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平衡阀的设计与选型

  平衡阀是空调系统中常用的一种阀门,一般分为手动和自动控制两种类型,它的正确选型,直接关系到整个控制系统的正常运行,下面我们通过手动和自动两种结构来分别谈谈它们的原理和选型问题。

一、手动平衡阀
 1.1 手动平衡阀的工作原理
手动平衡阀是一次性手动调节的,不能够自动地随系统工况变化而变化阻力系数,所以称静态平衡阀。手动平衡阀作用的对象是阻力,能够起到手动可调孔板的作用,来平衡管网系统的阻力,达到各个环路的阻力平衡的作用。能够解决系统的稳态失调问题:当运行工况不同于设计工况时,循环水量多于或小于设计工况,由于平衡阀平衡的是系统阻力,能够将新的水量按照设计计算的比例平衡的分配,使各个支路的流量将同时按比例增减,仍然满足当前负荷下所对应的流量要求

1.2 手动平衡阀的选型与设计中应注意的问题
(1)阀门特性曲线决定了阀门的调节性能,如截止阀的流量曲线,如果认为95%~100%之间的流量变化是没有意义的,那么开度从0~5%即实现了流量的 全程变化,这样的阀门是不能作为水利工况平衡调节使用的。由于阀门理论特性曲线实在顶压差下测定的,而实际工况只要阀权度不为1则阀门在小开度线阀门前后压差大,大开度是阀前后压差小,导致阀dG/dC值在小开度变大,在大开度时变小,使阀门实际工作曲线向快开方向偏移,阀权度越小其偏移越大,对于直线特性的阀门由于实际性能的偏移会导致阀门的有效调节的得开度空间变小,因此阀门的理论性曲线以下弦弧如等百分比特性为好。等百分比特性曲线阀门,在阀权度 0.3~0.5时实际工作曲线可能接近直线特性。
(2)通常阀门在小开度情况下阀门的流速过高,在阀后会形成旺盛紊流的涡旋区,涡旋区和新压力很低,该处压力低于水温对应的饱和压力时水蒸气的闪发挥导致 汽水击现象:严重的噪音,阀门及管道的振动,阀门、管道、管支架的破坏。防治这种事故的发生首先在阀们流道设计上考虑阀塞和阀座在小开度时形成狭长的节流 通道,约束旺盛紊流涡旋的形成;其次选用阀门时尽量加大阀权度,以避免阀门在小开度下运行。另外,在不牵涉压力工况问题时尽量碱平衡阀安装在水温较低的回 水管道上。

 二、自力式平衡阀
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 2.1 自力式平衡阀工作原理
自力式平衡阀则可在没有外接电源的情况下,自动实现系统的流量平衡。自力式平衡阀是通过保持孔板(固定孔径)前后压差一定而实现流量限定的,因此,也可称定流量阀。
定流量阀作用对象是流量,能够锁定流经阀门的水量,而不是针对阻力的平衡。他能够解决系统的动态失调问题:为了保持单台制冷机、锅炉、冷却塔、换热器这些设备的高效率运行,就需要控制这些设备流量固定于额定值;从系统末端来看,为了避免动态调节的相互影响,也需要在末端装置或分支处限制流量。
设计中应注意的问题
   自力式流量控制阀的缺点是在于阀门有最小工作差的要求,一般产品要求最小工作压差20KPa,如果安装在最不利回路上,势必要求循环水泵多增加2米水柱的 工作扬程,所以应采取近端安装,远端不安的方法。用户离热源距离大于供热半径的80%时就不要安装这种自力式流量控制阀。