空調(diào)水系統(tǒng)中水力平衡閥的選用

更新時間：2024-01-10

點擊次數(shù)：312

在空調(diào)水系統(tǒng)中，水力失調(diào)是最常見的問題。由于水力失調(diào)導致系統(tǒng)流量分配不合理，熱量不合理，從而引起能量的浪費，或者為解決這個問題，提高水泵揚程，但仍會產(chǎn)生熱（冷）不均及更大的電能浪費。

本文闡述了空調(diào)水系統(tǒng)中選用水力平衡閥的原因，并介紹了水力平衡閥的特性，以及應用水力平衡閥對水系統(tǒng)進行水力平衡調(diào)節(jié)的步驟、方法，系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的要求、過程和評價。

空調(diào)水系統(tǒng)作為空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，其設(shè)計的合理性不僅決定了整個空調(diào)系統(tǒng)是否能能夠做到高效節(jié)能，同時還決定著空調(diào)系統(tǒng)能否正常、穩(wěn)定的運行?？照{(diào)水系統(tǒng)經(jīng)過近百年的發(fā)展總體理論發(fā)展較完備，但在其可調(diào)性和平衡性方面的研究較少。在實際工程中常常會產(chǎn)生水系統(tǒng)調(diào)節(jié)不好和水力失衡的現(xiàn)象。

目前關(guān)于空調(diào)節(jié)能的研究，大量的工作主要是針對高效制冷設(shè)備的研發(fā)與建筑形式及空調(diào)形式的匹配上，而對水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)優(yōu)化控制和設(shè)計的重視度不夠，造成良好的設(shè)計方案卻常常出現(xiàn)水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性差和水力失衡的現(xiàn)象。

隨著各種新技術(shù)、新設(shè)備的出現(xiàn)，人們對空調(diào)系統(tǒng)的控制精度要求加大和對節(jié)能性的更高要求，使得空調(diào)水系統(tǒng)成為了近期空調(diào)技術(shù)研究的重點。為了能達到系統(tǒng)能量利用的合理性，就需要系統(tǒng)具有良好的可調(diào)性和平衡性，這也是目前水系統(tǒng)所面臨的最大問題。

要保證空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的良好運行，首先應該滿足系統(tǒng)的水力平衡。目前隨著系統(tǒng)的規(guī)模的擴大和系統(tǒng)復雜性的增加，水力平衡越來越重要?，F(xiàn)在已經(jīng)有眾多的團體和學者就水力平衡問題進行了大量的研究。

定流量水系統(tǒng)是中央空調(diào)中常見的水力系統(tǒng)，系統(tǒng)中不含任何動態(tài)閥門，系統(tǒng)在調(diào)試完成后閥門開度一般不再做任何變動，在運行過程中系統(tǒng)各個分支環(huán)路的流量基本保持不變。

定流量系統(tǒng)主要用于末端設(shè)備無需通過流量來進行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，如帶三通調(diào)節(jié)閥的末端設(shè)備、采用三速開關(guān)調(diào)節(jié)的風機盤管和采用變風量空氣處理機組的空調(diào)系統(tǒng)。

定流量系統(tǒng)只存在靜態(tài)水力失調(diào)，不存在動態(tài)水力失調(diào)，因此只需在相應位置安裝靜態(tài)水力平衡設(shè)備即可。定流量系統(tǒng)常用的水力平衡設(shè)備是節(jié)流孔板，手動調(diào)節(jié)閥和靜態(tài)平衡閥，動態(tài)流量平衡閥等調(diào)節(jié)元件。

當末端設(shè)備水量不發(fā)生變化時，可在各個環(huán)路的回水管上安裝節(jié)流孔板，手動調(diào)節(jié)閥和靜態(tài)平衡閥，動態(tài)流量平衡閥。

為了節(jié)約能源，變流量水系統(tǒng)在空調(diào)工程中的應用越來越多。在變流量系統(tǒng)的運行過程中，各分支環(huán)路的流量是隨著負荷的變化而變化。

由于空調(diào)系統(tǒng)一年中的大部分時間都在部分負荷工況下運行，系統(tǒng)水流量大部分時間都低于設(shè)計流量，因此，變流量系統(tǒng)是高效的、節(jié)能的。但是變流量水系統(tǒng)有一個很大的缺點是并聯(lián)環(huán)路之間的禍合性強，水力會造成相互影響存在動態(tài)水力失調(diào)。

要實現(xiàn)動態(tài)水力平衡，必須滿足水系統(tǒng)中各個末端設(shè)備的流量達到實際瞬時負荷要求流量的同時，其流量的變化只受設(shè)備負荷變化的影響，而不受系統(tǒng)壓力波動的干擾。

變流量系統(tǒng)的動態(tài)水力平衡目的是保證系統(tǒng)供給和需求水量瞬時一致性(這個功能是由各類調(diào)節(jié)閥門來實現(xiàn)的)，避免了各末端設(shè)備流量變化的相互干擾，從而保證系統(tǒng)高效穩(wěn)定地流量準確地輸送給各個末端設(shè)備。

空調(diào)系統(tǒng)冷熱量輸出的調(diào)節(jié)常見的方法是對空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水進行節(jié)流。節(jié)流是通過各種調(diào)節(jié)閥來完成的，調(diào)節(jié)閥是管道系統(tǒng)中的一個元件，同時又是自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)。所以在空調(diào)水系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥的選擇十分重要。

當調(diào)節(jié)閥兩端的壓差發(fā)生變化時調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)特性也會發(fā)生變化。在壓力變化中要保證調(diào)節(jié)閥的可靠性就必須考慮調(diào)節(jié)閥的閥權(quán)度。調(diào)節(jié)閥的閥權(quán)度定義為調(diào)節(jié)閥在全開時閥門上壓差與系統(tǒng)總壓差的比值，如圖所示。

當控制閥全開時，壓差ΔPmin等于總的資用壓差減去末端裝置、管路及其附件的壓力降。當控制閥關(guān)閉時，由于流量為零，其他組件上沒有壓力降，資用壓差ΔPmax就全部作用在控制閥上。其中的ΔPmin是指當閥門開啟時獲得設(shè)計流量的壓差。

當閥門接近關(guān)閉時，此時閥門兩端的壓差就會增大造成閥門特性的偏離。偏離的程度取決于閥權(quán)度。同時應該注意的是系統(tǒng)壓力變化時，ΔPmin和ΔPmax會以相同的比例同時改變，閥權(quán)度SV保持恒定。閥權(quán)度只是和控制閥的初始選擇有關(guān)。

控制閥的作用是在水力回路中產(chǎn)生一個補充壓力，以限制水量使之達到需要值?？刂崎y的選擇是要使設(shè)計工況下工作的閥門在施加的壓差下，能夠提供所需的流量。

當控制閥選擇過大時，控制閥不得不經(jīng)常在接近關(guān)閉的位置工作，導致控制不穩(wěn)定。在系統(tǒng)啟動階段，閥門選擇過大的回路就會發(fā)生流量超過設(shè)計流量，而其他裝置則欠流量。

在控制閥的選擇過程中，關(guān)鍵是估計閥門兩端的壓差。實際中閥門產(chǎn)生的壓降應等于資用總壓差減去它所控制的回路的壓力降，這些壓力降均按設(shè)計流量估算。在現(xiàn)實的閥門選擇中，一般要求所選調(diào)節(jié)閥的通常小于管道口徑，主要是因為口徑小可以提高調(diào)節(jié)精度也可以節(jié)省投資

中央空調(diào)系統(tǒng)的任務是以低的成本(運行費用)為用戶提供舒適的室內(nèi)環(huán)境。其中由于水系統(tǒng)的單位能耗輸送冷熱量能力大而作為目前大型空調(diào)工程中常采用的遠距離輸送冷熱量的主要手段。據(jù)目前的統(tǒng)計，中央空調(diào)系統(tǒng)在實際運行中，存在著普遍的水力失調(diào)問題。所以有必要對空調(diào)水系統(tǒng)的水力平衡性進行分析。

對于目前絕大部分的暖通空調(diào)水系統(tǒng)，對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，應使所有的水力平衡閥同時達到設(shè)計流量。系統(tǒng)水力平衡聯(lián)調(diào)的具體步驟如下：

1）將系統(tǒng)中的斷流閥和水力平衡閥全部調(diào)至全開位置，對于其它的動態(tài)閥門也將其調(diào)至最大位置，例如，對于散熱器溫控閥必須將溫控頭卸下或?qū)⑵湓O(shè)定為最大開度位置；

2）對水力平衡閥進行分組及編號：按一級并聯(lián)閥組1~6、二級并聯(lián)閥組I、系統(tǒng)主閥G順序進行；

3）測量水力平衡閥V1~V18的實際流量Q時，并計算出流量比q=Q實/Q設(shè)計；

4）對每一個并聯(lián)閥組內(nèi)的水力平衡閥的流量比進行分析，例如，對一級并聯(lián)閥組1的水力平衡閥V1~V3的流量比進行分析，假設(shè)q1<q2<q3，則取水力平衡閥v1為基準閥，先調(diào)節(jié)v2，使q1=q2，再調(diào)節(jié)v3，使q1=q3，則q1=q2=q3；

5）按步驟4）對一級并聯(lián)閥組2~6分別進行調(diào)節(jié)，從而使各一級并聯(lián)閥組內(nèi)的水力平衡閥的流量比均相等；

6）測量二級并聯(lián)閥組I內(nèi)水力平衡閥G1~G6的實際流量，并計算出流量比Q1-Q6；

7）調(diào)節(jié)系統(tǒng)主閥G，使G的實際流量等于設(shè)計流量。

在空調(diào)水系統(tǒng)中，應根據(jù)工程投資和系統(tǒng)的精度要求合理地選用水力平衡設(shè)備，合理地安裝水力平衡閥以及采用正確的方法進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，可以極大地改善系統(tǒng)的水力特性，使系統(tǒng)接近或達到水力平衡，從而既為系統(tǒng)的正常運行提供了保證，同時又節(jié)省了能源，使系統(tǒng)經(jīng)濟高效地運行。

空調(diào)水系統(tǒng)作為空調(diào)系統(tǒng)的重要組成部分，其設(shè)計的合理性不僅決定了整個空調(diào)系統(tǒng)是否能能夠做到高效節(jié)能，同時還決定著空調(diào)系統(tǒng)能否正常、穩(wěn)定的運行。良好的系統(tǒng)根基在于良好的設(shè)計，所以構(gòu)建一個合理而優(yōu)良的空調(diào)水系統(tǒng)是非常關(guān)鍵的。基于空調(diào)水系統(tǒng)在建筑節(jié)能中的巨大潛力，為了更加經(jīng)濟高效地完成流體輸配任務，以及解決空調(diào)水系統(tǒng)常見的平衡性和調(diào)控性差的現(xiàn)象。