动态平衡阀在空调系统中的应用
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动态平衡阀在空调系统中的应用
摘要 在空调或供暖系统中,作为输配能量的水循环系统的水力
平衡是非常重要的,一个平衡的水力系统是满足用户需求、节约运
行能耗的基础。合理使用动态平衡阀能达到节约成本、环保节能的
良好效果。
关键词 动态平衡阀;水力平衡;流量;节能
中图分类号tv5 文献标识码a 文章编号 1674-6708
(2011)45-0129-02
1 动态流量平衡阀简述
动态流量平衡阀亦称:自力式流量控制阀、自动平衡阀等,它
是根据系统工况(压差)变动而自动变化阻力系数,在一定的压差
范围内,可以有效地控制通过的流量保持一个常值,使系统平衡。
2 动态平衡阀的工作原理
通过改变平衡阀阀芯的过流面积来适应阀门前后的压差变化,
从而达到控制流量的目的。动态平衡阀是一个局部阻力可以变化的
节流元件,对于不可压缩的流体其简化流量方程为:
q=ka(△p)
式中:q——通过平衡阀的流量;
k——阀门开度的流量系数;
a——阀芯的过流面积;
△p——阀门进出口压差。
由于在阀门开度不变的前提下,k值的变化可忽略,因此阀门的
流量要保持恒定应控制aδp 不变(这是该种阀门结构性能的特
点)。而平衡阀由可变过流面积的阀胆和高精度(± 5%)的弹簧
及支撑装置构成,弹簧受压差的作用自动控制阀胆上过流面积的大
小,从而使通过阀门的流量恒定。
3 动态平衡阀的工作过程
当平衡阀前后压差小于最小启动压差时弹簧未被压缩,流通面
积最大。当阀门前后压差在工作范围时阀胆压缩弹簧,进入工作状
态,水流通过阀胆两边的圆孔和几何型的通道流过,由于阀胆在运
动,两边几何流型的通道也因此变化,使阀体的流通面积不断变化,
在这一压差范围内水流量基本保持恒定。当平衡阀前后压差超越工
作范围时,阀胆完全压缩弹簧,水流只从阀胆两边的圆孔流过,此
时阀胆变成了固定的调节器,流量与压差成正比,随压差的增大而
增大。
4 动态平衡阀在工程应用中的优越性
1)减少系统循环水量,降低系统阻力,从而节约运行能耗;
2)自动消除系统的压差波动,保持流量不变;
3)自动平衡水系统压力,合理分配流量;
4)解决异程管道系统近端压差大,远端压差小的矛盾;
5)减少设计工作量,不需要对管网进行繁琐的水力平衡计算;
6)降低调网难度,把复杂的调网工作简化为简单的流量分配;
7)免除多热源管网热源切换时的流量再分配工作。
8)能使异程管道系统轻松的实现同程管道系统的功效,减少管
道系统的建设投资与安装的建筑空间;
9)消除和降低水系统中水锤现象,保护设备安全运行。
5 动态平衡阀在空调工程中的应用
5.1制冷机组冷冻水系统,锅炉或换热器供水系统
多台制冷机通常并联连接,这样可以根据冷负荷的变化来调整
制冷机开停的个数,达到节能的目的;在制冷机前安装动态流量平
衡阀,保证每台机组水流量的合理分配,避免水流过多或不足,同
时可起到保护制冷机组的作用。
5.2冷却水系统
安装动态流量平衡阀可以保证每个制冷机冷凝器的冷却水流量
不会过大或过小;在冷却塔前安装平衡阀,也可保证流过每个冷却
塔的水流量。能保证散热效果,也避免流量过大而造成超负荷。
5.3并联水泵系统
在每台水泵前安装平衡阀,可保证每台水泵在设计工况下运行,
具有明显的节能效果。
5.4区域供暖系统
在各用户区域网水管线上安装自动流量平衡阀,可以实现各个
用户区域供热水量按需分配,避免造成区域间冷、热失调的现象,
保证供暖效果;同时又使循环水泵在最佳下作范围内运行,达到节
能效果。
5.5空气处理机组、风机盘管、散热器等末端设备
空气处理机组或风机盘管后面安装动态流量平衡阀,可使流经
每个机组的水流量保持于设计值,使每个机组供冷量或供热量达到
设计要求,避免个别机组因水量过多而造成的噪音,对末端设备起
到保护作用。采用动态流量平衡阀,无需同程安装,可以节省材料
及人工费。
6 动态平衡阀在空调系统应用中应注意的问题
6.1不可多极设置动态平衡阀
动态平衡阀如果多极设置,当下级的一个或多个设备关闭阀门,
此时上级平衡阀仍保持流量不变,这样会造成下级末关闭的设备流
量增加,不但加大了水流噪声,还会影响使用功能,并且也增加了
不必要的经济投资。
6.2动态平衡阀起水力平衡作用,不能作为负荷调节
动态平衡阀只起水力平衡作用,而电动三通或二通调节阀才具
调节环境负荷所需水量的功能。
7 工程应用实例
7.1应用简介
浙江省杭州市电信大楼,建筑面积6万平方米,地下2 层,地
上41 层,专用电信设备冷却系统以冷却水为主线,各层安装8台
小型冷冻机为电信设备服务,热负荷大,必须保证冷却系统不间断
运转,需要配置互为独立且又互补的双系统冷却水系统,即各成独
立系统也可以两系统相连向一个系统转换,保证设备维修、维护时
冷却水系统不间断地正常运行。由于电信设备有效使用面积率高,
设备用房和管井面积小,为了解决水系统“管线长,难平衡”的困
难,如果采用同程设计,需管井面积大,而现场不能满足系统管道
布置需要,经过多种方案的反复比较和论证,最后采用异程设计,
在双冷却水系统中,各系统分别在各层冷却水供水总管设置动态流
量平衡阀,以满足系统水流量需要和调节各层系统平衡运转,实现
水力工况平衡。
7.2应用总结
1)长使用动态平衡阀,实现了各层冷却设备水力工况平衡,满
足设计流量的需要,从而保证系统介质温度的控制;
2)各层安装动态平衡阀,维修时影响的范围小,保证了冷却水
系统在运行过程中各层冷却水流的稳定性;
3)动态平衡阀在某一段压力范围内的误差只有±5%,流量根据
需要自动调节平衡,使末端各小型制冷设备可以不受其它末端设备
启停影响。
8 结论
选择动态平衡阀可以满足设计需求,达到节约能源、操作方便
等令人满意的变流量系统。动态流量平衡阀种类多,其应用可简化
水系统设计,降低建设投资,初调简便,且可以动态补偿运行中的
工况波动。既适合空调系统中定流量的场合应用,又适合变流量的
空调系统,具备广阔的应用前景,因此,合理布局动态平衡阀符合
当今节能型社会发展的需要,工程技术人员应在实践中不断认识和
把握平衡阀的性能和作用,使之更好地应用于工程项目中。
参考文献
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