平衡閥

                            采暖水系統(tǒng)中平衡閥的應(yīng)用

    采暖供熱水系統(tǒng)雖經(jīng)過必要的水力平衡計(jì)算，但如果缺乏定量調(diào)節(jié)的方法仍會(huì)出現(xiàn)水力失調(diào)，導(dǎo)致室溫冷熱不均近端過熱末端過冷，該現(xiàn)象在小區(qū)熱網(wǎng)中相當(dāng)普遍。《黑龍江省居住建筑節(jié)能65%設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》5.2.19以強(qiáng)制性條文規(guī)
        采暖供熱水系統(tǒng)雖經(jīng)過必要的水力平衡計(jì)算，但如果缺乏定量調(diào)節(jié)的方法仍會(huì)出現(xiàn)水力失調(diào)，導(dǎo)致室溫冷熱不均近端過熱末端過冷，該現(xiàn)象在小區(qū)熱網(wǎng)中相當(dāng)普遍。《黑龍江省居住建筑節(jié)能65%設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》5.2.19以強(qiáng)制性條文規(guī)定“室外管網(wǎng)應(yīng)進(jìn)行水力平衡計(jì)算，各并聯(lián)環(huán)路之間的壓力損失值不應(yīng)大于15%，但室外管網(wǎng)水力平衡計(jì)算達(dá)不到上述要求時(shí)，應(yīng)在熱力站和建筑物熱力入口處設(shè)置手動(dòng)水力平衡閥”。因此在設(shè)計(jì)中會(huì)經(jīng)常采用水力平衡閥。
        1 水力設(shè)置
        循環(huán)水泵是按zui不利環(huán)路配置的，其余各環(huán)路壓力降相對(duì)較小，稱其為“有利環(huán)路”。由于各環(huán)路壓力降不同，在運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)分配流量使并聯(lián)各環(huán)路的壓降相同、導(dǎo)致“zui不利環(huán)路”以外的環(huán)路過流，使水系統(tǒng)處于大流量小溫差中運(yùn)行。為達(dá)到各環(huán)路靜態(tài)水力平衡，在經(jīng)濟(jì)比摩阻范圍內(nèi)盡量提高有利環(huán)路的流速，使壓降與zui不利環(huán)路壓降差值減小以達(dá)到室外管網(wǎng)平衡。環(huán)路壓降差超過15%時(shí)，規(guī)定應(yīng)設(shè)置水力平衡裝置。近幾年水力作為水力平衡裝置被廣泛應(yīng)用。水力分為靜態(tài)、動(dòng)態(tài)兩種。
        （1） 靜態(tài)是帶有開度讀數(shù)游標(biāo)鎖緊裝置及流量特性已知的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥，具有關(guān)斷閥功能。安裝這種閥門可不再設(shè)傳統(tǒng)的關(guān)斷閥。在系統(tǒng)初調(diào)時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)提供的被控對(duì)象所需流量、壓降，通過手動(dòng)較把閥芯調(diào)節(jié)到所需要的開度并加以鎖定，以使并聯(lián)環(huán)路的壓降調(diào)節(jié)到zui不利環(huán)路的壓降值使水流量按設(shè)計(jì)額定要求分配到并聯(lián)各環(huán)路設(shè)備中去。
        工程中，由于采暖水系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論計(jì)算取值往往與實(shí)際有一定的誤差，而現(xiàn)場安裝的設(shè)備壓降與設(shè)計(jì)的設(shè)備壓降取值不盡相同，且安裝時(shí)經(jīng)常會(huì)根據(jù)現(xiàn)場對(duì)管路做適當(dāng)?shù)男薷摹８鶕?jù)提供的設(shè)計(jì)流量壓降來調(diào)節(jié)閥門，其準(zhǔn)確性會(huì)存在偏差，這就要求進(jìn)行大量繁瑣反復(fù)的調(diào)試才能使系統(tǒng)趨向耦合的水力平衡，而這在工程實(shí)踐中是比較困難的。設(shè)置靜態(tài)與設(shè)置傳統(tǒng)流量特性較好的截止閥、節(jié)流閥相比較在調(diào)試過程中具有明顯優(yōu)勢(shì)。
        （2）動(dòng)態(tài)。可分為自力式流量和自力式壓差。自力式流量是一個(gè)過流面積隨閥兩端壓差改變而改變的自力式調(diào)節(jié)裝置。只要閥門兩端壓差在其工作壓差范圍內(nèi)，閥芯開度都會(huì)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zui小工作壓差或大于zui大工作壓差，閥門內(nèi)各個(gè)動(dòng)態(tài)部件都不動(dòng)作。閥門相當(dāng)于一個(gè)節(jié)流孔板，流量隨兩端壓差增減而增減。自力式流量可用在需要定流量的環(huán)路、立管、水平管路系統(tǒng)及設(shè)備中，不應(yīng)設(shè)在變流量的管路上。
        自力式壓差宜設(shè)置在變流量系統(tǒng)中。當(dāng)外部或被控對(duì)象流量發(fā)生變化時(shí)能依靠閥內(nèi)彈簧力改變閥芯位置自主調(diào)節(jié)被控對(duì)象供回水壓差不變。通過調(diào)節(jié)閥內(nèi)彈簧的預(yù)緊力就可改變壓差設(shè)定值。變流量系統(tǒng)中壓差經(jīng)常設(shè)在區(qū)域供熱各棟建筑供回水管間、分集水器之間等。
        雖然自力式壓差與電動(dòng)調(diào)節(jié)閥配合設(shè)置對(duì)末端設(shè)備負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)是一種理想的平衡措施，但當(dāng)前壓差價(jià)格仍太高，所以設(shè)置何種水力平衡裝置和采用何種調(diào)節(jié)方案應(yīng)根據(jù)工程投資和房間溫度允許波動(dòng)要求合理選擇，從而既滿足舒適的要求又兼顧節(jié)能及經(jīng)濟(jì)的合理性。
        只要水系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置配置得當(dāng)并經(jīng)過認(rèn)真的調(diào)試，實(shí)踐證明，采暖系統(tǒng)運(yùn)行能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
        2 水力調(diào)試的參數(shù)
        安裝在水系統(tǒng)中的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)，必須進(jìn)行調(diào)試后才能實(shí)現(xiàn)靜態(tài)及動(dòng)態(tài)水力平衡。調(diào)試的依據(jù)應(yīng)是已安裝的系統(tǒng)（不是設(shè)計(jì)圖紙上的）實(shí)際相關(guān)參數(shù)。
        （1）靜態(tài)，設(shè)置在zui不利環(huán)路，其通過設(shè)計(jì)流量時(shí)應(yīng)是全開的，其余環(huán)路的靜態(tài)（管徑與所在管管徑相同）調(diào)試者應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)流量和所需壓力確定其所需的閥芯開度，使所有的被控對(duì)象通過設(shè)計(jì)流量時(shí)壓差相同，即整個(gè)系統(tǒng)處于靜態(tài)水力平衡狀態(tài)。
        （2）自力式流量，是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象流量恒定，調(diào)試者應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象所需恒定流量確定閥門壓差允許變化范圍，使閥門在zui小壓差與zui大壓差之間運(yùn)行，達(dá)到流量恒定確保動(dòng)態(tài)流量平衡。
        （3） 自力式壓差。是為了保證被控對(duì)象壓差恒定，若閥門設(shè)在zui不利環(huán)路，通過設(shè)計(jì)流量時(shí)閥門應(yīng)是全開的。而設(shè)在其余環(huán)路時(shí)，調(diào)試者應(yīng)根據(jù)該環(huán)路通過設(shè)計(jì)流量時(shí)閥門所需的開度以確保環(huán)路壓差為所需的恒定值。必要時(shí)對(duì)于有利的環(huán)路，為了提高閥的調(diào)節(jié)性能，也可以根據(jù)通過設(shè)計(jì)流量和要求壓差，使閥處于全開或接近全開狀態(tài)。據(jù)此選擇合適的閥門口徑。
        在設(shè)置水力平衡裝置時(shí)，設(shè)計(jì)者為了配合系統(tǒng)調(diào)試除了在圖紙表示外還應(yīng)提出上述各項(xiàng)調(diào)試參數(shù)。然而這些參數(shù)都是設(shè)計(jì)計(jì)算值，是理論的，實(shí)際安裝時(shí)根據(jù)施工現(xiàn)場經(jīng)常對(duì)管路走向、設(shè)備位置進(jìn)行修改。設(shè)備的壓降與設(shè)計(jì)值往往也會(huì)產(chǎn)生差異，這也會(huì)造成設(shè)計(jì)理論參數(shù)的改變。如果只按理論值進(jìn)行調(diào)試竣工的水系統(tǒng)，是很難實(shí)現(xiàn)真正水力平衡的。這正是當(dāng)前不少水系統(tǒng)安裝了許多價(jià)格昂貴的各類靜態(tài)、動(dòng)態(tài)而系統(tǒng)水力平衡仍不理想的重要原因之一。
        3 結(jié)語
        采暖供熱的水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)合理劃分及均勻布置環(huán)路、設(shè)置位置恰當(dāng)、進(jìn)行嚴(yán)格的水力平衡計(jì)算，為系統(tǒng)水力平衡打下基礎(chǔ)。應(yīng)根據(jù)水力的功能、水系統(tǒng)的特點(diǎn)、采暖舒適度、造價(jià)及節(jié)能要求選取功能及型號(hào)、性價(jià)比合理的。手動(dòng)水力應(yīng)根據(jù)閥門流通能力及兩端壓差選擇確定的直徑與開度。自力應(yīng)根據(jù)流量進(jìn)行選型。自力式壓差控制閥應(yīng)根據(jù)所需控制壓差選擇與管路尺寸相同的閥門、同時(shí)應(yīng)確保其流量不小于設(shè)計(jì)zui大值。水力必須根據(jù)已安裝系統(tǒng)要求的參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的、反復(fù)的調(diào)試，才能實(shí)現(xiàn)水系統(tǒng)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)平衡。