平衡技術在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應用

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　簡介：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，空調(diào)系統(tǒng)成為現(xiàn)代建筑物中不可缺少的設施之一，但由于空調(diào)耗能量通常較大，故其節(jié)能設計勢在必行。要確保空調(diào)系統(tǒng)按照設計的技術參數(shù)運行，對系統(tǒng)的水力平衡控制相當關鍵，可及時發(fā)現(xiàn)和排除對系統(tǒng)功能造成威脅的一些現(xiàn)象。

　　關鍵字：水力平衡 平衡閥 控制器

　　1、前言

　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展，空調(diào)系統(tǒng)成為現(xiàn)代建筑物中不可缺少的設施之一，但由于空調(diào)耗能量通常較大，故其節(jié)能設計勢在必行。要確?？照{(diào)系統(tǒng)按照設計的技術參數(shù)運行，對系統(tǒng)的水力平衡控制相當關鍵，可及時發(fā)現(xiàn)和排除對系統(tǒng)功能造成威脅的一些現(xiàn)象。如實施得不正確的平衡計算以及純粹的安裝錯誤如止回閥安裝錯誤或過濾器堵塞等，發(fā)現(xiàn)問題及時找到原因并加以糾正，以確保系統(tǒng)盡量以最低的能源成本提供最佳的舒適環(huán)境。

　　1、水力平衡技術概述平衡技術是解決空調(diào)冷、熱水系統(tǒng)平衡的有效方法，它由以下幾個方面的內(nèi)容組成：

　?。?）合理的水系統(tǒng)設計：平衡閥生產(chǎn)廠家技術專家與設計人員和用戶共同探討，力求使水系統(tǒng)設計達到準確合理。

　?。?）平衡閥的合理選型與設置：某些平衡閥生產(chǎn)廠家可在設計階段運用有關軟件為用戶合理選型提供建議，并指導平衡閥的設置方法。

　?。?）先進的水力平衡方法：由于水系統(tǒng)的相互影響性，要求有一套有效實用的水系統(tǒng)平衡方法來使

　　其平衡，如瑞典某公司開發(fā)的TA Balance法，無論系統(tǒng)大小，只需作一次調(diào)試即可達到平衡。

　?。?）功能完善的專用化智能儀表：智能儀表中固化了水力平衡法及各種規(guī)格、口徑平衡閥性能曲線，可實現(xiàn)對系統(tǒng)的平衡調(diào)試，同時具有完善的雙向通訊功能。使用更方便。

　?。?）高質(zhì)量的水力平衡產(chǎn)品：平衡閥、壓差控制器等為用戶提供高品質(zhì)的技術服務。

　　（6）水力平衡報告：系統(tǒng)調(diào)試后可提供詳盡的水力平衡報告。有利于空調(diào)冷、熱水系統(tǒng)的操作和維護。

　　2、水力平衡閥技術特點

　　以瑞典TA水力平衡公司生產(chǎn)的水力平衡閥為例，其主要特點包括：

　?、匍y芯、閥座、閥蓋等均采用布氏硬度130以上的防脫鋅腐蝕銅合金制成，耐腐蝕，壽命長；

　?、陂y門采用精密鑄造工藝，外型美觀，且精度高，流量測量及平衡精度為±5％；

　?、坶y體上帶有供測量壓差的測壓嘴，不測量時具有自密封作用；

　?、芷胶忾y帶有可調(diào)節(jié)和預設定流量的數(shù)字式手輪；

　?、蓍y門具有鎖定功能。系統(tǒng)平衡并將閥門開度鎖定后可以關小，但只能開大至鎖定開度；

　?、扌I徑平衡閥（DN15－50）帶有泄水裝置，泄水時不影響系統(tǒng)運行；

　?、叽罂趶狡胶忾y（DN65－300）閥芯設計獨特，采用壓力平衡結構。減小了關閉力矩，更易開啟和關閉。

　　3、水系統(tǒng)平衡專用智能儀表

　　該儀表具有以下特點：

　?、俦韮?nèi)固化有目前最先進的水力平衡技術，可實現(xiàn)對系統(tǒng)準確有效的平衡；

　?、诳蓽y量平衡閥兩端壓差及流量，以及系統(tǒng)的水溫；

　?、劭少A存l千個平衡閥的測量數(shù)據(jù)，記錄2.4萬個測量值；

　　④可與計算機雙向通訊，調(diào)試前可上機對系統(tǒng)進行分析，對系統(tǒng)及閥門參數(shù)如閥門型號、規(guī)格、設計流量等參數(shù)進行輸入，系統(tǒng)調(diào)試后將測量結果通過計算機輸出，這些參數(shù)包括平衡閥的編號、口徑、預設定值、兩端壓降Ap、通過流量和設計流量等。

　　4、自動流量調(diào)節(jié)平衡（動態(tài)平衡閥）的特點

　　（1）準確調(diào)節(jié)平衡：由廠方檢定和調(diào)校至控制壓力范圍內(nèi)，自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)水流量達到設定流量（精度為±5％）。

　　（2）節(jié)約能源：準確的流量平衡系統(tǒng)能保持水泵以最高的效率運作。

　?。?）可適應不同泵速：可自動調(diào)節(jié)降低壓差，對不同泵速的系統(tǒng)提供設定的流量。

　?。?）操作簡單：可在數(shù)分鐘內(nèi)準確量度系統(tǒng)的壓差，溫差和量差。

　?。?）節(jié)省空間：平衡閥設計精巧，不需鋪設太多喉管，可節(jié)省空間和保溫T程費用。

　　（6）靈活實用：能提供完美及平衡的系統(tǒng)，其儀器增減都不會影響系統(tǒng)的流量平衡。

　　在中央采暖／空調(diào)水系統(tǒng)設計中，水泵的揚程是按照系統(tǒng)最不利環(huán)路獲得所需流量來選定的，而距水泵較近的環(huán)路必然具有超大的壓頭。若不采取有效措施彌補這一差異，則有利環(huán)路的流量將大大高于設計流量值，造成水泵流量偏大、揚程降低，不利環(huán)路壓頭仍不足，得不到所需流量。系統(tǒng)水量分配處于不平衡狀態(tài)，能耗浪費、設備效率低。通過平衡器件解決水力平衡問題的原理都是通

　　過調(diào)節(jié)阻力器件來增大有利環(huán)路的阻力，消除其剩余壓頭以達到阻力平衡。其直觀表現(xiàn)就是降低有利環(huán)路的流量，將水壓到不利環(huán)路去。應用平衡閥和定流量閥都可以調(diào)節(jié)控制流量。且有再現(xiàn)和鎖定開度的功能，在達到調(diào)節(jié)工況（通常為設計工況）合理分配各環(huán)路水量。

　　5、平衡閥和定流量閥工作機理與區(qū)別

　　5.1 平衡閥屬手動式調(diào)節(jié)閥，其工作原理是改變閥芯與閥座的間隙來改變流經(jīng)閥門的流動阻力，達到調(diào)節(jié)流量的目的。從流體力學觀點看，平衡閥相當于一個局部阻力可以改變的節(jié)流元件。

　　5.2 定流量閥又稱作自力式流量控制器，其機理是在一定工作差壓范圍內(nèi)控制通過的流量。如閥門前后的壓差增大時，通過閥芯的自動關小動作，保持流量不增大；反之當壓差減小時閥芯開大，流量恒定；但當壓差小于閥門正常工作范圍時，因定流量閥畢竟不能提供額外壓頭，此時閥門全開。流量較設定流量低，因此通常稱之為自力式平衡閥或動態(tài)平衡閥。平衡閥的作用對象是阻力，發(fā)揮手動可調(diào)孔板的作用，平衡管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力達到各環(huán)路阻力平衡的作用，定流量閥作用對象是流量，鎖定流經(jīng)閥門的水量而并非針對阻力平衡。在重慶江北機場中央空調(diào)水系統(tǒng)設計中，由于空調(diào)水管路較多，且遠近相差較大，水路系統(tǒng)必須采取平衡措施?？照{(diào)水泵啟用的臺數(shù)隨氣候的變化而不同，系統(tǒng)提供的總循環(huán)水量是主動變化的，如按冬夏季設計工況調(diào)節(jié)水量平衡，則運行非設計工況時的循環(huán)水量將較少。

　　平衡閥的作用是針對系統(tǒng)阻力，能將新的水量按設計比例平衡地分配，各支路的流量一同增減，仍然滿足當前氣候條件下的流量需要。在局部用戶關閉的情況下，系統(tǒng)可自動對多余流量均勻分配，達到平衡的目的，在一次調(diào)節(jié)完成后，除非管網(wǎng)發(fā)生變化，使用中不需再次進行調(diào)節(jié)。定流量閥作用對象的流量，不管系統(tǒng)循環(huán)水量和末端負荷的變化，仍堅持流量不變。而如系統(tǒng)循環(huán)總水量被主動下調(diào)，則按原先流量分配的流量就不足了，而定流量閥又不能提供動力和增加流量，于是有利環(huán)路的流量得到設計流量。而不利環(huán)路的定流量閥全開，流量達不到要求，則出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象。由此可見，定流量閥在主管道處使用，可有效防止系統(tǒng)過流，并避免因此而造成的能源耗費，具有較好的適用性；而在支管、立管和末端處，平衡閥則更為實用，不但可應付各種可能出現(xiàn)的使用狀況，而且對于現(xiàn)場施工和用戶微調(diào)要求，可具有較強的適應性，同時也更經(jīng)濟，筆者認為平衡閥和定流量閥聯(lián)用可確保系統(tǒng)盡量以最低能源成本提供最佳的舒適空調(diào)環(huán)境。