李金城 
動態(tài)平衡閥在暖通工程的應用分析
隨著我國建筑規(guī)模擴大，建筑數(shù)量不斷增多，人們對于室內(nèi)環(huán)境具有較高的要求，特別是商業(yè)建筑，如何有效擴大商用面積，確?？照{(diào)系統(tǒng)正確、安全運行，而不增加消耗，是暖通行業(yè)建筑需重視的問題。
無論是采暖、空調(diào)工程，因條件制約不可能全部使用同程系統(tǒng)，實際設(shè)計時，異程系統(tǒng)為確保系統(tǒng)中環(huán)路末端的不利資用壓頭，其它空調(diào)末端資用設(shè)計工況需要值，尤其是規(guī)模大建筑功能復雜工程，由于異程管線長，空調(diào)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(shè)計狀態(tài)偏離，引起系統(tǒng)水力失調(diào)。因流量偏差，導致冷熱源近端出現(xiàn)采暖不熱、空調(diào)太涼等現(xiàn)象，不僅確保使用功能，導致能源浪費。
一、解決水利失調(diào)方法
首先，加節(jié)流孔板?？照{(diào)靠近冷源環(huán)路、熱力入口等部分管段，增加節(jié)流孔板，解決水力失調(diào)的水系統(tǒng)熱力末端流量、阻力計算準確，無法出現(xiàn)變化。所以，末端流量變化仍會導致水力失調(diào)、能源浪費。
其次，手動調(diào)節(jié)閥的安裝。針對大型空調(diào)系統(tǒng)，選擇手動調(diào)節(jié)閥難以進行調(diào)節(jié)，若對前端閥門進行手動調(diào)節(jié)，會影響后端流量。調(diào)整后端流量，其前端流量會出現(xiàn)變化。所以，調(diào)整費力、費時。針對復雜系統(tǒng)，工程師需具有調(diào)節(jié)閥門，若出現(xiàn)系統(tǒng)壓力、負荷，對水力系統(tǒng)進行重新調(diào)整。
第三，動態(tài)流量平衡閥的安裝。確定空調(diào)設(shè)備末端、熱力入口的設(shè)計流量，按照閥門處壓力、流量變化的范圍，確定動態(tài)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(diào)節(jié)。
二、動態(tài)平衡閥特點
首先，動態(tài)平衡閥工作原理。對平衡閥閥芯過流面積進行調(diào)整，以適應閥門前后變化，實現(xiàn)流量控制。動態(tài)平衡閥屬于一個以改變局部阻力為主的節(jié)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(shù)，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(gòu)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(nèi)，則彈簧被閥膽壓縮，處于工作狀態(tài)，閥膽兩邊圓孔、幾何型通道經(jīng)過水流。因閥膽處于運動狀態(tài)，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(nèi)，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(diào)節(jié)器，壓差和流量呈正比，壓差增大，流量也隨之增大。
動態(tài)平衡閥通過一定壓力范圍，對空調(diào)末端流量最大值進行控制，可實現(xiàn)流量的自動恒定，空調(diào)采暖的負荷不穩(wěn)定，系統(tǒng)調(diào)試被簡化，減少調(diào)試時間。尤其平衡閥在異程水系統(tǒng)的應用，可實現(xiàn)設(shè)計環(huán)境溫度、水力工況平衡，其他末端啟停對空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備的運行不造成影響。
三、實際工程中動態(tài)平衡閥的運用
首先，區(qū)域供暖。動態(tài)平衡閥運用于熱力入口，確保系統(tǒng)流量，室內(nèi)溫暖閥、采暖系統(tǒng)需確保每個散熱器具有足夠的流量，動態(tài)平衡閥需確保恒定各立管流量，使水平失調(diào)得到解決。
其次，空調(diào)系統(tǒng)。在大型空調(diào)系統(tǒng)、集中式空調(diào)系統(tǒng)中，平衡閥設(shè)置在空調(diào)設(shè)備的末端，經(jīng)過三通電動閥確保設(shè)備的運行流量，平衡閥調(diào)整水力工況，當水泵、冷卻塔、冷熱源的設(shè)計管線受到限制時，采用平衡閥防止負荷偏載，確保設(shè)備正常、安全運行。
四、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計動態(tài)平衡閥反感因該注意的問題
首先，動態(tài)平衡閥無法調(diào)整負荷。在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中，只能調(diào)節(jié)水力平衡，無法調(diào)節(jié)負荷，因誤解了動態(tài)平衡閥，極易認為平衡閥可調(diào)整采暖負荷、平衡空調(diào)，利用平衡閥代替電動兩通閥、三通閥。然而隨著室內(nèi)負荷、結(jié)構(gòu)負荷的動態(tài)變化，空調(diào)設(shè)備水量也實現(xiàn)動態(tài)變化，即可確保室內(nèi)溫度，也可達到節(jié)省的目的。大型空調(diào)系統(tǒng)的運用，將平衡閥設(shè)置在空調(diào)設(shè)備中，各設(shè)備啟停對其它設(shè)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(jié)流，可對環(huán)境負荷數(shù)量進行調(diào)整。目前，動態(tài)平衡閥均帶有電動自控功能，根據(jù)負荷要求，對空調(diào)系統(tǒng)進行動態(tài)平衡，以實現(xiàn)節(jié)能。所以，選擇電動自控功能的動態(tài)平衡閥，即可平衡負荷調(diào)整和水力平衡，可用電腦直接設(shè)定流量，還可簡化安裝，在狹小空間內(nèi)也可安裝。
其次，動態(tài)平衡閥不宜多極設(shè)置。設(shè)置空調(diào)時，通常多極設(shè)計手動調(diào)節(jié)閥，但按照該方法對動態(tài)平衡閥進行設(shè)置是錯誤的。若下級的多個、一個設(shè)備將電動閥關(guān)閉，上級平衡閥流量仍然保持不變，可能會增加下級未關(guān)設(shè)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(jīng)濟投資。
第三，在空調(diào)設(shè)計時，應按照冬夏供回水溫差，對動態(tài)平衡閥進行合理設(shè)置。空調(diào)系統(tǒng)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(tǒng)必須按照冬夏兩季的不同流量要求，對平衡閥進行設(shè)置。主要有三種方法：
(1)對可變流量的動態(tài)平衡閥進行設(shè)置，在冬夏換季時，將閥門轉(zhuǎn)換即可。
(2)對兩個平衡閥進行設(shè)置，閥1根據(jù)冬季流量確定閥門，閥2根據(jù)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(xiàn)四管制功能。
(3)選擇自控功能的動態(tài)平衡閥，通過電腦設(shè)定流量。
五、結(jié)語
動態(tài)流量平衡閥分為固定式動態(tài)流量平衡閥和可調(diào)式動態(tài)流量平衡閥，它們都是在工作壓差范圍內(nèi)維持自身流量不變，區(qū)別是前者出廠后流量不可調(diào)，后者流量可調(diào)。對于設(shè)計流量已知的系統(tǒng)，選擇前者即可，在使用中不需任何調(diào)試和維護，因此在暖通工程中使用動態(tài)平衡閥極為方便。
