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变流量系统几种平衡调节方案的选择
2016-02-14 暖通风向标

在暖通空调变流量水力系统中，水力平衡及调节方案的选择是个重要的课题。合理的选择水力平衡及调节方案，可以满足暖通空调系统的舒适节能性要求，使系统高效、稳定同时经济地运行。
以下针对暖通空调风机盘管系统和空调箱（空气处理机组）系统分别讨论几种常见的平衡和调节方案。
水力平衡概念及分类
1、静态水力失调和静态水力平衡
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值与设计要求的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的流量不一致引起的水力失调，叫做静态水力失调。静态水力失调是稳态的、根本性的，是系统本身所固有的。
通过增设水力平衡设备，在水系统初调试时对系统管道特性阻力系数比值进行调节，使其与设计要求的管道特性阻力系数比值一致，从而使系统总流量达到设计流量，同时使各末端设备流量达到设计流量，可以实现静态水力平衡。
2、动态水力失调和动态水力平衡
系统实际运行过程中当某些末端阀门开度改变引起水流量变化时，系统的压力产生波动，其它末端的流量也随之发生改变，偏离末端要求流量，引起水力失调，这种水力失调叫动态水力失调。
动态水力失调是动态的、变化的，它不是系统本身所固有的，是在系统运行过程中产生的。
在管道系统中增设动态水力平衡设备，利用其屏蔽作用使末端设备流量在用户阀门开度改变时互不干扰，可以实现动态水力平衡。
3、全面水力平衡
全面水力平衡就是消除了静态和动态水力失调，使系统同时达到静态和动态水力平衡。
风机盘管系统水力平衡和调节方案
风机盘管系统水力平衡和调节方案
针对风机盘管系统，常见的几种调试方案主要有：“静态平衡阀+电动二通阀”、“静态平衡阀+压差调节阀+电动二通阀”、“动态流量平衡阀+电动二通阀”、“动态平衡电动二通阀”等。
1、“静态平衡阀+电动二通阀”平衡调节
图1.1为静态平衡阀安装在风机盘管各层水平支管上

图1.2为静态平衡阀安装在风机盘管各层水平支管和末端回水管上。

通过安装静态水力平衡阀，并且在初调试时按照一定的步骤进行调节，可以使在系统调试合格后各层水平支管或者各个风机盘管的流量同时达到设计流量，系统部分或者全部消除了静态水力失调，但是在系统运行过程中，不同风机盘管的调节会存在一定的相互干扰，因此存在一定的动态水力失调。
2、“静态平衡阀+压差调节阀+电动二通阀”平衡调节
图1.3为压差调节器安装在风机盘管各支水平回水管上，静态平衡阀安装在各层水平供水管上。

   “静态平衡阀+压差调节阀+电动二通阀”平衡调节
图1.4为压差调节器安装在风机盘管各支水平回水管上，静态平衡阀安装在末端风机盘管供水管上。

   “静态平衡阀+压差调节阀+电动二通阀”平衡调节：
通过安装静态水力平衡阀，可以使系统在调试合格后各层水平支管或者各个风机盘管的流量同时达到设计流量，系统部分或者全部消除了静态水力失调；通过压差调节器在各层水平供回水管的定压差作用，可以维持风机盘管末端管道的压差在一定程度上保持恒定，从而避免末端风机盘管流量调节的相互干扰，实现动态水力平衡。但是，由于水平管道上存在着一定的沿程阻力，当水平并联风机盘管的数量较多、管道长度较长、从而使沿程阻力较大时，定压差作用就受到了削弱，这时末端风机盘管的流量调节仍存在一定的相互影响，存在一定的动态水力失调。
3、“动态流量平衡阀+电动二通阀”平衡调节
图1.5为动态流量平衡阀安装在风机盘管末端管道供水管上。

   “动态流量平衡阀+电动二通阀”平衡调节：
动态流量平衡阀的流量按照对应末端风机盘管的设计流量进行定制，保证在工作压差范围内风机盘管的流量不受系统压力波动的影响，始终维持在设计流量，实现动态平衡。
4、“动态平衡电动二通阀”平衡调节
图1.6为动态平衡电动二通阀安装在风机盘管末端管道供水管上。

   “动态平衡电动二通阀”平衡调节：
动态平衡电动二通阀是动态平衡与电动二通一体化的产品。一方面它具有一般的电动二通阀的电动开关功能，另一方面，它能保证在工作压差范围内其流量不受系统压力波动的影响，始终维持在设计流量，从而实现动态平衡。
垂直立管为同程式管道的系统，水平回水管上可不加静态平衡阀，垂直立管为异程式且水力失调程度较大的系统，建议在水平回水管上增加静态水力平衡阀并在初调试时进行一定的调节。
“动态平衡电动二通阀”基本等同于“动态流量平衡阀+电动二通阀” 。
 风机盘管系统四种平衡调节方式的比较见下表。

空气处理机组系统水力平衡和调节方案
针对空调箱（空气处理机组）系统，常用的几种水力平衡和调节方案主要有“静态平衡阀+电动调节阀”、“压差调节阀+电动调节阀”、“动态平衡电动调节阀”等。
1、“静态平衡阀+电动调节阀”平衡调节
   图2.1为空调系统常用的多台空气处理机组并联环路（图中只绘出2台），在空调箱的进口安装了静态水力平衡阀和电动调节阀。

   “静态平衡阀+电动调节阀”平衡调节
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空调箱的流量同时达到设计流量，从而实现静态平衡。
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；但是，由于这种系统各个末端设备电动调节阀的流量调节存在着相互影响，因此系统很难达到平衡状态，即使达到平衡状态，也会由于这种干扰而很容易偏离平衡状态。
2、“压差调节阀+电动调节阀“平衡调节
    图2.2为空调系统常用的多台空气处理机组并联环路（图中只绘出2台），在空调箱的进口安装了电动调节阀，出口安装了压差调节阀。

“压差调节阀+电动调节阀”平衡调节
通过压差调节阀调节电动调节阀进口A至出口C的压差至设定压差，这样不管系统中其他的动态阀门怎样动作，由于压差调节器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，也可以将压差调节器的取压点定在A，B两点，压差调节器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编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，然后将压差调节器的压差调至设定压差即可。
3、“动态平衡电动调节阀”平衡调节
   图2.3为一组多台空气处理机组并联环路（图中只绘出2台），每路通过动态平衡电动调节阀来调节目标区域的回风温度，其中区域一的设定温度为25℃，区域二的设定温度为27℃。

 空气处理机组的不同平衡调节方式的比较见下表

全末端方案
1、在新风机组或空调机组回水端设置动态平衡电动调节阀。
2、风机盘管设置电动两通阀，在各层环路回水端需设置动态压差平衡阀。
3、可在冷水机组冷冻水及冷却水回水管设置固定流量型动态平衡阀。