动态平衡阀的讨论

集分水器只是平衡了三个主回路的水流量，你可以在每个主回路的各个支路上加装一个平衡阀来进行调节，从而达到整个系统的水力平衡。

[quote]以下是引用smart_pei在2006-06-07 09:56:03.0发表的内容：
以下是引用h.kent在2005-06-22 14:14:59.0发表的内容：
现有一空调系统（2000RT），分别设有集、分水器，分配给三个回路的水系统（DN400；DN300；DN250）使用。现请教可否使用平衡阀来调节，在设计时应注意些什么。

  首先，请确认系统是否为民用建筑（工业建筑因为有外网，可能不同或采用二次泵系统）一次水变流量系统,如果是，可按照下述做法加装阀门：
1、在供回水总管上（不要在分集水器间，可能会影响自控精度）加装压差旁通阀，压差夏季可定在130KPAa左右，以后随着工程运行，可作适当调整；
2、若各末端空调箱安装了动态平衡电动调节阀，FCU安装了动态平衡电动两通阀，则在其余环路上只装蝶阀或闸阀等检修用阀门即可；
3、若因为价格原因，未安装动态平衡阀，则按下述要求：
制冷机房内，在分集水器各供回水管上均安装蝶阀，用来检修用；在回水管上安装压差控制器，另一端接在供水管上，可控制压差，压差也可定在130KPa左右；
在各支路管道供回水管上设置蝶阀等检修阀门，在回水管上设置压差控制器控制各支路压差，这里各支路压差的计算是比较困难的，应特别注意。

不看不知道
一看，才知道里面的东西太有讲究了~
谢谢各位大虾^……

学习中，谢谢！

好文

系统装阀门是为了避免水力失调，水力失调分静态和动态两种。

阀的作用就是用来调节流量按需要分配的，为什么系统的流量会不按需要分配呢？
因为系统的阻力没有按需要设定，所以需要用阀门调节来改变系统的阻力。在设计
以后，安装后的系统阻力情况和设计计算阻力情况是不同的，这时会出现静态水力
失调，如果安装调试工作完全合格进行，系统是没有静态失调的。

可是系统运行是个过程又不是一个设计点，过程总是跟点不一样的时候多。维护人员
需要调节阀门到新的位置，假设这个时候维护人员的调节也完全合格后，系统又到了
新的平衡状态，也不存在静态失调。

由上可见，安装静态平衡阀的做法也能够把系统调好，不过比较费时而已，系统设计
合理，调试合格维护人员的这个工作也不是很大。可是人动作的出错可能是有的，有
时人还懒不动作。引出了动平衡阀。

以风机盘管加二通阀变流量系统为例，外温变，室温变，阀门动作，流量变化，系统
水力特性变化，出现动态失调，这个时候如果内区有一路不怎么受外温干扰，其流量
不需要变动，就可以在这路上装一个动态流量平衡阀，保证流量。至于阀门的原理，
无非是靠保证压差，入口P1－>P2（阀中）->P3（阀出口）,其他路阀门关小，必然
造成P1升高，这时阀芯下移，减少开度，保证p2－p3还是原来的值，我这一路的流量
也就不会变了。

以上理解参考了oventop的样本总结而来，特此注明！可能自己有错误的地方，欢迎大家
来信交流：xuff81@126.com.

根据46楼的回复提出一个问题：
如果内区房间因为人员等原因引起温度变化，你的管道上转了流量阀，流量如何变化呢？

自力式就是不用外加因素（如电动、气动等），靠阀门本身的机械运动（膜片弹簧、波纹管等）完成相关控制。

关于平衡阀的争论很多，这应该是件好事。我有一个演讲稿给大家传上去，请大家多提意见。
平衡阀系列产品的介绍
各位专家、学者、先生、女士您们好：
    我是河北平衡阀门制造有限公司的周玉图，欢迎各位来宾参与我们这次平衡阀系列产品的介绍。首先请允许我介绍一下我们公司的基本情况。我们公司坐落在河北省献县，1993年和沈阳三环真空研究所研制开发了国家首台斜杆暗升降，并具有开度百分比显示的数字锁定平衡阀。当时国内有建研院的爱康和沈阳的华松。他们所生产的平衡阀都是直杆直尺外升降的，并且DN150以上都是蝶阀形式。和清华大学热能系石兆玉教授联合开发了平衡阀的实验装置。为完善产品奠定了坚实的基础。随着国家经济发展生活水平的提高，产品不断的升级1998年根据市场的需求研发了自力式流量控制阀，也就是大家所熟悉的动态流量平衡阀。并且结构尺寸符合截止阀的长度，首创自动阀芯套筒式结构，压差控制范围较宽，给自力式流量控制阀的应用带来了宽泛空间。2003年参加了行业标准的起草。1995年国家搞分户计量的试点工作，试验的城市有北京，天津，烟台，长春等，改福利供热为计量收费。根据计量收费的特点，系统从原来的定流量改变为变流量。1999年着手研制自力式压差控制阀。从研制到正式出厂历经了一年半的时间。经过了数干次的试验。2000年7月首先通过了天津十几位行业专家的认可，然后才真正推向市场。在2001年通过了省级新产品签定。当时到公司鉴定的北京专家团里有北京建筑设计院总工曹越。中国建筑研究院空调所所长徐伟、清华设计院总工叶瑞芳等。产品受到了大家的一致好评。在2002年7月份获得了国家重点新产品和北京市节能产品认证。公司的总工崔笑千（清华大学的硕士生）提出了“末端主动变流量的水力工况平衡”的课题，为系统的稳定有效的控制打下了良好的基础。2002年公司着重研发了旁通压差控制阀我们叫做自力式自身压差控制阀。用于分、集水器之间的控制设备。公司的崔总和广州大学钟潮安教授作技术交流，钟教授提出了并联水泵控制扬程的概念，根据钟教授的建议相继开发了限流止回阀。保护水泵在高效区运行的专用阀门。2003年正式推向市场。2004年建设部设计院的李娥飞总工在3月8号编写的《暖通空调设计与通病分析》186页写到并联水泵运行时，水泵出口应该配备流量限定装置。
产品的用途主要解决水力失调的问题。水力工况的平衡一直是水力系统控制的关键环节。
水力失调有两方面的含义：一是指虽然经过水力计算并达到规定要求，但在运行后，各用户的实际流量与设计要求不符，这种水力失调是稳定的、根本性的。如不加以解决影响将始终存在。我们称之为稳态失调。二是指系统中，当一些用户的水流量改变时（关闭或调节时），会使其他用户的流量随之变化。这涉及到水力稳定性的概念。对其它用户影响小，则水力失调程度小，水力稳定性好，我们称之为动态（稳定性）失调。
    下面我们探讨一下稳定失调的解决方案。
首先了解一下安装平衡阀的目的是解决系统的水力失调，达到系统的水力平衡，减少能源浪费。尽管设计者作了仔细的设计计算及平衡计算。但在实际运行时，各环路及末端装置中的水流量并不按设计要求输配，而且系统总流量远大于设计流量。分析原因主要有两个方面，一是缺乏消除环路剩余压头的定量调节装置。因为有利环路的剩余压头较难由管径变化档次来消除。而节流孔板往往难以计算准确；二是水泵实际运行点偏离设计运行点，由于实际阻力往往低于设计阻力，水泵工作点处于水泵特性曲线的右下侧，使实际水量偏大。
水力平衡阀
    水力平衡阀源于早期的节流孔板，实际上水力平衡阀是一个可以调节的节流孔板，并连接智能仪表检测出阀门的压差、流量和系统存在的问题。
水力平衡阀的作用对象是系统的阻力。特点是能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配，各支路同时增减，仍然满足当前气候需要下的部分负荷的流量需求，起到平衡的作用。
特色： 1.开度的百分比显示，清晰知道阀塞的位置。
           2.为了防止阀门的气蚀振动。在阀门流道设计上考虑阀塞和阀座的小开度时形成狭长的节流流道。约束旺盛絮流涡旋的形成。
水力平衡阀的应用：
   供热（制冷）系统，所有需要保证设计流量的环路都应安装水力平衡阀。
1.每台锅炉及冷水机组处分别安装水力平衡阀用于：调整锅炉或冷水机组之间的流量分配
达到正确值，确认任何锅炉或冷水机组不存在流量过大或过小现象，检验与输配系统的水
量协调性。
  2.所有干管、立管及支管的回水或供水管处分别安装水力平衡阀用以：调整流量配均衡，
检验输配环路与区域控制环路水量的协调性。
  3.所有具有二次泵的区域控制环路中分别水力安装平衡阀        用以均衡补偿型号尺寸过大的
控制阀、二次泵及盘管，检验输配环路与区域环路水量间的协调性。
  4.在散热器或者冷却盘管系统中，应对它们分别安装水力平衡阀，用以对每一台末端装置
单独调整流量。
  5.平衡控制回路；用以消除末端的流量过大，因而创造了区域阀门的良好工作条件，用以
检验及调节一、二次环路水量协调一致，以确保末端装置总能提供出设计功率。
水力平衡阀的选用：
1.        流量特性的选择。
       水力平衡阀的流量特性的选择主要是针对末端设备或被控系统的流量特性曲线而定。我们的目的末端装置与水力平衡阀的开度成线性关系，这样末端设备与控制器的信号成比例关系，使得控制回路稳定性不取决于负荷，从而使比例带可以设定成最小值。这样才能达到系统的精确控制。
流量特性：直线型，等百分比特型，对数型，快开型等。
可以根据系统控制设备的实际需要选择。一般情况下选择等百分比的特性居多。
2.        阻力特性的选择
     Ⅰ。水力平衡阀的阻力应为系统总阻力的10%至30%之间，选用时应参照水压图进行
     Ⅱ。在选择水力平衡阀时，对于同口径的平衡阀，应优先选用阻力较大的。
     Ⅲ。在选择水力平衡阀时，为了增加水力平衡阀所站系统总阻力的百分比，可适当选择比管径小的水力平衡阀
3.        控制方式细分单元，形成单元控制。
4.        口径的选择       Kv= 316Q /√￣△p       
Q   流量单位 m3;/h       
△p  压差  Pa
       5.流通能力选择     建议Kv在60—90%选用阀门
       6.检测阀门口径的办法：  △p≥3Kpa阀门的口径合适        
△p=ξ（V2。ρ/2）
                              △P 压差Pa
                               ξ 局部阻力系数
                               ρ 密度1000kg/ m3;
                               V  流速米/秒
用水力平衡阀可以解决稳态失调的系统。
下面我们探讨解决动态失调的两种阀门。
（未完待续）

接上篇解决动态失调的办法一种是支持外网的自动调节，另一种是既支持外网的波动，又支持被控系统的自主调节。
一．        自力式流量控制阀
自力式流量控制阀是由手动调节部分和自动调节部分(自力式压差控制阀)组成。
手动调节部分设定每一个开度对应一个Kv值，由自动调节部分（自力式压差控制阀）控制手动调节部分的前后压差不变。
    自力式流量控制阀的基本定义：在一定的压差范围内，恒定被控系统的流量，作用对象是系统的流量。当外网压力波动时被控系统不受影响。
基本要求：最小工作压差30KPa
工作压差范围：30—600KPa
应用：
1.适用于大型的热力管网上是流量分配变得简单快捷。
2.适用于逐年并网的系统，新系统地加入不影响原来的系统。
3.适用于风机盘管和空气处理机冷却机、冷水机、冷却塔等设备的定流量运行。
4.单管跨越式系统的立管的流量控制。
选型：  1.通过计算出需要的水流量，按样本提供的数据参考设备的口径。和对该规格阀门的流量是否满足要求。
       2．选择适当的压差范围。计算水系统的阻力，得出阀门需要的吸收压差，据此来确定该阀们的压差范围。
       3．根据计算的流量和压差范围，以及技术要求选择适当的型号和口径
       4．自力式流量控制阀的压降等与其工作范围的最小压降值。
5．也可根据流量和压差要求选择阀门，Kv值在35%—75%选取阀门口径。
注意： a.自力式流量控制阀的阻力等于手动调节阀阻力加上自力式压差控制阀阻力。
       b.自力式流量控制阀担负着压力储备的角色，设计时必须保证该阀两端有足够大的压降，以保证最不利情况下自力式流量控制阀仍有效工作。
特色：每台阀门都经过单独检测。
      这种阀门适合解决第一种动态失调。
   
二、自力式压差控制阀
    自力式压差控制阀的作用对象是被控系统的压差。
    基本定义：在水力工况下，一定的流通能力范围内，恒定被控系统的压差。它是用压差作用来调节阀门的开度，利用阀芯变化来弥补管路阻力的变化，从而使在水力工况发生变化时保持被控系统的压差不变。
    基本条件：最小资用压差（最小启动压差）
    基本功能：1.消耗掉多余压头，保证资用压头。
              2.满足配套设备的正常工作，以消除系统流量（压力）变化对压力的影响。
3.为控制阀提供良好的工作条件（最佳状态下工作）。
4.保证通过流量限制在最大流量范围内。
采用自力式压差控制阀的好处：
1.不需要对自力式压差控制阀的上端安装平衡设备。
2.单个不稳定环路不会导致其他控制环路的振荡。
3.每个支管可独立平衡，如果大楼需要扩建，现有环路不必进行平衡。
4.易于平衡多因素下的系统，在小区供热和供冷系统中，新的设备可投入使用而不影响所有其他服务中的设备。
5.为控制阀提供优越的控制条件，延长其使用寿命。
6.限制系统的最大流量，避免了浪费现象。
选择计算：
      根据计算出的流通能力Kv,Kv值在60—90%确定阀门的口径。
  计算公式： Q= 0.86P/△Td        Q—流量单位L/h
                                Td—温差
                                 P—设备出力或冷（热）负荷
Kv= 316Q/√￣△p
Q—流量单位m3;/h
△p—压差Pa
                           Kv—流量系数（流通能力）
注意事项：
1.自力式压差控制阀的控制范围 10—160KPa.
2.超过控制范围可串取一个水力平衡阀，以保证自力式压差控制阀正常工作。
最大特点：1。在不影响控制精度的前提下，调节被控系统的压差。
           2．每台阀门都经过单独检测。
应用：
*供热系统       
1．用于一次系统主要是，保证热力站或热力站某一阀口或设备的压差为定值。
控制水泵变频调速方式很多，较适合的方式有两种，一种是控制最不利环路供回水压差恒定，二种是控制热力站进出口压差为定值，当流量变化很大时，前者调速节能效果较后者好，而后者更易实现。
2．用于二次系统控制某一控制阀或系统的某一部分（如某根立管或包含几个恒温阀的某个双管散热器环路）的压差为定值。
*空调系统
1．每根立管使用自力式压差控制阀
在空调系统中，水泵扬程可能过高或者相对于末端控制阀来说变化幅度太大。因此通过立管的压差控制阀使每根立管压差可稳定在一个合适值，每根立管都可以相互独立的小系统。自动达到立管与立管之间的平衡状态，增加和减少立管或分支其他系统不受影响。
2．每个控制阀或末端控制设备使用自力式压差控制阀
根据设备的设计要求，在带负荷情况下，回路的压差变化很大，为获得并维护恰当的控制阀特性，并保证精确且稳定的控制，控制阀的压差通过自力压差控制阀进行稳定。
3．每个支路使用自力式压差控制阀
      如果每个支路的压差稳定下来，则供给末端上的压差是合适的。因此，每个支路独立平衡与其他支路无关，这种解决方案在技术上优于立管采用的自力式压差控制阀的方式，因为各支路的压差可能各不相同，而且立管的压降不同引起的立管内部压差变化可以自动补偿。
*控制设备
1．为散热器温控阀提供良好的工作条件，避免由外网引起的波动，造成温控阀的频繁动作。散热器温控阀最大承压25Kpa，超过此压差就会产生震动和噪音。

（接上篇）例如：某用户负荷减少其温控阀关小，相对应的管路流量减少，因此总流量减少。系统的水压图发生变化如图中的实线表示温控阀没有调整之前的水压分布，⊿P为用户所需求的资用压头，虚线表示温控阀调整滞后的水压分布。由于总流量减少，干管上压力损失也减少，外网给用户处所提供的资用压头提高到了⊿P’，如果该用户没有安装自力式压差控制阀，则由于外网提供的资用压头增大，温控阀又会进一步关小，如此反复形成正反馈，使温控阀无法正常发挥其功能。但如果安装自力式压差控制阀，自力式压差控制阀可以根据压差的变化而自动调节关小，自力式压差控制阀消耗掉2倍⊿P“，使外网提供给用户资用压头（⊿P’--2╳⊿P”）基本不变，仍等于⊿P，这样就不会对温控阀形成正反馈的影响。
2．        为电动调节阀含有电动调解阀的控制系统创造良好的工作条件。电动调节阀的选型遵循两个条件：①设计流量所对应的开度为90%左右。②阀权度不小于0.3。对于第一个条件往往难以满足，因为同一型号电动调节阀相邻两种口径的流通能力大约相差60%，所以很难找到正好符合设计要求的口径。选其流通能力偏大的话，就会造成电动调节阀较多的时间在小开度下工作，使电动阀的控制性能不稳定，不精确，甚至出现噪音；另一个是全开状态不可避免（比如系统启动时或大的干扰出现时），而全开将使被控系统负载出现过流。一个简单的办法是与电动调节阀串联一个水力平衡阀，消耗一部分压差，从而使电动调节阀在90%开度时为设计流量。但这样处理，有时会出现电动调节阀的阀权度过小的情况，即电动阀工作时的压差变化范围过大，造成电动阀的工作特性严重偏离理论特性，使其控制精度变差。如果阀权度小于0.3，可以与电动调节阀串联一个自力式压差控制阀（水力平衡阀不用装设），用自力式压差控制阀控制电动阀的进出口的压差，使其基本恒定。而外网的压力波动和负荷的压降变化，均由自力式压差控制阀吸收。
3．        为自力式流量控制阀良好的工作奠定了基础。在垂直单管跨越式系统中，常规做法入口不加任何控制，依靠每组立管的自力式流量控制阀使系统正常工作。只不过自力式流量控制法同时存在内外扰动，工作条件差一些，极端情况下调节失灵。建议在这样的情况下热力总入口加装自力式压差控制阀。
4．        为自力式温度控制阀的良好工作奠定了基础，由于自力式温度控制阀同时受外网波动和内部温度变化的影响，工作条件差一些。建议自力式温度控制阀或含自力式温度控制阀的系统安装自力式压差控制阀，避免了自力式温度控制阀的频繁动作。延长其使用寿命，保证其温度基本很定。
5．        水力平衡阀串联一个自力式压差控制阀，就起到定流量的作用。
6．        热力站或空调系统的分集水器之间安装一个自力式压差控制阀，恒定了热力站或制冷设备之间的压差。保证了锅炉或制冷机所需的最小流量，使其稳定安全运行。
7．        水泵的旁通管上安装自力式压差控制阀，形成定扬程的水泵。保证流量相对稳定。
上述两种阀门可以解决系统的动态失调，区别在于：自力式流量控制阀只适用于定流量系统，不支持被控系统的自主调节。自力式压差控制法适用于变流量系统，为控制设备提供良好的工作条件。没有自力式压差控制阀的变流量系统，环路是相互影响的。
这种阀门属于解决第二种动态失调的。在目前的应用是很广泛的。
所谓的动态平衡阀就是根据系统或用户的需要，自动调节的截流孔板，满足系统正常运行。
动态流量平衡阀是一个流量调节孔板，不管外网怎样波动，被控系统的流量是不变的。
动态压差平衡阀是一个压差截流孔板，不管外网波动还是内部自主调节。被控系统的压差是保持恒定的。
应用：
一．        用于两通阀的系统，采用自力式压差控制阀。
二．   用于三通阀的系统采用自力式流量控制阀
综合一下水力平衡阀、自力式流量和压差控制阀的选型步骤：
1．        首先计算出系统的冷（热）负荷；
2．        根据负荷计算出系统末端设备的容量，再根据温差计算出管道的水流量；
3．        根据流量确定管道的尺寸，再根据流量和管径确定系统的阻力；
4．        根据系统的总流量和最不理管路的阻力.确定水泵的流量和扬程；
5．        选择水力平衡阀平衡其余支路剩余的扬程。选择自力式流量和压差控制阀控制系统的流量和压差。
下面介绍与系统控制相关配套的两种产品，保证了系统的安全运行。
自力式自身压差控制阀
亦称旁通压差控制阀，旁通平衡阀。
自力式自身压差控制阀的作用对象是阀前，阀后的压差。
基本定义：水力工况下，在一定的压差范围内，该阀是关闭状态，当超过规定值，阀门开启，恒定阀门前后的压差不变。
工作范围：0.05~0。4MPa.
用途：1. 冷热源的旁通管上。
      2．用于解决集中供暖工程中，高层建筑与低层建筑高度相差悬殊所产生的对压力工况要求不同的矛盾。
选型：根据锅炉或制冷设备所需最小流量，确定其工作压差。计算出阀门的流通能力选择其相关的口径。
特色：每台阀门都经过单独检测。
条件：必须提供系统的压差控制范围。
限流止回阀
限流止回阀是通过导阀控制主阀进行工作，导阀自动检测并控制水泵的实际工作扬程，限制其最大流量。防止电机超负荷运行，同时具备止回功能。
安装位置：安装在水泵的压出口，导压管安装在水泵的吸入口
优点：结构紧凑，重量较轻，局部阻力较小等。
特色：每台阀门都经过单独检测
该阀设定一个控制工作扬程，当水泵工作扬程低于控制扬程时阀门作关闭动作，使实际工作扬程加大；当水泵工作扬程大于设定扬程时阀门做开启动作，维持设定扬程不变。
控制扬程的设定可以按电机的额定电流设定，也可以按高效率工矿设定。该阀门工作扬程设定值是可以现场实际需要调节的，一般出厂设定值为设计工况扬程

H—Q  扬程—流量曲线
η     功率曲线
N      功率曲线
HοQο 最高效率点工况(铭牌工况)
H1Q1   较高效率点扬程,最大流量
H2Q2   额H—Q  扬程—流量曲线

应用：用于多台泵并联运行的所有系统
例如：在空调的集中冷热源中，不论是冷却水还是冷冻水系统，常采用多台泵并联运行有时只需开一台水泵运行，这时系统摩阻大大下降，水量上涨常会导致水泵的电机过载。轻则跳闸,重则烧坏电机，影响制冷系统的运行。当设计两台水泵并联运行时，如果一台泵停止工作，另一台泵流量会超过额定流量的50%，有时可达80%。因此，建议在设计并联水泵运行的系统应在每台水泵的出水口配备流量的限定装置。也就是安装限流止回阀。
注意：有的工程师提出，在水泵的出口加一个自力式流量控制阀（动态流量平衡阀）能不能用，从道理上讲是可行的，但在实际操作上，这种做法是不可取的。其原因是限流止回阀的局部阻力比较小，以DN100的为例，其局部阻力系数为4—6。而自力式流量控制阀至少的工作压差30Kpa,也就是说我们设定的扬程至少也要加上3米水柱，这样是不是偏离了最佳工况点，还浪费了能源。我们知道，管阻随流量以平方的关系变化，水泵功率随流量变化以立方关系变化。
   使用平衡阀的系列产品能准确且稳定的控制系统运行，在需要时，所有末端装置都能够获得设计流量，降低控制阀的噪音，简化了水平衡和调试步骤为创造一个舒适环境奠定了基础。
   因本人水平有限,有什么不当之处,欢迎大家批评指正.感谢大家在百忙中抽出时间了解平衡阀的系列产品，我们将一如既往的追求产品的质量，产品的服务，产品的更新。让大家使用更放心，让我们的合作更加愉快。谢谢大家！

对不起大家，有几个相关图片没传上去。

自力式压差控制阀保证恒温阀正常工作的水压图

限流止回阀的工作原理图

哪些场合用啊

主要用于供暖、空调系统的流量分配。

青色五月天的解答非常的详细,支持!

谢谢各位高手,看过收益非浅

通过大家的讨论学到了不少的相关知识,谢谢

非常感谢前辈们热心回答
又学到了不少东东