動態(tài)流量平衡閥和電動調節(jié)閥組合應用探討

    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，zui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*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-Pzui?。┑男本€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zui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zui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：

    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。