动态平衡阀与静态平衡阀的应用分析

黄焕敏

（中水珠江规划勘测设计有限公司　广州　510000）

在现代人们的生活当中，空调水系统的正常运行需要最大限度的实现其系统当中的阻力平衡现象，因此需要对其进行最大的改进，在此种情况下，一般都会采用同程水系统的方式来达到阻力的平衡现象。在这个过程当中，如果采用了异程水系统的方式，就会对力水之间存在的平衡问题产生破坏的现象。但是值得注意的是，在采用同程式的水系统当中，不同系统之间的环路也会产生阻力不平衡的现象，最终造成水力平衡的失调现象。因此需要平衡阀功能的充分应用和其本身具备的良好节能性，会使得水力平衡失调的现象得到有效的解决，最终实现和空调水系统的良好结合应用。在不同的平衡阀应用过程当中，需要根据实际情况来进行不同程度的使用。

1　动态平衡阀和静态平衡阀

在水力平衡设备当中，总共分为静态水力平衡和动态水力平衡这两种设备。其中静态水力平衡阀也被称之为手动平衡阀、数字锁定平衡阀，在其工作过程当中，主要是利用阀芯与阀座的开度改变来使得阀门内部的液体进行流动所产生的阻力来对流量产生调节的作用。其中阀门前后压降的测量，可以根据阀门开度来计算出阀门调节之后的流量。利用此种方式，可以对系统的阻力起到作用，对水量当中的比例进行平衡的分配，从而达到热平衡的作用。在阀门当中设有开启度的度数、测量压降的小阀门，保证在个水路系统的之路当中可以进行静态平衡阀的适当安装。对其进行精确调试之后，可以实现系统当中的环路水力平衡的现象，保证得出和设计相符合的流量，达到高效节能的效果。在回路水管当中进行静态平衡阀的安装，可以对截止阀进行省去，减少投资的成本问题。

在静态平衡阀当中，对于流量和压差以及开度的关系是相当明确的，具备了截止功能和调节功能。在对静态平衡阀进行调节的过程当中，需要遵照先调平再调对的原则。从末端的最不利点进行调试，将各个之路当中的水平之路流量调节到平衡的状态，之后对立管当中的总静态平衡阀进行调节，保证其达到平衡的状态之后，对总管当中的总静态平衡阀或者变频水泵进行流量的调节，最终使其末端的总体流量达到下降的现象，实现其水力平衡的现象。

2　洁净室的空调水系统动态平衡阀的应用

在动态压差平衡阀的工作原理中，如图1所示，在供水管道进行静态平衡阀的安装，在回水管道当中进行了动态平衡阀的安装，在两者之间需要利用一根毛细管来进行导压功能的实现，其中动态压差平衡阀主要是由一根弹簧、一个膜片实现压力恒定的功能来进行组成的。其中如果上游高压端压力为P1，则在经过末端回路之后所产生的压力用P2进行表示，则在动态压差平衡阀之间的压力用P2来进行表示，对于上游高压端的压力和末端回路的压力是保持平衡不变的，但是动态平衡阀差所消耗的压降却是不断的在变化的。如果对于其中的系统的末端处于未关闭的状态，则上游的压力值就会不断的变大，其中利用导管对动态压差平衡阀的压差就会随之变大，因此多余的压力就会由动态平衡阀来吸收。

图1　工作原理图

在动态压差平衡阀的结构当中，动态压差平衡阀的内部结构主要是由弹簧结构来共同构成的。如果在调试中，对弹簧的拉伸长度处于不断的变化状态当中，则阀门的开度也处于不断变化的状态当中。如果动态压差平衡阀的值不断变化，则利用动态压差平衡阀是没有办法实现流量的平衡的，因此需要进行测量口的设置，实现对动态压差平衡阀的稳定压差的测量，如图2所示。

在进行第一次系统充水时，可能会由于瞬间的压力增加而对压差阀内部的膜片产生破坏作用，因此需要在供水管道当中打孔，并且利用导压用的毛细管的一头来焊接到供水管道当中，对于另一头则安装到回水管道当中的动态压差平衡阀当中，在这种设置下，其中的毛细管道可以对压力的疏通起到一定的作用，对上游水的压力进行疏通到动态压差平衡阀内部的腔体内部。但是在这个过程当中，需要值得注意的是，在进行系统的首次充水的时候，由于其高速的流水，对于动态压差平衡阀的膜片会造成严重的影响，甚至于影响压差阀的正常稳定工作，如图3所示。

图2　动态差平衡阀图

图3　膜片状况图

3　静态平衡阀在空调系统节能运行中的实际应用

在本文当中，主要以某地区当中的某个工程为主要的研究对象，其中在对其工程当中的空调系统进行设计的时候，只是满足了夏季的供冷，对于冬季的采暖问题则没有进行考虑。在该系统当中，总空调面积为12万m2，总冷负荷为21837kW，平均冷负荷指标为181W/m2。在该区域内部的空调的末端装置均采用单冷型分体式水/空气式水源热泵机组。在整栋商业城建筑划分为C、D、E、F四区，各区设置一个集中冷却水系统，除E区设有两支供回水立干管之外，其它的三区均各设一支供回水立管；C、D、E、F分区分别各由5组、3组、8组和3组的闭式冷却塔+冷却水循环泵所构成的冷却水系统，向本分区内的WSHP机组与新风机组供应冷却水。在该区域当中的不同分区当中，所设置的冷却水总管、总立管、各层管道、支管道等都采用的是异程配管的方式来进行输配的，在该工程当中采用了静态平衡阀来对其进行系统的平衡。在该区域当中，阀门的规格从DN20～DN200中选取安装，共计2150个左右。

在对该区域内部的空调系统改造之后，发现该区域内部的个别设备存在着制冷效果相对较差、用户投诉现象较多的现象，因此需要根据实际情况对各区域内部的设备进行了调查，调查结果如表1所示。

表1　CDEF区空调系统全面检测统计表

从表1当中可以发现，在该工程当中的空调系统处于不平衡的状态当中，其中冷却塔的进出水温差是相对较差的。经过分析可以是由于不同的原因而造成的。在各环路当中的空调存在着暂停使用的现象，从而对原官网的水力平衡没有进行计算，也没有做出相对应的调节。另外，在对物管工程技术当中，没有对该区域内部的水力平衡做出充分的了解，造成了其静态平衡阀的调节不到位的现象，最终对系统内部的水力平衡造成了严重的影响。

经过分析之后，可以得出造成此种现象的原因分为两个方面，一方面是部分冷却水环路中的静态平衡阀流量偏差大，通过静态平衡阀的压差变化大，一般都是在0.6MPa以上的范围内。另外一方面则是末端空调设备当中的Y型过滤器的堵塞现象相对严重，造成了管路当中的压力偏大的现象。在此种情况下，需要对冷却水泵的开启台数做出调整，保证冷却塔当中的进出水温的偏差保持在4～5℃的范围内。并且还要对末端的空调涉笔进行过滤器的维修和更换，对用水量较大的空调设备增加动态平衡阀。

4　结语

综上所述，在平衡阀的使用过程当中，可以对空调系统当中的水力平衡失调现象进行有效的调节。在不同的平衡阀当中，所具备的原理是不同的，因此需要进行不同的应用。其中静态平衡阀可以对各支路当中的流量做出合理的分配，但是动态流量的平衡阀可以对需要订水量的之路做出有效的分配，避免了其分支对于总体所产生的影响。因此在动态压差平衡阀的调节当中，需要利用管理系统来进行分割成为不同的区域，最终形成合理的应用平衡阀来解决空调水系统当中的水力平衡失衡现象，保证系统可以高效节能的进行运行。

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