淺談平衡閥在暖通空調水系統中的應用

石建偉 方衛華

摘 要： 隨著我國國民經濟的不斷提升，中央空調被廣泛應用于各類建筑中，不僅能夠滿足人們生活和工作舒適度，而且能夠減少能源消耗和設備投入，受到人們的青睞。要想使中央空調系統長期保持高效穩定的工作狀態，其中一個重要條件就是保證水力平衡調節。通過長期實踐可以看出，水力失調問題頻繁出現在暖通空調系統使用中，相關企業需要認真分析其產生的原因，正確應用水利系統中的平衡閥，有效控制暖通空調系統的整體運行狀態。

關鍵詞： 平衡閥；暖通空調；水系統

現如今，暖通空調已經成為人們生活的必需品和工作的標配，想要確保空調溫度高效的運行，需要有效控制水力平衡閥，采用正確的方法進行系統聯調，既為系統的正常運行提供了保證，同時又節省了能源，使系統經濟高效地運行。

一、暖通空調供暖設計中的一些問題

1、供暖系統的水力平衡，供暖系統的水力工況決定了供暖效果和質量，如果沒有進行詳細的水力平衡計算和設置相應的調控的設備，會使暖通系統運行水力失調現象發生，且由于供暖系統先天不足，對供暖系統的運行和調節帶來了巨大的麻煩。因此做好前期設計計算工作和后期的運行調試工作尤為重要。

2、散熱器的選擇，由于目前的散熱器品種多樣，使得設計人員有了很大的選擇空間，但是也要注意根據建筑物的功能特性適當的選用。供暖系統運行、保養和水質控制等環節的提高需要一個過程，所以在選擇散熱器時應盡量提高其適應客觀條件的能力。

3、系統的噪音和振動，在設計時應對系統運行時產生的噪音和振動有預見性的進行避免或是采取有效的防治措施，將噪聲和振動的危害控制在最小范圍內。

二、水力失調和水力平衡的分類

1、靜態水力失調和靜態水力平衡

在供熱系統的設計、施工和材料設備的選擇方面出現了問題，導致了用戶實際的管道特性阻力比值與設計要求的管道特性阻力數比值不一致，進而致使實際流量和設計流量的不一致，這稱之為靜態水力失調。但是如果通過對供熱管道之中設計靜態水力平衡設備，并對整個供熱系統中的管道特性阻力比值進行調整，使其與設計數值保持一致，并能在各個末端設備中達到設計要求，流量也能同時達到設計要求，這則稱之為靜態水力平衡。

2、動態水力失衡和動態水力平衡

當用戶閥門開度變化引起水流量改變時，其它用戶的流量也隨之發生改變，偏離設計要求流量，從而導致的水力失調，叫做動態水力失調。動態水力失調是動態的、變化的，它不是系統本身所固有的，是在系統運行過程中產生的。在出現動態水力失調時，可以在管道系統中安裝動態水力平衡設備（流量調節器或壓差調節器），當其它用戶閥門開度發生變化時，通過動態水力平衡設備的屏蔽作用，使自身的流量并不隨之發生變化，末端設備流量不互相干擾，各用戶的實際流量與設計流量趨于一致，此時系統實現動態水力平衡。

三、 調節閥在工程中的應用

1、 風機盤管水系統

風機盤管系統通過控制雙位電動雙位閥的開關來實現室內溫度恒定。常用的解決水力失調的方法有兩種，一是在每層回水干管設置平衡閥，二是將末端的雙位電動雙位閥換成動態平衡雙位電動雙位閥。

平衡閥應按照計算的資用壓頭和通過流量來選擇；平衡閥系統是一個等比系統，不存在冬夏轉換的問題。平衡閥的調試，應保證每層干管在設計壓差下的實際流量不大于設計流量，從而避免近水泵端環路流量過大，遠端環路流量不足的情況。平衡閥的設置，消除了系統的剩余壓頭，避免了過流發生引起的能源浪費。由于其為手動一次性調試，當系統中壓差發生變化時，不能夠隨系統變化而改變阻力系數，所以只能在一定范圍內起到水力平衡作用。

動態平衡雙位電動雙位閥具有自力式流量調節閥的特性，在工作壓差范圍內，能維持流經風機盤管水量為額定水量而不受管道壓力變化的影響，避免了過流發生引起的能源浪費，真正實現了水力平衡。其工作壓差范圍一般為30kPa～300kPa，在冷凍水泵揚程35m以下的范圍內，不需要其他輔助調節閥，簡化了水力平衡系統，縮短系統設計、調試所需時間。

2、空調箱水系統

空調箱通過控制電動調節閥的開度來實現室內溫度恒定。常用的解決水力失調的方法有兩種，一是在回水干管設置平衡閥，二是將末端的電動調節閥換成動態平衡閥電動調節閥。

設置平衡閥的情況同風機盤管系統。電動調節閥在管道壓力的波動會影響調節水量，使空調箱很難滿足所需水量，所以此種方法不建議采用。

動態平衡閥電動調節閥具有自力式流量調節閥的特性，在工作壓差范圍內，能維持流經風機盤管水量為連續調節的設定水量而不受管道壓力變化的影響，避免了采用電動調節閥的不利上述不利情況，做到流量按需調節，真正實現了水力平衡。其工作壓差范圍一般為30kPa～300kPa，在冷凍水泵揚程35m以下的范圍內，不需要其他輔助調節閥，簡化了水力平衡系統，縮短系統設計、調試所需時間。

3、機房系統

并聯冷水和冷卻水循環泵之間的初次平衡較易通過管路和管徑選擇達到，但多臺定流量泵并聯時，水泵運行臺數減少后，如管路特性不向增加阻力的方向變化，或者變化較小（例如水泵與熱交換器直接、或與冷卻塔之間共用集管連接，水泵運行臺數減少時，不關停止使用的相應支路或設備閥門），運行的水泵流量會增加較大，水泵的電機有可能超負荷，因此宜設置自力式流量調節閥。如并聯臺數較少情況下，一般在水泵出口處加調節閥或三功能閥（調節、止回、關斷），來起到調整管路阻力的作用。

四、空調系統設計動態平衡閥應用注意問題

1、動態平衡閥只起水力平衡的作用，不能用于負荷調節。由于對動態平衡閥的誤解，容易認為平衡閥也能平衡空調或采暖負荷，用平衡閥取代電動三通閥或兩通閥。各個設備的啟停不會干擾影響其他設備的水流量，平衡閥起到了水力平衡的作用；而電動三通或兩通閥節流，能夠調節環境負荷所需數量。目前，帶電動自控制功能的動態平衡閥已經面市，按負荷需求動態平衡空調系統實行節能就更容易實現了。因此采用帶電動自控功能的動態平衡閥，可以將水力平衡與負荷調節合二為一，并直接用電腦控制設定流量，還簡化了安裝及便于安裝在狹小的空間內。

2、動態平衡閥不應該多極設置。在空調設置中，手動調節閥是多極設計的。而按照這一方法多極設置動態平衡閥設計概念是不對的。其理由是：如果下級的一個或多個設備關閉電動閥，而上級平衡閥扔保持流量不變，則會造成下級未關閉的設備流量增加，不但加大了水流噪聲，還會影響使用功能，并且也增加了不必要的經濟投資。

3、空調設計中應根據冬夏供回水溫差水量合理設置動態平衡閥。在四管制空調系統中用兩個平衡閥是可以滿足冬季及夏季不同的水量要求的，當冬、夏季節空調供熱、冷水溫差不同時，水流量差異很大，因此在兩管制水系統中則應根據冬、夏季不同流量的要求設置平衡閥：一是設置可變流量型動態平衡閥，冬夏換季時轉換閥門。二是設置兩個平衡閥，閥1按冬季流量選擇閥門，閥2按夏、冬季最大水量之差選擇閥門，冬季閥1，夏季開兩個閥，用兩個閥門實現空調設備的四管制功能。三是采用帶自控裝置的動態平衡閥通過電腦設置流量。否則，由于冬季夏季空調水流量不同，而簡單在空調末端上設置固定流量的動態平衡閥是不可能滿足兩個季節的水量平衡的。

五、結束語

綜上所述，在暖通空調水系統中，應根據工程投資和系統的精度要求合理地選用水力平衡閥。既要滿足工程設計和技術規范要求，同時又應采用合理的方案，節約資金。合理地安裝水力平衡閥以及采用正確的方法進行系統聯調，既為系統的正常運行提供了保證，同時又節省了能源，使系統經濟高效地運行。■

參考文獻

[1]趙南玉.水力平衡技術在空調系統的應用[J].科技資訊.2010（21）.

[2]李銳.建筑供暖系統的水力平衡與節能[J].中國住宅設施.2013（10）.