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暖通水系统中经常会出现有些管路流量过大而有些管路流量过小的现象，从而达不到设计的要求，带来大量的能源浪费，降低了供热、冷品质。影响水系统平衡的因素很多，即使有完美的设计，也很难达到实质上的平衡
为了使系统水力失调较小，除采用较理想的系统制式外，迫切需要有效的水力平衡装置——平衡阀。平衡阀即水力工况平衡用阀，广义上，一切用于水力工况平衡的阀门如调节阀、减压阀、自力式流量控制阀、自力式压差控制阀都应看成水力工况平衡用阀。静态平衡阀是指手动调节阀或手动平衡阀。动态平衡阀是指自力式流量控制阀和自力式压差控制阀。自力式流量控制阀也曾称作自力式流量控制器、自力式平衡阀。
一、水力工况和水力平衡
对于闭式循环的暖通空调水系统，其水力工况是指系统各点的压力，各管段的流量、压差，他们之间的关系可由公式（1）表示：
△P=SG2 （1）
△P——压差或称阻力损失
S——管段或系统的阻力系数
G——管段或系统的流量
由公式（1）可看出，流量和压力是相关参数，流量和压力的调控互为手段和目的。减压手段是减少上游管路的流量；减少流量则是通过减少管路前点的压力或增加管路后点的压力。流量变化必然导致压力的变化；S值不变的系统，压差的变化必然起因于流量的改变。因此说没有一种不影响压力的流量控制阀，也没有一种不影响流量的压力控制阀。
水力工况平衡是指流量的合理分配。在供热和空调管网中，水是热载体介质，水流量的合理分配是热力工况平衡的基础。以供热系统为例，设计者在进行水力工况计算时在各分支流量为设计值的假想情况下进行的。由于管材及最高流速成的限制，设计上实现水力平衡几乎是不可能的。这样势必造成近端阻力系数不能达到设计理想状态，形成近端流量过大，远端流量不足的失调现象。
设计水力工况形成了一个设计水压图，而实际运行水力工况是由阀门平衡调节而形成，这个调节的过程就是建立实际工况水压图的过程，在设计合理的情况下，这两个水压图会重合得很好。
运行水力工况是水泵的工作曲线与外网特性曲线交点形成的，对于外网特性曲线△P=SG2，由于并联的近端支路S值会小于设计值，造成总S值远小于设计值，循环水泵在小扬程大流量工况下运行，使水泵在大轴功率，低效率点运行。严重时可能出现轴功率大于电机铭牌功率，电机超额定电流，直至烧电机事故发生。
调网的过程就是用平衡阀增加近端阻力，使近端支路S值增大至设计值，总S值增大至设计值。使远近流量分配均匀合理，循环水泵在设计工况下运行，达到节热、节电，提高供热质量的目的。
二、我们常对一些水力工况失衡现象形成误解：
1.水泵扬程不足。实际上是由于近端支线阻力小、流量大，造成远端流量小，水泵工作点偏移在大流量、小扬程、低效率的工作点。
2.锅炉或换热器阻力大。实际上总循环水量的加大必然导致锅炉换热器等阻力加大。水流量增大40%，阻力增加100%。
3.锅炉出力不足。实际上流量加大后供回水温差不可能更大。当然煤质和风系统不正常也可能造成锅炉出力问题。
三、手动水力平衡
手动平衡阀具有造价低，元件使用权用寿命长等优点，对支路不多的小型管网也可方便进行水力工况平衡。对于热源主动变量管网只能采用手动平衡阀，因为只有手动平衡阀才能保证流量的一致等比变化，而一切自力式平衡阀都不能保证热源主动流量运行。
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，开度从0—5%即实现了流量的0-95%的变化，这样的阀门是不能作为水力工况平衡调节使用的。
静态平衡阀通过改变阀芯与阀座的间隙，既阀门开度，来改变流经阀门的流动阻力，以达到调节流量的目的。对于某一型号的平衡阀，Kv值是局部阻力系数的函数，也就是说平衡阀的每一开度都对应于一个Kv值。由于不同开度下对应的阀门系数已知，所以只需测出压差，就可以计算出流量。所以，人们就将平衡阀做为定量调节流量的节流部件来使用。
四、自动水力平衡
动态平衡阀的工作原理通过改变平衡阀阀芯的过流面积来适应阀门前后的压差变化，从而达到控制流量的目的。动态平衡阀是一个局部阻力可以变化的节流元件自立式控制阀。动态平衡阀可分为自力式流量控制阀与自力式压差控制阀。
1. 自力式流量控制阀
自力式流量控制阀在大型管网上应用可以使流量分配工作变得简单便捷。尤其多热源管网，热源切换运行时不会对用户流量产生影响。
但对于变流量运行的管网不可采用自力式流量控制阀。在热源主动变流量的情况下，近端回路维持流量不变，而远端回路流量会严重不足。在热用户主动变流量的情况下，用户主动调小流量时，自力式流量控制阀会开大阀门，尽量维护原流量，直到全开失效为止。用户主动调大流量时，自力式流量控制阀会关小阀门，直到全闭失效为止。亦即只有自力式流量控制阀失效，用户主动的流量要求才能实现。
2. 自力式压差控制阀
自力式压差控制阀的应用意义：
1）消耗系统的富裕压头。
2）控制阀起到隔绝用户间流量变化互相干扰作用。
3）制阀起到隔绝用户流量变化互相干扰作用。
4）对于电动控制的自动控制系统，隔绝各并联支路间调节的干扰，避免自控系统的多余动作提高自控系统稳定性、可靠性。
5）起到特殊工况的限流作用。在起动供热和特殊严寒工况下用户的供热需求会超出热源的供热能力，自力式压差控制阀会有效的限制近端流量使远端用户达到预定的采暖效果。
自力式压差控制阀选用参数。
1）压差可调性
一般情况下设计上很难准确计算户内阻力，而户内阻力（在设计流量下）可能在0.01—0.03MPa间变化，因此自力式压差可调比至少应为1：3以上。
2）流量系数Kv的最大值和最小值
最大流量系数是阀门全开的流量系数；最小流量系数为阀门全关位的漏过流量系数。这两阀门参数对阀门的应用选型是至关重要的，阀门供应商必须实测并公开这两个参数。
最大流量系数应能保证最小富裕压头下达到设计流量；最小流量系数应能保证最大富裕压头下达到调节工况可能的最小流量值。
3）压差控制精度，应达到10%以保证流量精度达到5%。
3. 动态平衡阀应注意的问题。
1）动态平衡阀只起水力平衡作用，不能使用于负荷调节。由于误解，容易认为平衡阀也能平衡空调或采暖负荷，用平衡阀取代电动三通或二通调节阀。平衡阀起水力平衡作用，而电动三通或二通调节阀能够调节环境负荷所需水量。
2）动态平衡阀不应多级设置在空调系统中，手动调节阀往往多极设置的，如果按照这一方法多极设置动态平衡阀，当下级的一个或多个设备关闭电动阀，而上级平衡阀仍保持流量不变，则会造成下级末关闭的设备流量增加，不但加大了水流噪声，还会影响使用功能，并且也增加了不必要的经济投资。
五、总结
平衡阀的使用可有效的减少水力失调现象，取得显著的节能效益。这在当前我国建筑节能减排、世界性的能源供应日趋紧张的形势面前，具有重要意义。 ■
为了使系统水力失调较小，除采用较理想的系统制式外，迫切需要有效的水力平衡装置——平衡阀。平衡阀即水力工况平衡用阀，广义上，一切用于水力工况平衡的阀门如调节阀、减压阀、自力式流量控制阀、自力式压差控制阀都应看成水力工况平衡用阀。静态平衡阀是指手动调节阀或手动平衡阀。动态平衡阀是指自力式流量控制阀和自力式压差控制阀。自力式流量控制阀也曾称作自力式流量控制器、自力式平衡阀。
一、水力工况和水力平衡
对于闭式循环的暖通空调水系统，其水力工况是指系统各点的压力，各管段的流量、压差，他们之间的关系可由公式（1）表示：
△P=SG2 （1）
△P——压差或称阻力损失
S——管段或系统的阻力系数
G——管段或系统的流量
由公式（1）可看出，流量和压力是相关参数，流量和压力的调控互为手段和目的。减压手段是减少上游管路的流量；减少流量则是通过减少管路前点的压力或增加管路后点的压力。流量变化必然导致压力的变化；S值不变的系统，压差的变化必然起因于流量的改变。因此说没有一种不影响压力的流量控制阀，也没有一种不影响流量的压力控制阀。
水力工况平衡是指流量的合理分配。在供热和空调管网中，水是热载体介质，水流量的合理分配是热力工况平衡的基础。以供热系统为例，设计者在进行水力工况计算时在各分支流量为设计值的假想情况下进行的。由于管材及最高流速成的限制，设计上实现水力平衡几乎是不可能的。这样势必造成近端阻力系数不能达到设计理想状态，形成近端流量过大，远端流量不足的失调现象。
设计水力工况形成了一个设计水压图，而实际运行水力工况是由阀门平衡调节而形成，这个调节的过程就是建立实际工况水压图的过程，在设计合理的情况下，这两个水压图会重合得很好。
运行水力工况是水泵的工作曲线与外网特性曲线交点形成的，对于外网特性曲线△P=SG2，由于并联的近端支路S值会小于设计值，造成总S值远小于设计值，循环水泵在小扬程大流量工况下运行，使水泵在大轴功率，低效率点运行。严重时可能出现轴功率大于电机铭牌功率，电机超额定电流，直至烧电机事故发生。
调网的过程就是用平衡阀增加近端阻力，使近端支路S值增大至设计值，总S值增大至设计值。使远近流量分配均匀合理，循环水泵在设计工况下运行，达到节热、节电，提高供热质量的目的。
二、我们常对一些水力工况失衡现象形成误解：
1.水泵扬程不足。实际上是由于近端支线阻力小、流量大，造成远端流量小，水泵工作点偏移在大流量、小扬程、低效率的工作点。
2.锅炉或换热器阻力大。实际上总循环水量的加大必然导致锅炉换热器等阻力加大。水流量增大40%，阻力增加100%。
3.锅炉出力不足。实际上流量加大后供回水温差不可能更大。当然煤质和风系统不正常也可能造成锅炉出力问题。
三、手动水力平衡
手动平衡阀具有造价低，元件使用权用寿命长等优点，对支路不多的小型管网也可方便进行水力工况平衡。对于热源主动变量管网只能采用手动平衡阀，因为只有手动平衡阀才能保证流量的一致等比变化，而一切自力式平衡阀都不能保证热源主动流量运行。
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，开度从0—5%即实现了流量的0-95%的变化，这样的阀门是不能作为水力工况平衡调节使用的。
静态平衡阀通过改变阀芯与阀座的间隙，既阀门开度，来改变流经阀门的流动阻力，以达到调节流量的目的。对于某一型号的平衡阀，Kv值是局部阻力系数的函数，也就是说平衡阀的每一开度都对应于一个Kv值。由于不同开度下对应的阀门系数已知，所以只需测出压差，就可以计算出流量。所以，人们就将平衡阀做为定量调节流量的节流部件来使用。
四、自动水力平衡
动态平衡阀的工作原理通过改变平衡阀阀芯的过流面积来适应阀门前后的压差变化，从而达到控制流量的目的。动态平衡阀是一个局部阻力可以变化的节流元件自立式控制阀。动态平衡阀可分为自力式流量控制阀与自力式压差控制阀。
1. 自力式流量控制阀
自力式流量控制阀在大型管网上应用可以使流量分配工作变得简单便捷。尤其多热源管网，热源切换运行时不会对用户流量产生影响。
但对于变流量运行的管网不可采用自力式流量控制阀。在热源主动变流量的情况下，近端回路维持流量不变，而远端回路流量会严重不足。在热用户主动变流量的情况下，用户主动调小流量时，自力式流量控制阀会开大阀门，尽量维护原流量，直到全开失效为止。用户主动调大流量时，自力式流量控制阀会关小阀门，直到全闭失效为止。亦即只有自力式流量控制阀失效，用户主动的流量要求才能实现。
2. 自力式压差控制阀
自力式压差控制阀的应用意义：
1）消耗系统的富裕压头。
2）控制阀起到隔绝用户间流量变化互相干扰作用。
3）制阀起到隔绝用户流量变化互相干扰作用。
4）对于电动控制的自动控制系统，隔绝各并联支路间调节的干扰，避免自控系统的多余动作提高自控系统稳定性、可靠性。
5）起到特殊工况的限流作用。在起动供热和特殊严寒工况下用户的供热需求会超出热源的供热能力，自力式压差控制阀会有效的限制近端流量使远端用户达到预定的采暖效果。
自力式压差控制阀选用参数。
1）压差可调性
一般情况下设计上很难准确计算户内阻力，而户内阻力（在设计流量下）可能在0.01—0.03MPa间变化，因此自力式压差可调比至少应为1：3以上。
2）流量系数Kv的最大值和最小值
最大流量系数是阀门全开的流量系数；最小流量系数为阀门全关位的漏过流量系数。这两阀门参数对阀门的应用选型是至关重要的，阀门供应商必须实测并公开这两个参数。
最大流量系数应能保证最小富裕压头下达到设计流量；最小流量系数应能保证最大富裕压头下达到调节工况可能的最小流量值。
3）压差控制精度，应达到10%以保证流量精度达到5%。
3. 动态平衡阀应注意的问题。
1）动态平衡阀只起水力平衡作用，不能使用于负荷调节。由于误解，容易认为平衡阀也能平衡空调或采暖负荷，用平衡阀取代电动三通或二通调节阀。平衡阀起水力平衡作用，而电动三通或二通调节阀能够调节环境负荷所需水量。
2）动态平衡阀不应多级设置在空调系统中，手动调节阀往往多极设置的，如果按照这一方法多极设置动态平衡阀，当下级的一个或多个设备关闭电动阀，而上级平衡阀仍保持流量不变，则会造成下级末关闭的设备流量增加，不但加大了水流噪声，还会影响使用功能，并且也增加了不必要的经济投资。
五、总结
平衡阀的使用可有效的减少水力失调现象，取得显著的节能效益。这在当前我国建筑节能减排、世界性的能源供应日趋紧张的形势面前，具有重要意义。 ■