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暖通空間調(diào)系統(tǒng)平衡閥設(shè)計(jì)方案

  • 發(fā)布日期:2024-04-06      瀏覽次數(shù):899
    • 1 暖通空間調(diào)系統(tǒng)平衡閥設(shè)計(jì)方案概述

      在暖通空間調(diào)系統(tǒng)中,水是至關(guān)重要的元素。由于設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備材料等原因?qū)е碌南到y(tǒng)管道特性阻力數(shù)比與設(shè)計(jì)要求管道特性阻力數(shù)比值不一致,從而使系統(tǒng)各用戶的實(shí)際流量與設(shè)計(jì)要求流量不一致,引起系統(tǒng)的水力失調(diào),叫做靜態(tài)水力失調(diào)。
      當(dāng)用戶閥門(mén)開(kāi)度變化引起水流量改變時(shí),其它用戶的流量也隨之發(fā)生改變,偏離設(shè)計(jì)要求流量,從而導(dǎo)致的水力失調(diào),叫做動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。ZLF自力式平衡閥是一種利用介質(zhì)自身的壓力變化進(jìn)行自我控制而保持流經(jīng)該閥被控系統(tǒng)流量不變的閥門(mén),自力式平衡閥并具有流量控制。運(yùn)行前一次性調(diào)節(jié),即可使系統(tǒng)流量自動(dòng)恒定在要求的設(shè)定值。
      水平力失調(diào)將嚴(yán)重影響空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行,因此,必須通過(guò)在管道系統(tǒng)中增設(shè)靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備(亦即平衡閥)使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水力平衡,保證空間調(diào)的正常運(yùn)行。

      SP45F數(shù)字鎖定平衡閥04.jpg

      2暖通空間調(diào)系統(tǒng)平衡閥設(shè)計(jì)方案 平衡閥的分類
      平衡閥是在水力工況下,起到動(dòng)態(tài)、靜態(tài)平衡調(diào)節(jié)的閥門(mén)。對(duì)應(yīng)于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種水系統(tǒng)失衡狀況,平衡閥可分為兩大類:靜態(tài)平衡閥,動(dòng)態(tài)平衡閥。靜態(tài)平衡閥亦稱平衡閥、手動(dòng)平衡閥等,它是通過(guò)改變閥芯與閥座的間隙(開(kāi)度),來(lái)改變流經(jīng)閥門(mén)的流動(dòng)阻力以達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的,其作用對(duì)象是系統(tǒng)的阻力,能夠?qū)⑿碌乃堪凑赵O(shè)計(jì)計(jì)算的比例平衡分配,各支路同時(shí)按比例增減,仍然滿足當(dāng)前氣候需要下的部份負(fù)荷的流量需求,起到平衡的作用。

      動(dòng)態(tài)平衡閥分為動(dòng)態(tài)流量平衡閥,動(dòng)態(tài)壓差平衡閥,自力式自身壓差控制閥等。隨著空調(diào)行業(yè)的不斷發(fā)展與完善,平衡閥也出現(xiàn)的新的產(chǎn)品,目前很多項(xiàng)目采用了一種動(dòng)態(tài)壓差平衡閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥結(jié)合在一起的一體閥,一般稱之為動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是目前用于解決空調(diào)水系統(tǒng)平衡一個(gè)非常好的方法,當(dāng)系統(tǒng)的壓力發(fā)生變化時(shí),動(dòng)態(tài)壓差平衡閥可以通過(guò)改變自身的通流面積使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩端的壓差保持不變,使調(diào)節(jié)閥的CV值始終為一,從而保證電動(dòng)調(diào)節(jié)閥一直在工況下運(yùn)行,真正做到水量的變化只與溫度有關(guān)而與壓力無(wú)關(guān),可以保證進(jìn)入空調(diào)箱的水量在任一時(shí)刻都是您所需要的水量。叢而使系統(tǒng)的性能更*,維護(hù)更方便。城建、化工、冶金、石油、制藥、食品、飲料、環(huán)保

      KPF型平衡閥06.jpg

      暖通空間調(diào)系統(tǒng)平衡閥設(shè)計(jì)方案技術(shù)參數(shù)

      ①公稱壓力:1.6MPa

      ②殼體試驗(yàn)壓力:2.4MPa

      ③適用介質(zhì):水、油等非腐蝕性液體

      ④介質(zhì)溫度:0—100℃

      ⑤法蘭標(biāo)準(zhǔn):GB/T 17241.6  GB/T 9113

      ⑥實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 13927  API598

      主要材質(zhì)

      ①閥體:銅、鑄鐵、灰鑄鐵、鑄鋼

      ②閥桿:不銹鋼

      ③閥瓣:鑄銅

      ④膜片:丁腈橡膠

      ZFL自力式流量平衡閥0.jpg

      暖通空間調(diào)系統(tǒng)平衡閥設(shè)計(jì)方案外形尺寸

      公稱通徑DN(mm)

      L

      H

      H1

      流量控制范圍㎡/h

      15

      110

      72

      70

      0.1~1

      20

      110

      72

      70

      0.1~1.5

      25

      115

      81

      74

      0.2~2

      32

      160

      108

      91

      0.5~4

      40

      200

      138

      147

      1~6

      50

      215

      138

      147

      2~10

      65

      230

      143

      154

      3~15

      80

      275

      170

      189

      5~25

      100

      290

      193

      211

      10~35

      125

      310

      208

      227

      15~50

      150

      350

      254

      260

      30~80

      200

      430

      289

      303

      40~180

      250

      520

      325

      367

      100~300

      300

      635

      357

      430

      150~1500

      350

      670

      372

      495

      200~7000

      備注

      DN15-DN20為螺紋連接

      3 暖通空間調(diào)系統(tǒng)平衡閥設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用

      3.1 定流量系統(tǒng)的靜態(tài)水力平衡
      定流量系統(tǒng)是早期的暖通空調(diào)工程中常見(jiàn)的水力系統(tǒng)。
      定流量系統(tǒng)是指系統(tǒng)不含任何調(diào)節(jié)閥門(mén),系統(tǒng)在初調(diào)試完成后閥門(mén)開(kāi)度無(wú)須做任何改變,系統(tǒng)各處流量始終保持恒定。定流量系統(tǒng)主要適用于末端設(shè)備無(wú)須通過(guò)流量來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)的系統(tǒng),如采用變風(fēng)量來(lái)調(diào)節(jié)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管和空調(diào)箱等。
      定流量系統(tǒng)只存在靜態(tài)水力失調(diào),基本不存在動(dòng)態(tài)水力失調(diào),因此只需在相關(guān)部位安裝靜態(tài)水力平衡設(shè)備即可。通常在系統(tǒng)機(jī)房集水器以及一些主要分支回水管上安裝靜態(tài)水力平衡閥。

      3.2 暖通空間調(diào)系統(tǒng)平衡閥設(shè)計(jì)方案變流量系統(tǒng)的全面水力平衡
      隨著人們對(duì)空調(diào)品質(zhì)要求、節(jié)能意識(shí)的不斷提高以及空調(diào)系統(tǒng)的大型化,變流量水力系統(tǒng)在暖通空調(diào)工程中占據(jù)越來(lái)越重要的位置。
      變流量系統(tǒng)是指系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中各分支環(huán)路的流量隨外界負(fù)荷的變化而變化。由于暖通空調(diào)工程在一年的大部分時(shí)間均處于部分負(fù)荷運(yùn)行工況,變流量系統(tǒng)大部分時(shí)間管道流量都低于設(shè)計(jì)流量,因此這種系統(tǒng)是高效節(jié)能的。
      目前在暖通空調(diào)變流量系統(tǒng)中常用的兼具動(dòng)態(tài)平衡與調(diào)節(jié)功能的動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備主要有動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥(風(fēng)機(jī)盤(pán)管用)、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(各類空調(diào)箱用)等。

      ZLF自力式平衡閥02.jpg

      4 暖通空間調(diào)系統(tǒng)平衡閥設(shè)計(jì)方案幾個(gè)末端水力平衡方案的比較和分析
      4.1 定流量系統(tǒng)水力平衡方案
      (1)方案一:定流量系統(tǒng)-手動(dòng)方案
      圖1所示末端空調(diào)箱采用電動(dòng)三通調(diào)節(jié)閥,屬于定流量系統(tǒng),每臺(tái)末端的流量變化不會(huì)影響其他設(shè)備的流量,因此不存在相互影響的情況,即不存在動(dòng)態(tài)水力失衡,故此方案僅在各個(gè)分支管設(shè)立靜態(tài)平衡閥,實(shí)現(xiàn)靜態(tài)平衡。在系統(tǒng)初調(diào)試時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)靜態(tài)平衡閥,使系統(tǒng)在初調(diào)試合格后各臺(tái)末端設(shè)備的流量同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量,從而實(shí)現(xiàn)靜態(tài)平衡。但是靜態(tài)平衡閥的調(diào)試需按照一定的程序,對(duì)于一個(gè)大系統(tǒng)而言初調(diào)試是相當(dāng)困難的,往往由于進(jìn)行后一個(gè)平衡閥的調(diào)節(jié)時(shí),將會(huì)影響到前面已經(jīng)調(diào)節(jié)過(guò)的平衡閥,產(chǎn)生誤差。當(dāng)這種誤差超過(guò)工程允許范圍時(shí),則需進(jìn)行再一次的測(cè)量和調(diào)節(jié)。如果由于用途改變等原因造成管路變化的,那么改造之后,必須重新對(duì)所有靜態(tài)平衡閥進(jìn)行新的調(diào)試。

      ZYC自力式壓差平衡閥1.jpg

      (2)方案二:定流量系統(tǒng)-自動(dòng)方案
      由于動(dòng)態(tài)流量平衡閥的限流特性,因此此方案不必同方案一中的靜態(tài)平衡閥一樣逐級(jí)安裝,只需要在限流處安裝一個(gè)即可。動(dòng)態(tài)流量平衡閥按流量進(jìn)行選擇,安裝完畢后無(wú)需調(diào)試,將設(shè)定值設(shè)定為設(shè)計(jì)值即可使用。如果又后期改造,改造完后無(wú)需調(diào)試,只要重新設(shè)定流量值即可。

      4.2 暖通空間調(diào)系統(tǒng)平衡閥設(shè)計(jì)方案變流量系統(tǒng)水力平衡方案
      (1)方案三:變流量系統(tǒng)-動(dòng)態(tài)壓差平衡閥方案。
      空調(diào)箱采用電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥(此閥一般為比例積分調(diào)節(jié),當(dāng)然空調(diào)系統(tǒng)是復(fù)雜多樣的,大多數(shù)情況下還帶有風(fēng)機(jī)盤(pán)管,所帶電動(dòng)兩通閥僅起開(kāi)關(guān)作用,在本文所列變流量?jī)蓚€(gè)方案中,無(wú)論對(duì)空調(diào)箱還是風(fēng)機(jī)盤(pán)管都可適用,因此在圖示中不一一畫(huà)出),任一空調(diào)箱由于負(fù)荷變化引起的流量變化都會(huì)影響其他空調(diào)末端設(shè)備的流量,產(chǎn)生動(dòng)態(tài)失衡,此方案中在電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥前安裝一個(gè)動(dòng)態(tài)壓差平衡閥,動(dòng)態(tài)壓差平衡閥的作用是通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥進(jìn)口B至出口A的壓差至設(shè)定壓差,這樣不管系統(tǒng)中其它的動(dòng)態(tài)閥門(mén)怎樣動(dòng)作,由于動(dòng)態(tài)壓差平衡閥的調(diào)節(jié)作用這兩點(diǎn)的壓差始終保持恒定,這樣就避免了系統(tǒng)中各個(gè)末端設(shè)備調(diào)節(jié)的相互干擾,從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。

      壓差旁通閥01.jpg

      在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中,通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)作用使各個(gè)目標(biāo)區(qū)域的溫度達(dá)到設(shè)定溫度;
      當(dāng)然,也可以將動(dòng)態(tài)壓差平衡閥的取壓點(diǎn)定在A、C二點(diǎn),動(dòng)態(tài)壓差平衡閥的設(shè)定壓差隨之調(diào)整。這時(shí)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥權(quán)度變小,從而使調(diào)節(jié)閥實(shí)際的流量特性曲線偏離理想流量特性曲線,調(diào)節(jié)特性變差。
      調(diào)試時(shí)先將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥全開(kāi),然后將動(dòng)態(tài)壓差平衡閥的壓差調(diào)至設(shè)定壓差即可。
      此外由于同樣存在著靜態(tài)水力失衡,故在每個(gè)分支管處安裝靜態(tài)平衡閥(注:如果系統(tǒng)采用同程管道時(shí)可建議不設(shè)靜態(tài)平衡閥),調(diào)試時(shí),電動(dòng)閥全開(kāi),按靜態(tài)平衡閥調(diào)試程序進(jìn)行調(diào)試,直至達(dá)到系統(tǒng)靜態(tài)平衡,至此完成系統(tǒng)全面水力平衡。

      ZYC自力式壓差平衡閥10.jpg

      (2)方案四:變流量系統(tǒng)-動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(兩通閥)方案
      方案四的基本原理同方案三非常相似,動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是將動(dòng)態(tài)壓差平衡閥和電動(dòng)兩通調(diào)節(jié)閥結(jié)合在一起,故又稱為一體閥。如圖4所示,由于動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥保證了該閥內(nèi)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯二端A、B點(diǎn)的壓差不發(fā)生變化,因此系統(tǒng)壓力的波動(dòng)不會(huì)影響到此設(shè)備,此設(shè)備流量仍然維持不變,制冷量不變,故此設(shè)備負(fù)責(zé)的空調(diào)區(qū)域溫、濕度仍保持平衡。

      壓差旁通閥07.jpg

      5 暖通空間調(diào)系統(tǒng)平衡閥設(shè)計(jì)方案結(jié)語(yǔ)

      空調(diào)系統(tǒng)是復(fù)雜多樣的,本文的四個(gè)平衡閥方案僅就末端系統(tǒng)按定水量、變水量進(jìn)行了討論,各有其一定的可行性,也有其一定的局限性。因此,在實(shí)際工程項(xiàng)目中,應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、施工難易度及調(diào)試等多方面加以考慮,選擇化的水力平衡方案。