阀门——静态平衡阀 动态平衡阀

阀        门
——认识平衡阀

静态平衡阀:
阻抗经设定后不能自动调整,
不能屏蔽外来干扰,只能保持静态平衡;

动态流量平衡阀:
能通过流量的负反馈保持流量恒定,
屏蔽外来干扰,保持动态平衡;

动态压差平衡阀:
能通过压差的负反馈保持压差恒定,
屏蔽外来干扰,保持动态平衡;

动态水力平衡:

通过在管道系统中增设动态水力平衡设备,当其它用户阀门开度发生变化时,通过动态水力平衡设备的屏蔽作用,使自身的流量不发生变化,末端流量不互相干扰。

1、平衡阀:
静态平衡阀:又称手动平衡阀,通过手动调节阀门开度改变阀门的KV值,消耗多余的压差。

静态平衡阀的作用对象是系统的阻力,能够将水量按照设计计算的比例平衡分配,各支路同时按比例增减。

【平衡原理:通过调节自身开度改变阀门阻力,平衡各并联环路的阻力比值,使流量合理分配,达到实际流量与设计流量相同】

动态压差平衡阀:又称压差控制器,维持压差在一定的范围内动态恒定(在一定压差范围区间内)。

当系统的压差增大时,弹簧作用膜片向上移动,阀门自动关小,压差保持恒定;当压差减小时,弹簧作用膜片向下移动,阀门自动开大,压差保持恒定。

【平衡原理:通过压差参数的负反馈控制,动态调整自身开度改变阻力,保持压差稳定,达到屏蔽外部压差变化影响的效果】

动态流量平衡阀:又称动态平衡阀,自力式流量控制阀,在一定的压差范围内维持流量动态恒定(在一定压差范围区间内)。

当阀门前后的压差增大时,弹簧作用阀芯压缩,阀门自动关小,流量保持恒定;当压差减小时,弹簧作用阀芯伸张,阀门自动开大,流量仍然保持恒定。

【平衡原理:通过流量参数的负反馈控制,动态调整自身开度改变阀门阻力,保持流量稳定,达到屏蔽外部流量变化影响的效果】

2、同程式方案:
为保证静态平衡的同程式方案,需要增加一路干管,增加管路投资,占用管井面积。

即使采用了同程设计方案,由于末端设备的不一致,同样也难以保证系统的平衡。

3、水力不平衡带来能耗增加
在水力不平衡的情况下,为了满足最不利环路的水流量,势必会造成有利环路的流量过大,处于大流量、小温差运行。

结果就是,需要选用更大功率的水泵,或水泵运行在低效率工况点,造成能耗增加,增加运行成本,不利于节能。

4、静态平衡阀应用
静态平衡阀可以根据实际管路情况进行一定范围内的手动调节,设置静态平衡阀可以改变管网阻力,达到设计预期的静态平衡。

静态平衡阀末端平衡:

静态平衡阀干线分区平衡:


5、静态平衡阀动态失调
由于静态平衡阀设定后其阻力保持不变,而管网系统中任一阀门的开度调整都会影响整个系统的阻力变化,整个系统的流量分配也会发生变化。

如下图,当某些末端调节或关闭时,会造成其他末端两端的压差变化,从而影响其他未调节末端水量的变化,从而引起动态失调。

由于任一阀门动作都将影响其他末端压差变化,故需要将控制精度降低,允许一定范围的波动不对阀门进行控制,以维持系统的平衡。

静态平衡阀仅适用于温度控制精度要求不高的系统中;

在温度控制精度要求较高的系统中需要动态平衡阀配合使用。

6、动态压差平衡阀应用
动态压差平衡阀常用于变流量系统。

如下图,当某些末端调节或关闭时,干管上压差会发生变化,动态压差平衡阀会对系统的压差做出负反馈,屏蔽外来的干扰,保持末端设备的压差稳定,保持动态平衡。

维持电动调节阀处于合理的压差下,阀权度处于合理范围,便于系统精确的控制。

动态压差平衡阀还可以克服被控环路内部的阻力变化,维持被控环路的压差恒定,非调节支路可维持流量平稳。

注:由于阻力增大,压差阀控制环路的压差维持一定,流量将会减小,干管上产生的阻抗实际会减小,此处做了忽略处理。

7、动态流量平衡阀应用
动态流量平衡阀常用于定流量系统。

如下图,当某些末端调节或关闭时,干管上流量会发生变化,动态流量平衡阀会对系统的流量做出负反馈,屏蔽外来的干扰,保持末端设备的流量稳定,保持动态平衡。

8、平衡阀总结

平衡阀实质就是一个阻抗,通过安装平衡阀(增加阻抗),让介质在管网中按设计意图来进行分配,达到设计分配意图。


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