1、動態流量平衡閥簡述

　　動態流量平衡閥亦稱：自力式流量控制閥、自動平衡閥等，它是根據系統工況(壓差)變動而自動變化阻力系數，在一定的壓差范圍內，可以有效地控制通過的流量保持一個常值，使系統平衡。

2、動態平衡閥的工作原理

　　通過改變平衡閥閥芯的過流面積來適應閥門前后的壓差變化，從而達到控制流量的目的。動態平衡閥是一個局部阻力可以變化的節流元件，對于不可壓縮的流體其簡化流量方程為：

Q=KA(△P)

　　式中：Q——通過平衡閥的流量;

　　K——閥門開度的流量系數;

　　A——閥芯的過流面積;

　　△P——閥門進出口壓差。

　　由于在閥門開度不變的前提下，K值的變化可忽略，因此閥門的流量要保持恒定應控制AΔp不變(這是該種閥門結構性能的特點)。而平衡閥由可變過流面積的閥膽和高精度(±5%)的彈簧及支撐裝置構成，彈簧受壓差的作用自動控制閥膽上過流面積的大小，從而使通過閥門的流量恒定。

3、動態平衡閥的工作過程

　　當平衡閥前后壓差小于最小啟動壓差時彈簧未被壓縮，流通面積最大。當閥門前后壓差在工作范圍時閥膽壓縮彈簧，進入工作狀態，水流通過閥膽兩邊的圓孔和幾何型的通道流過，由于閥膽在運動，兩邊幾何流型的通道也因此變化，使閥體的流通面積不斷變化，在這一壓差范圍內水流量基本保持恒定。當平衡閥前后壓差超越工作范圍時，閥膽完全壓縮彈簧，水流只從閥膽兩邊的圓孔流過，此時閥膽變成了固定的調節器，流量與壓差成正比，隨壓差的增大而增大。

4、動態平衡閥在工程應用中的優越性

　　1)減少系統循環水量，降低系統阻力，從而節約運行能耗;

　　2)自動消除系統的壓差波動，保持流量不變;

　　3)自動平衡水系統壓力，合理分配流量;

　　4)解決異程管道系統近端壓差大，遠端壓差小的矛盾;

　　5)減少設計工作量，不需要對管網進行繁瑣的水力平衡計算;

　　6)降低調網難度，把復雜的調網工作簡化為簡單的流量分配;

　　7)免除多熱源管網熱源切換時的流量再分配工作。

　　8)能使異程管道系統輕松的實現同程管道系統的功效，減少管道系統的建設投資與安裝的建筑空間;

　　9)消除和降低水系統中水錘現象，保護設備安全運行。

5、動態平衡閥在空調工程中的應用

　　5.1、制冷機組冷凍水系統，鍋爐或換熱器供水系統

　　多臺制冷機通常并聯連接，這樣可以根據冷負荷的變化來調整制冷機開停的個數，達到節能的目的;在制冷機前安裝動態流量平衡閥，保證每臺機組水流量的合理分配，避免水流過多或不足，同時可起到保護制冷機組的作用。

　　5.2、冷卻水系統

　　安裝動態流量平衡閥可以保證每個制冷機冷凝器的冷卻水流量不會過大或過小;在冷卻塔前安裝平衡閥，也可保證流過每個冷卻塔的水流量。能保證散熱效果，也避免流量過大而造成超負荷。

　　5.3、并聯水泵系統

　　在每臺水泵前安裝平衡閥，可保證每臺水泵在設計工況下運行，具有明顯的節能效果。

　　5.4、區域供暖系統

　　在各用戶區域網水管線上安裝自動流量平衡閥，可以實現各個用戶區域供熱水量按需分配，避免造成區域間冷、熱失調的現象，保證供暖效果;同時又使循環水泵在最佳下作范圍內運行，達到節能效果。

　　5.5、空氣處理機組、風機盤管、散熱器等末端設備

　　空氣處理機組或風機盤管后面安裝動態流量平衡閥，可使流經每個機組的水流量保持于設計值，使每個機組供冷量或供熱量達到設計要求，避免個別機組因水量過多而造成的噪音，對末端設備起到保護作用。采用動態流量平衡閥，無需同程安裝，可以節省材料及人工費。

6、動態平衡閥在空調系統應用中應注意的問題

　　6.1、不可多極設置動態平衡閥

　　動態平衡閥如果多極設置，當下級的一個或多個設備關閉閥門，此時上級平衡閥仍保持流量不變，這樣會造成下級末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。

　　6.2、動態平衡閥起水力平衡作用，不能作為負荷調節

　　動態平衡閥只起水力平衡作用，而電動三通或二通調節閥才具調節環境負荷所需水量的功能。

7、工程應用實例

　　7.1、應用簡介

　　浙江省杭州市電信大樓，建筑面積6萬平方米，地下2層，地上41層，專用電信設備冷卻系統以冷卻水為主線，各層安裝8臺小型冷凍機為電信設備服務，熱負荷大，必須保證冷卻系統不間斷運轉，需要配置互為獨立且又互補的雙系統冷卻水系統，即各成獨立系統也可以兩系統相連向一個系統轉換，保證設備維修、維護時冷卻水系統不間斷地正常運行。由于電信設備有效使用面積率高，設備用房和管井面積小，為了解決水系統“管線長，難平衡”的困難，如果采用同程設計，需管井面積大，而現場不能滿足系統管道布置需要，經過多種方案的反復比較和論證，最后采用異程設計，在雙冷卻水系統中，各系統分別在各層冷卻水供水總管設置動態流量平衡閥，以滿足系統水流量需要和調節各層系統平衡運轉，實現水力工況平衡。

　　7.2、應用總結

　　1)長使用動態平衡閥，實現了各層冷卻設備水力工況平衡，滿足設計流量的需要，從而保證系統介質溫度的控制;

　　2)各層安裝動態平衡閥，維修時影響的范圍小，保證了冷卻水系統在運行過程中各層冷卻水流的穩定性;

　　3)動態平衡閥在某一段壓力范圍內的誤差只有±5%，流量根據需要自動調節平衡，使末端各小型制冷設備可以不受其它末端設備啟停影響。

8、結論

　　選擇動態平衡閥可以滿足設計需求，達到節約能源、操作方便等令人滿意的變流量系統。動態流量平衡閥種類多，其應用可簡化水系統設計，降低建設投資，初調簡便，且可以動態補償運行中的工況波動。既適合空調系統中定流量的場合應用，又適合變流量的空調系統，具備廣闊的應用前景，因此，合理布局動態平衡閥符合當今節能型社會發展的需要，工程技術人員應在實踐中不斷認識和把握平衡閥的性能和作用，使之更好地應用于工程項目中。

參考文獻

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