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空調水系統中靜態平衡閥設置的探討分析

文章出處: 人氣:發表時間:2019/9/19 11:32:45

1 前言

空調水系統的阻力平衡是保證空調系統正常、有效運行的前提。以較低的能耗,獲得舒適的室內環境,是暖通設計師比較關心的問題。為了達到水系統的阻力平衡,除了通過合理的設計系統形式外,還必須通過各種調節手段使系統達到平衡。近年來,靜態平衡閥因其較為完備的功能和良好的調節性能,越來越受重視和歡迎。許多設計師在設計水系統時傾向于使用靜態平衡閥來進行水力平衡,但筆者發現,在很多工程中,靜態平衡閥的設置不盡合理,設計人員對靜態平衡閥的應用場合考慮不周。本文通過模塊化分析方法和等效簡化分析方法,找出空調水系統中設置靜態平衡閥的最佳方案。


2 空調水系統末端設置靜態平衡閥存在的問題
為了達到空調水系統的水力平衡,系統設計時通過采用合理的系統形式和管道尺寸予以保證。然而系統在設計、產品選型和施工等過程中產生的種種誤差,導致設計需要的系統管道阻力特性和實際系統管道阻力特性不相符產生水力失調,實際運行結果達不到設計要求[1]。靜態平衡閥因其具有良好的調節性能,通常被設置在每個末端裝置處用來解決水利失調問題。從理論上講,在空調水系統中的每個末端裝置上配一個靜態平衡閥足以進行合理的流量輸配。但是,當改變一處靜態平衡閥的流量時,管道和閥門的壓力降也相應的改變了,這樣其他末端裝置的流量也會或多或少的受到影響。要使流量回到設計需求值,就需要通過一個漫長且繁瑣的調試過程。


3 空調水系統末端平衡的模塊化分析
為了解決上述問題,可以考慮將幾個末端裝置組合成一個模塊,模塊內部的末端裝置之間首先進行平衡調試,并在模塊的總管上設置一個公用的靜態平衡閥。當模塊供回水總管上的壓差發生波動時,可以通過調節這個公用的靜態平衡閥對模塊內所有末端裝置的流量進行補償,而不用去調節所有末端裝置的靜態平衡閥。


4 空調水系統的等效簡化

空調水系統的形式較為復雜,當一個模塊內部的末端裝置之間經過平衡之后,該模塊與其他模塊之間也必須進行平衡。多個模塊又可以組成一個大的模塊,大模塊的總管上也同樣需要設置靜態平衡閥,以與其他大模塊進行平衡,以此類推。理論上,靜態平衡閥在系統末端裝置上、各分支管上以及總立管上都是需要的,這就需要在一個系統中安裝大量的靜態平衡閥。

 

5 靜態平衡閥的設置應合理規避干擾源

為保證靜態平衡閥能夠提供所需要的壓差,通過靜態平衡閥的流量精度不應小于5%,根據相關學者的研究結果表明,閥門前至少有5 倍直徑的直管長度,閥門后至少需要有2 倍直徑的直管長度。如果閥門位于會產生強烈干擾部件( 例如水泵或電動控制閥) 的后面,則要求閥門前至少有10 倍直徑的直管長度,并且不要將會產生干擾的部件( 例如溫度探頭) 置于上游的直線管段。對于靜態平衡閥是安裝在供水管上還是回水管上,從水力學原理分析,位于供水管還是回水管并沒有什么不同,而通常情況下我們習慣于將靜態平衡閥安裝在回水管上,特別是當閥門含有能使臨近的末端裝置可以放水的排水裝置時。


6 結論
本文通過模塊化分析方法和等效簡化分析方法,對空調水系統的阻力平衡特性進行分析,得出以下結論:
( 1) 理論上講,靜態平衡閥在每個末端裝置上、每根支管和每根立管上,以及其他可以形成平衡模塊的任何地方都是需要的。但是當有許多相似的末端裝置時,例如散熱器和風機盤管機組,有回水閥門也許就足夠了,可以根據給定的壓差預先設定。
( 2) 在空調水系統設計時,應充分利用閥門和管件的自身阻力特性,簡化系統形式,以減少靜態平衡閥的數量,從而減少系統投資。


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