论平衡阀在商业建筑暖通空调水力平衡中的应用

建筑节能　西墨医　圈　论平衡阀在商业建筑暖通空调水力平衡中的应用　秦煜　西安科技建筑设计院　摘要：本文主要讨论了商业建筑空调系统中水力失衡的原因，平衡阀的分类及其各自在不同的空调水系统水力平衡中的作用　陕西西安　提出了几个水力平衡方案，通过比较和分析，得了理想的效果。　关键词：空调系统；水力平衡；平衡阀；定流量；变流量　１概述　在暖通空间调系统中，水是至关重要的元素。由于设计、施工、设备材料　等原因导致的系统管道特性阻力数比与设计要求管道特性阻力数比值不一　致，从而使系统各用户的实际流量与设计要求流量不一致，引起系统的水力　失调，叫做静态水力失调。当用户阀门开度变化引起水流量改变时，其它用户　的流量也随之发生改变，偏离设计要求流量，从而导致的水力失调，叫做动态　水力失调。水平力失调将严重影响空调系统的运行，因此，必须通过在管道系　统中增设静态或者动态水力平衡设备（亦即平衡阀）使系统实现水力平衡，保　证空间调的正常运行。　２平衡阀的分类　平衡阀是在水力工况下，起到动态、静态平衡调节的阀门。对应于静态和　动态两种水系统失衡状况，平衡阀可分为两大类：静态平衡阀，动态平衡阀。　静态平衡阀亦称平衡阀、手动平衡阀等，它是通过改变阀芯与阀座的间隙（开　度），来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的，其作用对象是系统　的阻力，能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时按比例　增减，仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求，起到平衡的作用。　动态平衡阀分为动态流量平衡阀，动态压差平衡阀，自力式自身压差控　制阀等。随着空调行业的不断发展与完善，平衡阀也出现的新的产品，目前很　多项目采用了一种动态压差平衡阀和电动调节阀结合在一起的一体阀，一般　称之为动态平衡电动调节阀。动态平衡电动调节阀是目前用于解决空调水系　统平衡一个非常好的方法，当系统的压力发生变化时，动态压差平衡阀可以　通过改变自身的通流面积使电动调节阀两端的压差保持不变，使调节阀的　ＣＶ值始终为一，从而保证电动调节阀・直在最理想的工况下运行，真正做到　水量的变化只与温度有关而与压力无关，可以保证进入空调箱的水量在任一　时刻都是您所需要的水量。丛而使系统的性能更优越，维护更方便。　３平衡阀的应用　３　１定流量系统的静态水力平衡　定流量系统是早期的暖通空调工　中常见的水力系统。定流量系统是指　系统不含任何调节阀门，系统在初调试完成后阀门开度无须做任何改变，系　统各处流量始终保持恒定。定流量系统主要适用于末端设备无须通过流量来　进行调节的系统，如采用变风量来调节的风机盘管和空调箱等。定流量系统　只存在静态水力失调，基本不存在动态水力失调，因此只需在相关部位安装　静态水力平衡设备即可。通常在系统机房集水器以及一些主要分支回水管上　安装静态水力平衡阀　３．２变流量系统的全面水力平衡　随着人们对空调品质要求、节能意识的不断提高以及空调系统的大型　化，变流量水力系统在暖通空调工程中占据越来越重要的位置。变流量系统　是指系统在运行过程中各分支环路的流量随外界负荷的变化而变化。由于暖　通空调工程在一年的大部分时间均处于部分负荷运行工况，变流量系统大部　分时间管道流量都低于设计流量，因此这种系统是高效节能的。目前在暖通　空调变流量系统中常用的兼具动态平衡与调节功能的动态水力平衡设备主　要有动态平衡电动二通阀（风机盘管用）、动态平衡电动调节阀（各类空调箱　用）等。　４几个末端水力平衡方案的比较和分析　４　１定流量系统水力平衡方案　（１）方案一：定流量系统一手动方案（如图１）　图１所示末端空调箱采用电动三通调节阀，属于定流量系统，每台末端　的流量变化不会影响其他设备的流量，因此不存在相互影响的情况，即不存　在动态水力失衡，故此方案仅在各个分支管设立静态平衡阀，实现静态平衡。　在系统初调试时，通过调节静态平衡阀，使系统在初调试合格后各台末端设　备的流量同时达到设计流量，从而实现静态平衡。但是静态平衡阀的调试需　按照一定的程序，对于一个大系统而言初调试是相当困难的，往往由于进行　后一个平衡阀的调节时，将会影响到前面已经调节过的平衡阀，产生误差。当　这种误差超过工程允许范围时，则需进行再一次的测量和调节。如果由于用　途改变等原因造成管路变化的，那么改造之后，必须重新对所有静态平衡阀　进行新的调试。　（２）方案二：定流量系统一自动方案（如图２）　由于动态流量平衡阀的限流特性，因此此方案不必同方案一中的静态平　衡阀一样逐级安装，只需要在限流处安装一个即可。动态流量平衡阀按流量　进行选择，安装完毕后无需调试，将设定值设定为设计值即可使用。如果又后　期改造，改造完后无需调试，只要重新设定流量值即可。　Ｉ　硼节旧制繇瓤　嘴鼬　一　箱匝　一　ｆ　ｔ　圃　一　圃　一　匝　一　一　图１定流量一手动方案　图２定流量一自动方案　４．２变流量系统水力平衡方案　（１）方案三：变流量系统一动态压差平衡阀方案（图３）　如图３所示空调箱采用电动两通调节阀（此阀一般为比例积分调节，当　然空调系统是复杂多样的，大多数情况下还带有风机盘管，所带电动两通阀　仅起开关作用，在本文所列变流量两个方案中，无论对空调箱还是风机盘管　都可适用，因此在图示中不一一画出），任一空调箱由于负荷变化引起的流量　变化都会影响其他空调末端设备的流量，产生动态失衡，此方案中在电动两　通调节阀前安装一个动态压差平衡阀，动态压差平衡阀的作用是通过调节电　动两通调节阀进口Ｂ至出口Ａ的压差至设定压差，这样不管系统中其它的动　态阀门怎样动作，由于动态压差平衡阀的调节作用这两点的压差始终保持恒　定，这样就避免了系统中各个末端设备调节的相互干扰，从而实现动态平衡。　在系统运行过程中，通过电动调节阀的调节作用使各个目标区域的温度　达到设定温度；当然，也可以将动态压差平衡阀的取压点定在Ａ、ｃ二点，动态　压差平衡阀的设定压差随之调整。这时电动调节阀的阀权度变小，从而使调　节阀实际的流量特性曲线偏离理想流量特性曲线，调节特性变差。调试时先　将电动调节阀全开，然后将动态压差平衡阀的压差调至设定压差即可。　此外由于同样存在着静态水力失衡，故在每个分支管处安装静态平衡阀　（注：如果系统采用同程管道时可建议不设静态平衡阀），调试时，电动阀全　开，按静态平衡阀调试程序进行调试，直至达到系统静态平衡，至此完成系统　全面水力平衡。　（２）方案四：变流量系统一动态平衡电动调节阀（两通阀）方案（如图４）　方案四的基本原理同方案三非常相似，动态平衡电动调节阀是将动态压　差平衡阀和电动两通调节阀结合在一起，故又称为一体阀。如图４所示，由于　动态平衡电动调节阀保证了该阀内电动调节阀芯二端Ａ、Ｂ点的压差不发生　变化，因此系统压力的波动不会影响到此设备，此设备流量仍然维持不变，制　冷量不变，故此设备负责的空调区域温、湿度仍保持平衡。　（下转第１８４页）　‘１７９‘　　ｉ盔圜　圈！　建筑节能　王玉玲，朱江雁．浅谈住宅建筑节能设计Ⅱ】．新疆化工，２００６　【３］石中玉，孙建红．浅谈建筑节能设计Ｕ】山西建筑，２００９　【４］－Ｇ￣东．浅谈建筑节能Ｕ］陕西建筑。２００８　－建筑节能现状分析及思考Ｕ１陕西综合经济，２００７　筑设计以及居民使用方式等多种因素。作为建筑设计的技术人员，应改变高　能耗的建筑设计现状，不仅在实际设计中仍以使用功能与形式为主体外，还　一五”规划的实施，农村人口向城市的转移，我国建筑数量将日益宏大，因此　大力发展节能型建筑，不仅可节约能源保护环境，还将造福于百姓。　参考文献：　【１］蒙晓哲，周红涛（上接第１７８页）面积在整个建筑结构的外围结构中占有很大一部分，占据相　当于１／３的维护结构面积。实现建筑规划节能目的必须要尽可能的减少门窗　面积，但要注意的是，面积减少后建筑内有足够的光照和通风条件。　由于太阳光会通过墙面、屋顶以及窗户等地方深入到房屋内，增加室内　温度，加大空调耗能。所以，为了实现节能目的，可以在这些受到阳光辐射的　地方安装这样设置，如屋顶设置隔热层、窗户挂热反射窗帘等。且为了使隔热　要考虑建筑节能。因此建筑节能措施应依靠建筑规划、设计、材料、水、电等专　业相互配合，从而设计出既符合建筑学原理，又具备节能原则的建筑。　４．２发展节能技术　我国建筑业要提高建筑材料质量及建筑节能技术。要加强国际建筑交流　降能效果更佳，应该尽量选择由最新型技术和材料制作的遮阳设施，如隔热　与合作，采取走出去和请引进来的方式，学习发达国家节能的先进技术和先　玻璃可以选择特性玻璃。　进经验，为我国建筑节能做出贡献。　３．３　３增加建筑门窗的气密性，减少房间换气次数　建筑门窗的气密性指的是门窗的对流传热性能，即隔热和传热性能。有　实际研究结果显示，当建筑门窗气密性变强，使房间的换气次数减少，如原来　是０．８ｈ一１，那么当将其下降到０．５ｈ一１时，整个建筑的耗能量将能够降低约　８％。因此为了实现建筑节能目的，应尽可能采取多种方法增加建筑门窗的气　密性，比如使用断桥隔热窗，在原来门窗上增加一定数量的密封条等，这样能　在一定程度上减少房间换气次数，降低能源消耗。　结语　总而言之，建筑规划设计中的能源高消耗问题制约着我国经济的可持续　发展，虽然建筑节能技术在不断地创新及应用，不可忽视的是建筑业的全体　工作人员要树立建筑节能意识，做好建筑节能工作，促进我国建筑行业的可　持续发展，为时间建筑节能事业做出贡献。　参考文献　４其他技术措施　４１各方合作　［１朱来萍．对我国建筑节能现状分析与思考［Ｉ１］１＿中小企业管理与科技，２０１０　（０７）．　［２］陶然．建筑节能与建筑优化设计卟中国科技信息，２００７（０２）．　【３］邓爱英　浅谈建筑节能与建筑规划设计ｏ］．山西建筑，２０１１（０３）．　住宅建筑节能是一个综合性问题，它涉及到自然地理环境、小区规划、建　（上接第１７９页）　动态压整　调可鹏　卜鳓网　抑罐　５结语　鹇　空调系统是复杂多样的，本文的四个平衡阀方案仅就末端系统按定水　空凋箱巨匿　密一　一　量、变水量进行了讨论，各有其一定的可行性，也有其一定的局限性。因此，在　实际工程项目中，应该从经济、节能、施工难易度及调试等多方面加以考虑，　选择最优化的水力平衡方案。　；　匦　一　一　晒一一　　一　，　Ｉ　图３变流量一动态压差平衡阀方案　图４变流量一动态平衡电动阀方案　（上接第１８０页）气设计时，设计人员必须要具备节能意识，采取相关措施来　实现电气节能。　参考文献：　【３１钟衍，方林建筑电气节能技术研究与探讨之二建筑电气节能诊断方法初　探Ｕ１＿智能建筑，２００８（０１）　［４】顾小伟．我国建筑带暖气节能存在的技术问题及节能途径研究　科技视　界，２０１２（１２）　［１】朱则刚．低碳经济给力建筑电气节能技术挑战未来Ⅱ］．电气工程应用，２０１３　（０２）　【５１张旭新域谈实现建筑电气节能的多种措，￣ｔｌｌ，科技信息，２０１１（２２）　［６】吴海英，欧文权，何滔我国建筑电气节能的有效途径探讨【ＩＩ＿企业科技与发　展，２００９（０４）　【２］高福山，郑俊杰．关于我国建筑电气节能相关问题的研究田科技创新与应　用．２０１３（３３）　（上接第１８２页）制线路的敷设时，为了防止出现失误而导致穿越不同的防火　分区的情况，应当在敷设时应尽可能的将线路的长度缩短。　建立城市火灾监控数据的通信与监测管理系统，并且确立了与之相应的　数据通信协议，这使得系统通信的数据直接来源于火灾报警控制器。控制器　与系统通信的连接方式有一下两种：１、在控制器的外部添加数据终端，达到　非标准协议的转换和在用系统联网。２、在控制器的内部添加数据终端，将控　制器通过标准的修订以及产局的升级。　五、关于自动消防系统监测以及数据通信　（一）实现消防信息联网通信　消防信息联网通信需要创建一个火灾监控有关系统数据的通信网络，其　目的是为了给人工１１９报警以及将主叫号码提取出来的常规操作进行补充。　消防信息联网能够通过火灾监控系统在第一时间发出的火灾报警信号，　智能建筑的消防电气设计能够对其的防火安全性造成直接影响，应当从　快速的对火灾作出反应，并且将数据通信系统的自动接警有效的配合１１９报　工程实际情况出发，从设备的供电、监控系统选型的设计、设备的耐火与耐热　警。为了对城市中消防监督工作的加强，有关消防机构在对各个建筑物的火　配线以及数据的通信等方面的问题进行考虑实施。　灾监控系统的运行状态希望能够采用技术的手段进行监督检查。现阶段城市　参考文献：　的火灾监控相关数据通信以及监测系统联网的具体方式，可利用以下通信技　［１】高润生智能建筑消防电气的安装及维护措施探讨【ｌ】＿河南科技，２０１３，（）４：　术得以实现：１、连接的公共电话网。通过电话拨叫的方式进行系统的连接，从　７３－７４　而达到双向数据通信的目的。２、在连接上使用专用的线路。通过设计出专用的　【２］岳玮晨智能建筑消防电气的安装及维护［『１＿黑龙江科技信息，２０１３，２１：１５６　网络和线路的方式进行系统的连接，从而达到双向数据通信的目的。３、使用无　［３】陈安伟．智能电网技术经济综合评价研究ｌＤ１重庆大学，２０１２　线连接。通过专业的无线信道进行系统的连接，从而达到双向数据通信的目的。　（二）关于数据通信对于火灾报警控制器的新要求　『４１张远建筑消防电气设计探讨『Ｉ１ｌ机电信息，２０１１，２７：１５１＋１５３　［５］阎永清浅谈建筑消防电气设计【Ｉ１＿陕西煤炭，２００８，０３：７３—７４．　六、结语　‘１８４