動態平衡閥在暖通工程的應用分析

隨著我國建筑規模擴大，建筑數量不斷增多，人們對于室內環境具有較高的要求，特別是商業建筑，如何有效擴大商用面積，確保空調系統正確、安全運行，而不增加消耗，是暖通行業建筑需重視的問題。
無論是采暖、空調工程，因條件制約不可能全部使用同程系統，實際設計時，異程系統為確保系統中環路末端的不利資用壓頭，其它空調末端資用設計工況需要值，尤其是規模大建筑功能復雜工程，由于異程管線長，空調末端啟停差異、阻力差異，靠近冷熱源位置具有剩量的資用壓頭，流量分配與設計狀態偏離，引起系統水力失調。因流量偏差，導致冷熱源近端出現采暖不熱、空調太涼等現象，不僅確保使用功能，導致能源浪費。

一、解決水利失調方法

首先，加節流孔板。空調靠近冷源環路、熱力入口等部分管段，增加節流孔板，解決水力失調的水系統熱力末端流量、阻力計算準確，無法出現變化。所以，末端流量變化仍會導致水力失調、能源浪費。
其次，手動調節閥的安裝。針對大型空調系統，選擇手動調節閥難以進行調節，若對前端閥門進行手動調節，會影響后端流量。調整后端流量，其前端流量會出現變化。所以，調整費力、費時。針對復雜系統，工程師需具有調節閥門，若出現系統壓力、負荷，對水力系統進行重新調整。
第三，動態流量平衡閥的安裝。確定空調設備末端、熱力入口的設計流量，按照閥門處壓力、流量變化的范圍，確定動態平衡閥，將閥門安置好，只需閥門處壓差變化，控制閥門壓力，不需要人為調節。

二、動態平衡閥特點

首先，動態平衡閥工作原理。對平衡閥閥芯過流面積進行調整，以適應閥門前后變化，實現流量控制。動態平衡閥屬于一個以改變局部阻力為主的節流元件，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，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，則彈簧被閥膽壓縮，處于工作狀態，閥膽兩邊圓孔、幾何型通道經過水流。因閥膽處于運動狀態，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，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，即閥膽作為固定調節器，壓差和流量呈正比，壓差增大，流量也隨之增大。
動態平衡閥通過一定壓力范圍，對空調末端流量最大值進行控制，可實現流量的自動恒定，空調采暖的負荷不穩定，系統調試被簡化，減少調試時間。尤其平衡閥在異程水系統的應用，可實現設計環境溫度、水力工況平衡，其他末端啟停對空調系統末端設備的運行不造成影響。

三、實際工程中動態平衡閥的運用

首先，區域供暖。動態平衡閥運用于熱力入口，確保系統流量，室內溫暖閥、采暖系統需確保每個散熱器具有足夠的流量，動態平衡閥需確保恒定各立管流量，使水平失調得到解決。
其次，空調系統。在大型空調系統、集中式空調系統中，平衡閥設置在空調設備的末端，經過三通電動閥確保設備的運行流量，平衡閥調整水力工況，當水泵、冷卻塔、冷熱源的設計管線受到限制時，采用平衡閥防止負荷偏載，確保設備正常、安全運行。

四、空調系統設計動態平衡閥反感因該注意的問題

首先，動態平衡閥無法調整負荷。在空調系統設計中，只能調節水力平衡，無法調節負荷，因誤解了動態平衡閥，極易認為平衡閥可調整采暖負荷、平衡空調，利用平衡閥代替電動兩通閥、三通閥。然而隨著室內負荷、結構負荷的動態變化，空調設備水量也實現動態變化，即可確保室內溫度，也可達到節省的目的。大型空調系統的運用，將平衡閥設置在空調設備中，各設備啟停對其它設備水流量不造成干擾，平衡閥可平衡水力。電動的兩通閥、三通閥節流，可對環境負荷數量進行調整。目前，動態平衡閥均帶有電動自控功能，根據負荷要求，對空調系統進行動態平衡，以實現節能。所以，選擇電動自控功能的動態平衡閥，即可平衡負荷調整和水力平衡，可用電腦直接設定流量，還可簡化安裝，在狹小空間內也可安裝。
其次，動態平衡閥不宜多極設置。設置空調時，通常多極設計手動調節閥，但按照該方法對動態平衡閥進行設置是錯誤的。若下級的多個、一個設備將電動閥關閉，上級平衡閥流量仍然保持不變，可能會增加下級未關設備的流量，不僅增加了水流造成，對使用功能也造成影響，增加了經濟投資。
第三，在空調設計時，應按照冬夏供回水溫差，對動態平衡閥進行合理設置。空調系統的四管制，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，所以兩管制水系統必須按照冬夏兩季的不同流量要求，對平衡閥進行設置。主要有三種方法：
(1) 對可變流量的動態平衡閥進行設置，在冬夏換季時，將閥門轉換即可。
(2) 對兩個平衡閥進行設置，閥1根據冬季流量確定閥門，閥2根據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，以兩個閥門實現四管制功能。
(3) 選擇自控功能的動態平衡閥，通過電腦設定流量。

五、結語

動態流量平衡閥分為固定式動態流量平衡閥和可調式動態流量平衡閥，它們都是在工作壓差范圍內維持自身流量不變，區別是前者出廠后流量不可調，后者流量可調。對于設計流量已知的系統，選擇前者即可，在使用中不需任何調試和維護，因此在暖通工程中使用動態平衡閥極為方便。