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采暖水系統中平衡閥的應用

2013/10/18 21:01:04 點擊：

采暖水系統中平衡閥的應用

來源：http://www.sitsti.com

閥門，選型，設計

發布日期：2013-5-25

采暖供熱水系統雖經過必要的水力平衡計算，但如果缺乏定量調節的方法仍會出現水力失調，導致室溫冷熱不均近端過熱末端過冷，該現象在小區熱網中相當普遍。《黑龍江省居住建筑節能65%設計標準》5.2.19以強制性條文規定“室外管網應進行水力平衡計算，各并聯環路之間的壓力損失值不應大于15%，但室外管網水力平衡計算達不到上述要求時，應在熱力站和建筑物熱力入口處設置手動水力平衡閥”。因此在設計中會經常采用水力平衡閥。
        1 水力平衡閥設置
        循環水泵是按最不利環路配置的，其余各環路壓力降相對較小，稱其為“有利環路”。由于各環路壓力降不同，在運行時系統會自動分配流量使并聯各環路的壓降相同、導致“最不利環路”以外的環路過流，使水系統處于大流量小溫差中運行。為達到各環路靜態水力平衡，在經濟比摩阻范圍內盡量提高有利環路的流速，使壓降與最不利環路壓降差值減小以達到室外管網平衡。環路壓降差超過15%時，規定應設置水力平衡裝置。近幾年水力平衡閥作為水力平衡裝置被廣泛應用。水力平衡閥分為靜態、動態兩種。
        （1）靜態平衡閥是帶有開度讀數游標鎖緊裝置及流量特性已知的手動調節閥，具有關斷閥功能。安裝這種閥門可不再設傳統的關斷閥。在系統初調時，根據設計提供的被控對象所需流量、壓降，通過手動較精確把閥芯調節到所需要的開度并加以鎖定，以使并聯環路的壓降調節到最不利環路的壓降值使水流量按設計額定要求分配到并聯各環路設備中去。
        工程中，由于采暖水系統設計理論計算取值往往與實際有一定的誤差，而現場安裝的設備壓降與設計的設備壓降取值不盡相同，且安裝時經常會根據現場對管路做適當的修改。根據提供的設計流量壓降來調節閥門，其準確性會存在偏差，這就要求進行大量繁瑣反復的調試才能使系統趨向耦合的水力平衡，而這在工程實踐中是比較困難的。設置靜態平衡閥與設置傳統流量特性較好的截止閥、節流閥相比較在調試過程中具有明顯優勢。
        （2）動態平衡閥。可分為自力式流量平衡閥和自力式壓差平衡閥。自力式流量平衡閥是一個過流面積隨閥兩端壓差改變而改變的自力式調節裝置。只要閥門兩端壓差在其工作壓差范圍內，閥芯開度都會隨著作用在閥門兩端的壓差改變而改變，使閥門的流量始終不變。若壓差小于最小工作壓差或大于最大工作壓差，閥門內各個動態部件都不動作。閥門相當于一個節流孔板，流量隨兩端壓差增減而增減。自力式流量平衡閥可用在需要定流量的環路、立管、水平管路系統及設備中，不應設在變流量的管路上。
        自力式壓差平衡閥宜設置在變流量系統中。當外部或被控對象流量發生變化時能依靠閥內彈簧力改變閥芯位置自主調節被控對象供回水壓差不變。通過調節閥內彈簧的預緊力就可改變壓差設定值。變流量系統中壓差平衡閥經常設在區域供熱各棟建筑供回水管間、分集水器之間等。
        雖然自力式壓差平衡閥與電動調節閥配合設置對末端設備負荷進行調節是一種理想的平衡措施，但當前壓差平衡閥價格仍太高，所以設置何種水力平衡裝置和采用何種調節方案應根據工程投資和房間溫度允許波動要求合理選擇，從而既滿足舒適的要求又兼顧節能及經濟的合理性。
        只要水系統設計合理，自動調節裝置配置得當并經過認真的調試，實踐證明，采暖系統運行能夠達到設計要求。
        2 水力平衡閥調試的參數
        安裝在水系統中的靜態或動態平衡閥，必須進行調試后才能實現靜態及動態水力平衡。調試的依據應是已安裝的系統（不是設計圖紙上的）實際相關參數。
        （1）靜態平衡閥，設置在最不利環路，其通過設計流量時應是全開的，其余環路的靜態平衡閥（管徑與所在管管徑相同）調試者應根據設計流量和所需壓力確定其所需的閥芯開度，使所有的被控對象通過設計流量時壓差相同，即整個系統處于靜態水力平衡狀態。
        （2）自力式流量平衡閥，是為了實現被控對象流量恒定，調試者應根據被控對象所需恒定流量確定閥門壓差允許變化范圍，使閥門在最小壓差與最大壓差之間運行，達到流量恒定確保動態流量平衡。
        （3）自力式壓差平衡閥。是為了保證被控對象壓差恒定，若閥門設在最不利環路，通過設計流量時閥門應是全開的。而設在其余環路時，調試者應根據該環路通過設計流量時閥門所需的開度以確保環路壓差為所需的恒定值。必要時對于有利的環路，為了提高閥的調節性能，也可以根據通過設計流量和要求壓差，使閥處于全開或接近全開狀態。據此選擇合適的閥門口徑。
        在設置水力平衡裝置時，設計者為了配合系統調試除了在圖紙表示外還應提出上述各項調試參數。然而這些參數都是設計計算值，是理論的，實際安裝時根據施工現場經常對管路走向、設備位置進行修改。設備的壓降與設計值往往也會產生差異，這也會造成設計理論參數的改變。如果只按理論值進行調試竣工的水系統，是很難實現真正水力平衡的。這正是當前不少水系統安裝了許多價格昂貴的各類靜態、動態平衡閥而系統水力平衡仍不理想的重要原因之一。
        3 結語
        采暖供熱的水系統設計，應合理劃分及均勻布置環路、設置位置恰當、進行嚴格的水力平衡計算，為系統水力平衡打下基礎。應根據水力平衡閥的功能、水系統的特點、采暖舒適度、造價及節能要求選取功能及型號、性價比合理的平衡閥。手動水力平衡閥應根據閥門流通能力及兩端壓差選擇確定平衡閥的直徑與開度。自力平衡閥應根據流量進行選型。自力式壓差控制閥應根據所需控制壓差選擇與管路尺寸相同的閥門、同時應確保其流量不小于設計最大值。水力平衡閥必須根據已安裝系統要求的參數進行科學的、反復的調試，才能實現水系統的靜態、動態平衡。