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動態(tài)流量平衡閥和電動調節(jié)閥組合性能分析
發(fā)布于：2019/11/15 9:09:03 點擊量：322
隨著人們生活水平和節(jié)能意識的不斷提高，變流量系統(tǒng)在暖通空調工程中占據越來越重要的位置，同時，一種新型的水力系統(tǒng)—全面平衡的水力系統(tǒng)也在暖通空調工程中得到越來越廣泛的應用。
全面平衡的水力系統(tǒng)一般通過動態(tài)平衡電動調節(jié)閥調節(jié)末端設備（如空調箱）的流量來調控目標區(qū)域的溫度，它能動態(tài)的平衡系統(tǒng)的壓力變化，使二臺或多臺末端設備間的流量調節(jié)不互相干擾，因此這種系統(tǒng)具有高效節(jié)能性。
目前在一些空調項目中，一些設計人員為實現相同的功能，在設計中選用動態(tài)流量平衡閥和電動調節(jié)閥的組合系統(tǒng)來代替動態(tài)平衡電動調節(jié)閥，并宣稱這二種配置具有相同的功能。那么動態(tài)流量平衡閥和電動調節(jié)閥組合能代替動態(tài)平衡電動調節(jié)閥么，下面對這兩種配置的功能特性進行一些分析和比較。
一、動態(tài)平衡電動調節(jié)閥性能分析：
動態(tài)平衡電動調節(jié)閥是區(qū)別于傳統(tǒng)的電動調節(jié)閥的新一代產品，是動態(tài)平衡與電動調節(jié)一體化的產品，它具有以下特點：
1、具有動態(tài)平衡功能：
動態(tài)平衡功能是指根據末端設備負荷變化要求電動調節(jié)閥膽調至某一開度時，不論系統(tǒng)壓力如何變化，閥門都能夠動態(tài)地平衡系統(tǒng)的阻力，使其流量不受系統(tǒng)壓力波動的影響而保持恒定。
如圖1所示，為一組多臺空氣處理機并聯(lián)環(huán)路（圖中只畫出2路）。每路通過動態(tài)平衡電動閥來調節(jié)目標區(qū)域的回風溫度，其中區(qū)域一的設定溫度為25℃，區(qū)域二的設定溫度為27℃。
假定處于夏季工況，區(qū)域一已調至平衡狀態(tài)，即目標區(qū)域的溫度T1已穩(wěn)定在25℃，這時動態(tài)平衡電動閥的開度維持在某一位置保持不變以輸出一個恒定的流量。
區(qū)域二還處于不穩(wěn)定狀態(tài)，測量回風溫度T2為24℃，低于設定溫度27℃，這時測量溫度會和設定溫度在溫度控制器進行比較，輸出信號將動態(tài)平衡電動閥關小以減少流過空氣處理機二的冷水量，這時制冷量會減少，使測量溫度T2升高，接近設定溫度；以此同時，系統(tǒng)立管C、D二點的壓差會增大，空氣處理機一環(huán)路動態(tài)平衡電動閥DV1二端C、B1二點的壓差也相應增大。但是由于動態(tài)平衡電動閥的動態(tài)平衡功能（動態(tài)平衡閥芯PV1的定壓差作用），該閥電動調節(jié)閥芯二端A1、B1點的壓差并不發(fā)生變化，因此空氣處理機一環(huán)路的流量維持不變，制冷量不變，相應的區(qū)域一仍處于平衡狀態(tài)（圖2為動態(tài)平衡電動調節(jié)閥的動態(tài)平衡曲線）。
由上可見，空氣處理機二環(huán)路的調節(jié)沒有對已經平衡的空氣處理機一環(huán)路產生干擾，因此這兩個環(huán)路間不存在動態(tài)水力失調。對于多環(huán)路系統(tǒng)，任何一個環(huán)路的調節(jié)都不會對其它環(huán)路產生干擾，同時任何一個環(huán)路都不會受到其它環(huán)路調節(jié)的影響，系統(tǒng)越大，這種動態(tài)平衡的特性就越明顯，每一個環(huán)路只受自己區(qū)域負荷變化的影響，而不受系統(tǒng)壓力波動的影響，因此很容易達到并維持平衡狀態(tài)。
2、具有優(yōu)良的電動調節(jié)功能：
電動調節(jié)功能是指閥門能根據目標區(qū)域溫度控制信號的變化自動的調節(jié)閥門的開度，從而改變水流量，最終使目標區(qū)域的實際溫度與設定溫度一致。
評價電動調節(jié)功能好壞的是電動調節(jié)閥的流量特性曲線。在空調系統(tǒng)中，常用的電動調節(jié)閥的理想流量特性曲線是直線的或者等百分比的。但是對于一般的電動調節(jié)閥，在實際使用過程中由于閥權度較小，使得實際的流量特性曲線偏離理想的流量特性曲線。如圖3，某電動調節(jié)閥理想的流量特性曲線是直線型（曲線1），但是在安裝到系統(tǒng)管路上后實際的流量特性曲線接近快開型（曲線2），調節(jié)特性變差。
動態(tài)平衡電動調節(jié)閥由于獨特的閥體結構，在實際的使用工程中閥權度基本為1，因此其實際的流量特性曲線與理想的流量特性曲線一致（如圖4），沒有偏離，因此具有優(yōu)良的電動調節(jié)功能。
二、動態(tài)流量平衡閥和電動調節(jié)閥組合性能分析
如圖5所示，為一組多臺空氣箱并聯(lián)環(huán)路（圖中只畫出2路）。每路在進口處安裝了動態(tài)流量平衡閥和電動調節(jié)閥。
圖6為這兩種閥門組合的特性曲線圖。其中左側為動態(tài)流量平衡閥的（流量-壓差）曲線，右側為電動調節(jié)閥流量特性曲線（流量—開度）。
1、電動調節(jié)功能分析：
假設選定電動調節(jié)閥的理想流量特性曲線是直線型的，如前所述，在實際安裝時由于閥權度降低，電動調節(jié)閥的實際流量特性曲線會偏離理想的流量特性曲線，當它與動態(tài)流量平衡閥串聯(lián)時，由于動態(tài)流量平衡閥的分壓作用，使電動調節(jié)閥的閥權度進一步降低，偏離理想流量特性曲線的程度更大。如圖6右側所示，曲線1為電動調節(jié)閥的理想流量特性曲線，曲線2為未安裝動態(tài)平衡閥的實際流量特性曲線，曲線3為串聯(lián)了動態(tài)流量平衡閥后的實際流量特性曲線，曲線3的偏離程度更大，調節(jié)特性更差。
所以這種串聯(lián)系統(tǒng)由于安裝了動態(tài)平衡閥，其電動調節(jié)特性非但沒有升高，反而比一般的電動調節(jié)閥還差，因此可以說串聯(lián)組合消弱了電動調節(jié)閥的電動調節(jié)特性。
2、是否具有動態(tài)平衡功能：
考察組合閥是否具有動態(tài)平衡功能就必須了解動態(tài)平衡功能的要求。對于這種組合閥，動態(tài)平衡功能是指根據末端設備負荷變化要求電動調節(jié)閥調至某一開度時，不論系統(tǒng)壓力如何變化，閥門都能夠動態(tài)地平衡系統(tǒng)的阻力，使其流量不受系統(tǒng)壓力波動的影響而保持恒定。
如圖5所示，組合閥中兩種閥的設計流量均為空調箱的設計流量。系統(tǒng)在實際的運行過程中根據末端設備負荷變化要求在0-Q設計之間調節(jié)流量，因此系統(tǒng)絕大部分時間的實際流量都是低于設計流量的。
由于系統(tǒng)要求流量在0-Q設計之間變化，因此對于動態(tài)流量平衡閥，如圖6所示，其實際工作區(qū)間處于非工作區(qū)（壓差為0-P最小）的斜線區(qū)域，這時實際上動態(tài)平衡閥的閥膽始終處于全開位置，等同于一個固定節(jié)流元件。如根據末端設備負荷變化要求系統(tǒng)實際需要流量為Q0，這時電動調節(jié)閥接受溫度控制信號調節(jié)閥膽至開度為57%的B點，與此同時，動態(tài)流量平衡閥的工作點為A，其對應壓差為P0，流量為Q0，這時動態(tài)流量平衡閥閥膽處于全開位置。當系統(tǒng)壓差在一定范圍內上下波動時，動態(tài)平衡閥膽始終處于全開位置，并不能起到平衡系統(tǒng)壓力波動而保持電動調節(jié)閥流量輸出不變的作用，因此這種組合不具備動態(tài)平衡功能。而只能依靠電動調節(jié)閥自身的調節(jié)作用在系統(tǒng)壓力變化時改變開度來調節(jié)流量，但是這種調節(jié)對于大系統(tǒng)來說惰性很大，很難達到好的效果。
當圖5系統(tǒng)A、C點壓差波動超過（P動態(tài)平衡閥最小+P電動調節(jié)閥設計壓差）時，動態(tài)平衡閥才進入實際壓差工作區(qū)，閥膽開始動作，限制管道的流量不超過設計流量。
3、組合閥的限流作用是優(yōu)點么：
如上所述組合閥具有限流作用，但是這種限流僅局限于限制最大流量不超過設計流量，與動態(tài)平衡電動調節(jié)閥的動態(tài)平衡功能相比微不足道，而且這種功能還是以消弱電動調節(jié)閥的電動調節(jié)功能、增大阻力為代價的。實際上即使沒有安裝動態(tài)平衡閥，電動調節(jié)閥在系統(tǒng)壓差增大從而使流量超過設計流量時也會自動的減少開度，從而限制和調節(jié)流量。因此組合閥的限流作用只是特點而不是優(yōu)點。
三、動態(tài)平衡電動調節(jié)閥與“動態(tài)流量平衡閥+電動調節(jié)閥”組合方案比較：
技術特性比 較 | 動態(tài)平衡電動調節(jié)閥 | 動態(tài)流量平衡閥+電動調節(jié)閥 | 備注 |
是否具有動態(tài)平衡功能 | 具有動態(tài)平衡功能 | 不具有動態(tài)平衡功能 | 動態(tài)平衡功能是指根據末端設備負荷變化要求電動調節(jié)閥膽調至某一開度時，不論系統(tǒng)壓力如何變化，閥門都能夠動態(tài)地平衡系統(tǒng)的阻力，使其流量不受系統(tǒng)壓力波動的影響而保持恒定 |
是否具有電動調節(jié)功能 | 具有電動調節(jié)功能，并且由于閥體內部結構的作用，使閥門實際的工作特性曲線與理想的流量特性曲線一致，沒有偏離，電動調節(jié)特性特別好，遠遠的高于一般的電動調節(jié)閥 | 由于動態(tài)流量平衡閥的分壓作用，使這種配置閥權度較一般的自控閥門更低，其實際的工作特性曲線偏離理想流量特性的程度更大，因此調節(jié)特性較一般的自控閥門更差 | 閥門的實際工作特性曲線是反映閥門對溫度等信號調節(jié)能力及精度的最重要性能，實際工作曲線偏離理想的流量特性曲線的程度越大，則調節(jié)特性越差，調節(jié)精度越低 |
產品功能描述 | 動態(tài)平衡與電動調節(jié)一體化的功能 | 僅有電動調節(jié)功能，而且調節(jié)特性受到了消弱 | 由于組合閥中動態(tài)流量平衡閥一直處于非工作區(qū)，閥膽根本不動，而且它的使用消弱了電動調節(jié)閥的調節(jié)特性；并且它的所謂最大限流功能電動調節(jié)閥本身也有，而且是更好的根據溫度控制要求自動的限制和調節(jié)流量，因此一般認為這種組合閥的功能低于一般的電動調節(jié)閥 |
組合閥中的動態(tài)流量平衡閥有用么 | 由于動態(tài)流量平衡閥的流量是按照設計流量定制的，在變流量水系統(tǒng)運行中實際流量都等于或小于設計流量，因此動態(tài)平衡電動調節(jié)閥實際上一直處于非工作區(qū)，等同于一個不能調節(jié)的固定節(jié)流元件，沒有任何作用 | ||
組合閥的最大流量限制作用是優(yōu)點么 | 一體閥具有根據溫度控制信號的要求在任一開度位置限制、調節(jié)和平衡流量的功能，遠遠優(yōu)于最大流量限制功能 | 電動調節(jié)閥本身具有更好的根據溫度控制要求自動的限制和調節(jié)流量的功能，包含和優(yōu)于最大流量限制功能 | |
安 裝 | 安裝簡單快捷 | 由于實際上需要安裝二個閥，因此安裝較復雜 | |
推 薦 | 推薦使用動態(tài)平衡電動調節(jié)閥 | 如果因為投資問題不使用一體閥，也建議只使用“電動調節(jié)閥”或“靜態(tài)平衡閥+電動調節(jié)閥”，而不使用“動態(tài)流量平衡閥+電動調節(jié)閥” | 動態(tài)流量平衡閥實質上是一種定流量閥 |
四、結論：
綜上所述，由于“動態(tài)流量平衡閥+電動調節(jié)閥”組合不具備動態(tài)平衡功能，且其電動調節(jié)功能相較于一般的電動調節(jié)閥還受到了消弱，因此“動態(tài)流量平衡閥+電動調節(jié)閥”不能替代動態(tài)平衡電動調節(jié)閥。
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