分別的流量設定也可達到流量分配的作用，此類用法的前提是系統本身設計是經過充分水力計算后平衡的空調系統，安裝施工完全按照設計施工并在全負荷運行時是一個水力平衡的系統，且是一個定流量系統，

　　但此時用此類閥門就失去了平衡的意義。同樣，如果是變流量系統，把動態水力平衡閥用于系統平衡，就相當于拿限流器當可調電阻使用，阻力不平衡的系統肯定存在運行安全隱患。

　　2.壓差調節器的應用

　　壓差調節器用在分層分支環路回水管上，用于恒定分支環路系統供回水管路之間的壓差，屏蔽其他環路因運行流量變化引起壓力變化產生的壓力干擾，提高系統末端運行的溫度穩定性和舒適性。受工作壓力范圍限制，此類閥門一般配合靜態水力平衡閥使用，主要是用在酒店、賓館等各房間同時使用率不高、水系統流量變化比較大(變流量系統)的項目。對于單位辦公用房考慮各辦公房間的同時使用率較高，系統正常運行時流量波動不大(定流量系統)，此類閥門作用不是很明顯，考慮到降低初投資的需要，不必采用。另外，工程設計選型中應避免用動態流量平衡閥(限流器)代替壓差調節器(穩壓器)。

　　3.動態流量平衡閥的應用

　　動態流量平衡閥用在水泵出口，穩定泵的出水流量在額定流量下運行，避免流量過大時致使水泵電機過載燒毀電機。對并聯泵的冷卻水、冷凍水系統，如果主機型號不同，建議在主機冷卻水、冷凍水進口安裝此類閥門進行流量控制，避免因過流或欠流而影響主機穩定運行及主機使用壽命。此外，對定流量的集中供暖外網系統，用此類平衡閥的較多，一般是設置在各建筑物的熱力入口處。

　　盡管動態流量平衡閥具有在一定范圍內自動穩定環路流量的特點，但是其水流阻力比較大，因此即使是針對定流量系統，對設計人員的要求也首先是通過管路和系統設計來實現各環路的水力平衡，即“設計平衡”;只有當設計認為系統可能出現由于運行管理原因(例如水泵運行臺數的變化等等)有可能導致水量較大波動時，才宜采用閥權度要求較高、阻力較大的動態流量平衡閥。但是，對于變流量系統而言，除了某些需要特定定流量的場所(例如為了保護特定設備的正常運行或特殊要求)外，不應在系統中設置動態流量平衡閥，而應設置壓差調節器。