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平衡技術(shù)在中央空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用解析
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，空調(diào)系統(tǒng)成為現(xiàn)代建筑物中不可缺少的設(shè)施之一，但由于空調(diào)耗能量通常較大，故其節(jié)能設(shè)計(jì)勢在必行。要確?？照{(diào)系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)的水力平衡控制相當(dāng)關(guān)鍵，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除對(duì)系統(tǒng)功能造成威脅的一些現(xiàn)象。如實(shí)施得不正確的平衡計(jì)算以及純粹的安裝錯(cuò)誤如止回閥，止回閥安裝錯(cuò)誤或過濾器堵塞等，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)找到原因并加以糾正，以確保系統(tǒng)盡量以最低的能源成本提供最佳的舒適環(huán)境。
1、水力平衡技術(shù)概述
平衡技術(shù)是解決空調(diào)冷、熱水系統(tǒng)平衡的有效方法，它由以下幾個(gè)方面的內(nèi)容組成：
（1）合理的水系統(tǒng)設(shè)計(jì)：平衡閥生產(chǎn)廠家技術(shù)專家與設(shè)計(jì)人員和用戶共同探討，力求使水系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到準(zhǔn)確合理。
（2）平衡閥的合理選型與設(shè)置：某些平衡閥生產(chǎn)廠家可在設(shè)計(jì)階段運(yùn)用有關(guān)軟件為用戶合理選型提供建議，并指導(dǎo)平衡閥的設(shè)置方法。
（3）先進(jìn)的水力平衡方法：由于水系統(tǒng)的相互影響性，要求有一套有效實(shí)用的水系統(tǒng)平衡方法來使其平衡，如瑞典某公司開發(fā)的TABalance法，無論系統(tǒng)大小，只需作一次調(diào)試即可達(dá)到平衡。
（4）功能完善的專用化智能儀表：智能儀表中固化了水力平衡法及各種規(guī)格、口徑平衡閥性能曲線，可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的平衡調(diào)試，同時(shí)具有完善的雙向通訊功能。使用更方便。
（5）高質(zhì)量的水力平衡產(chǎn)品：平衡閥、壓差控制器等為用戶提供高品質(zhì)的技術(shù)服務(wù)。
（6）水力平衡報(bào)告：系統(tǒng)調(diào)試后可提供詳盡的水力平衡報(bào)告。有利于空調(diào)冷、熱水系統(tǒng)的操作和維護(hù)。
2、水力平衡閥技術(shù)特點(diǎn)
以瑞典TA水力平衡公司生產(chǎn)的水力平衡閥為例，其主要特點(diǎn)包括
①閥芯、閥座、閥蓋等均采用布氏硬度130以上的防脫鋅腐蝕銅合金制成，耐腐蝕，壽命長；
②閥門采用精密鑄造工藝，外型美觀，且精度高，流量測量及平衡精度為±5%；
③閥體上帶有供測量壓差的測壓嘴，不測量時(shí)具有自密封作用；
④平衡閥帶有可調(diào)節(jié)和預(yù)設(shè)定流量的數(shù)字式手輪；
⑤閥門具有鎖定功能。系統(tǒng)平衡并將閥門開度鎖定后可以關(guān)小，但只能開大至鎖定開度；
⑥小VI徑平衡閥（DN15～50）帶有泄水裝置，泄水時(shí)不影響系統(tǒng)運(yùn)行；
⑦大口徑平衡閥（DN65～300）閥芯設(shè)計(jì)獨(dú)特，采用壓力平衡結(jié)構(gòu)。減小了關(guān)閉力矩，更易開啟和關(guān)閉。
3、水系統(tǒng)平衡專用智能儀表
該儀表具有以下特點(diǎn)：
①表內(nèi)固化有目前最先進(jìn)的水力平衡技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)準(zhǔn)確有效的平衡；
②可測量平衡閥兩端壓差及流量，以及系統(tǒng)的水溫；
③可貯存l千個(gè)平衡閥的測量數(shù)據(jù)，記錄2.4萬個(gè)測量值；
④可與計(jì)算機(jī)雙向通訊，調(diào)試前可上機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，對(duì)系統(tǒng)及閥門參數(shù)如閥門型號(hào)、規(guī)格、設(shè)計(jì)流量等參數(shù)進(jìn)行輸入，系統(tǒng)調(diào)試后將測量結(jié)果通過計(jì)算機(jī)輸出，這些參數(shù)包括平衡閥的編號(hào)、口徑、預(yù)設(shè)定值、兩端壓降A(chǔ)p、通過流量和設(shè)計(jì)流量等。
4、自動(dòng)流量調(diào)節(jié)平衡（動(dòng)態(tài)平衡閥）的特點(diǎn)
（1）準(zhǔn)確調(diào)節(jié)平衡：由廠方檢定和調(diào)校至控制壓力范圍內(nèi)，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)水流量達(dá)到設(shè)定流量（精度為±5%）。
（2）節(jié)約能源：準(zhǔn)確的流量平衡系統(tǒng)能保持水泵以最高的效率運(yùn)作。
（3）可適應(yīng)不同泵速：可自動(dòng)調(diào)節(jié)降低壓差，對(duì)不同泵速的系統(tǒng)提供設(shè)定的流量。
（4）操作簡單：可在數(shù)分鐘內(nèi)準(zhǔn)確量度系統(tǒng)的壓差，溫差和量差。
（5）節(jié)省空間：平衡閥設(shè)計(jì)精巧，不需鋪設(shè)太多喉管，可節(jié)省空間和保溫T程費(fèi)用。
（6）靈活實(shí)用：能提供完美及平衡的系統(tǒng)，其儀器增減都不會(huì)影響系統(tǒng)的流量平衡。
在中央采暖/空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，水泵的揚(yáng)程是按照系統(tǒng)最不利環(huán)路獲得所需流量來選定的，而距水泵較近的環(huán)路必然具有超大的壓頭。若不采取有效措施彌補(bǔ)這一差異，則有利環(huán)路的流量將大大高于設(shè)計(jì)流量值，造成水泵流量偏大、揚(yáng)程降低，不利環(huán)路壓頭仍不足，得不到所需流量。系統(tǒng)水量分配處于不平衡狀態(tài)，能耗浪費(fèi)、設(shè)備效率低。通過平衡器件解決水力平衡問題的原理都是通過調(diào)節(jié)阻力器件來增大有利環(huán)路的阻力，消除其剩余壓頭以達(dá)到阻力平衡。其直觀表現(xiàn)就是降低有利環(huán)路的流量，將水壓到不利環(huán)路去。應(yīng)用平衡閥和定流量閥都可以調(diào)節(jié)控制流量。且有再現(xiàn)和鎖定開度的功能，在達(dá)到調(diào)節(jié)工況（通常為設(shè)計(jì)工況）合理分配各環(huán)路水量。
5、平衡閥和定流量閥工作機(jī)理與區(qū)別
5.1平衡閥屬手動(dòng)式調(diào)節(jié)閥，其工作原理是改變閥芯與閥座的間隙來改變流經(jīng)閥門的流動(dòng)阻力，達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。從流體力學(xué)觀點(diǎn)看，平衡閥相當(dāng)于一個(gè)局部阻力可以改變的節(jié)流元件。
5.2定流量閥又稱作自力式流量控制器，其機(jī)理是在一定工作差壓范圍內(nèi)控制通過的流量。如閥門前后的壓差增大時(shí)，通過閥芯的自動(dòng)關(guān)小動(dòng)作，保持流量不增大；反之當(dāng)壓差減小時(shí)閥芯開大，流量恒定；但當(dāng)壓差小于閥門正常工作范圍時(shí)，因定流量閥畢竟不能提供額外壓頭，此時(shí)閥門全開。流量較設(shè)定流量低，因此通常稱之為自力式平衡閥或動(dòng)態(tài)平衡閥。平衡閥的作用對(duì)象是阻力，發(fā)揮手動(dòng)可調(diào)孔板的作用，平衡管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力達(dá)到各環(huán)路阻力平衡的作用，定流量閥作用對(duì)象是流量，鎖定流經(jīng)閥門的水量而并非針對(duì)阻力平衡。在重慶江北機(jī)場中央空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，由于空調(diào)水管路較多，且遠(yuǎn)近相差較大，水路系統(tǒng)必須采取平衡措施?？照{(diào)水泵啟用的臺(tái)數(shù)隨氣候的變化而不同，系統(tǒng)提供的總循環(huán)水量是主動(dòng)變化的，如按冬夏季設(shè)計(jì)工況調(diào)節(jié)水量平衡，則運(yùn)行非設(shè)計(jì)工況時(shí)的循環(huán)水量將較少。
平衡閥的作用是針對(duì)系統(tǒng)阻力，能將新的水量按設(shè)計(jì)比例平衡地分配，各支路的流量一同增減，仍然滿足當(dāng)前氣候條件下的流量需要。在局部用戶關(guān)閉的情況下，系統(tǒng)可自動(dòng)對(duì)多余流量均勻分配，達(dá)到平衡的目的，在一次調(diào)節(jié)完成后，除非管網(wǎng)發(fā)生變化，使用中不需再次進(jìn)行調(diào)節(jié)。定流量閥作用對(duì)象的流量，不管系統(tǒng)循環(huán)水量和末端負(fù)荷的變化，仍堅(jiān)持流量不變。而如系統(tǒng)循環(huán)總水量被主動(dòng)下調(diào)，則按原先流量分配的流量就不足了，而定流量閥又不能提供動(dòng)力和增加流量，于是有利環(huán)路的流量得到設(shè)計(jì)流量。而不利環(huán)路的定流量閥全開，流量達(dá)不到要求，則出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象。由此可見，定流量閥在主管道處使用，可有效防止系統(tǒng)過流，并避免因此而造成的能源耗費(fèi)，具有較好的適用性；而在支管、立管和末端處，平衡閥則更為實(shí)用，不但可應(yīng)付各種可能出現(xiàn)的使用狀況，而且對(duì)于現(xiàn)場施工和用戶微調(diào)要求，可具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，同時(shí)也更經(jīng)濟(jì)，平衡閥和定流量閥聯(lián)用可確保系統(tǒng)盡量以最低能源成本提供最佳的舒適空調(diào)環(huán)境。