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動(dòng)態(tài)流量平衡閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥組合性能分析
發(fā)布于：2019/11/15 9:09:03 點(diǎn)擊量：317
隨著人們生活水平和節(jié)能意識(shí)的不斷提高，變流量系統(tǒng)在暖通空調(diào)工程中占據(jù)越來越重要的位置，同時(shí)，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(diào)工程中得到越來越廣泛的應(yīng)用。
全面平衡的水力系統(tǒng)一般通過動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)末端設(shè)備（如空調(diào)箱）的流量來調(diào)控目標(biāo)區(qū)域的溫度，它能動(dòng)態(tài)的平衡系統(tǒng)的壓力變化，使二臺(tái)或多臺(tái)末端設(shè)備間的流量調(diào)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(diào)項(xiàng)目中，一些設(shè)計(jì)人員為實(shí)現(xiàn)相同的功能，在設(shè)計(jì)中選用動(dòng)態(tài)流量平衡閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的組合系統(tǒng)來代替動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，并宣稱這二種配置具有相同的功能。那么動(dòng)態(tài)流量平衡閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥組合能代替動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥么，下面對(duì)這兩種配置的功能特性進(jìn)行一些分析和比較。
一、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥性能分析：
動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是區(qū)別于傳統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的新一代產(chǎn)品，是動(dòng)態(tài)平衡與電動(dòng)調(diào)節(jié)一體化的產(chǎn)品，它具有以下特點(diǎn)：
1、具有動(dòng)態(tài)平衡功能：
動(dòng)態(tài)平衡功能是指根據(jù)末端設(shè)備負(fù)荷變化要求電動(dòng)調(diào)節(jié)閥膽調(diào)至某一開度時(shí)，不論系統(tǒng)壓力如何變化，閥門都能夠動(dòng)態(tài)地平衡系統(tǒng)的阻力，使其流量不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響而保持恒定。
如圖1所示，為一組多臺(tái)空氣處理機(jī)并聯(lián)環(huán)路（圖中只畫出2路）。每路通過動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥來調(diào)節(jié)目標(biāo)區(qū)域的回風(fēng)溫度，其中區(qū)域一的設(shè)定溫度為25℃，區(qū)域二的設(shè)定溫度為27℃。
假定處于夏季工況，區(qū)域一已調(diào)至平衡狀態(tài)，即目標(biāo)區(qū)域的溫度T1已穩(wěn)定在25℃，這時(shí)動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥的開度維持在某一位置保持不變以輸出一個(gè)恒定的流量。
區(qū)域二還處于不穩(wěn)定狀態(tài)，測(cè)量回風(fēng)溫度T2為24℃，低于設(shè)定溫度27℃，這時(shí)測(cè)量溫度會(huì)和設(shè)定溫度在溫度控制器進(jìn)行比較，輸出信號(hào)將動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥關(guān)小以減少流過空氣處理機(jī)二的冷水量，這時(shí)制冷量會(huì)減少，使測(cè)量溫度T2升高，接近設(shè)定溫度；以此同時(shí)，系統(tǒng)立管C、D二點(diǎn)的壓差會(huì)增大，空氣處理機(jī)一環(huán)路動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥DV1二端C、B1二點(diǎn)的壓差也相應(yīng)增大。但是由于動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥的動(dòng)態(tài)平衡功能（動(dòng)態(tài)平衡閥芯PV1的定壓差作用），該閥電動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯二端A1、B1點(diǎn)的壓差并不發(fā)生變化，因此空氣處理機(jī)一環(huán)路的流量維持不變，制冷量不變，相應(yīng)的區(qū)域一仍處于平衡狀態(tài)（圖2為動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)態(tài)平衡曲線）。
由上可見，空氣處理機(jī)二環(huán)路的調(diào)節(jié)沒有對(duì)已經(jīng)平衡的空氣處理機(jī)一環(huán)路產(chǎn)生干擾，因此這兩個(gè)環(huán)路間不存在動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。對(duì)于多環(huán)路系統(tǒng)，任何一個(gè)環(huán)路的調(diào)節(jié)都不會(huì)對(duì)其它環(huán)路產(chǎn)生干擾，同時(shí)任何一個(gè)環(huán)路都不會(huì)受到其它環(huán)路調(diào)節(jié)的影響，系統(tǒng)越大，這種動(dòng)態(tài)平衡的特性就越明顯，每一個(gè)環(huán)路只受自己區(qū)域負(fù)荷變化的影響，而不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響，因此很容易達(dá)到并維持平衡狀態(tài)。
2、具有優(yōu)良的電動(dòng)調(diào)節(jié)功能：
電動(dòng)調(diào)節(jié)功能是指閥門能根據(jù)目標(biāo)區(qū)域溫度控制信號(hào)的變化自動(dòng)的調(diào)節(jié)閥門的開度，從而改變水流量，最終使目標(biāo)區(qū)域的實(shí)際溫度與設(shè)定溫度一致。
評(píng)價(jià)電動(dòng)調(diào)節(jié)功能好壞的是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的流量特性曲線。在空調(diào)系統(tǒng)中，常用的電動(dòng)調(diào)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(duì)于一般的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，在實(shí)際使用過程中由于閥權(quán)度較小，使得實(shí)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(dòng)調(diào)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(shí)際的流量特性曲線接近快開型（曲線2），調(diào)節(jié)特性變差。
動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥由于獨(dú)特的閥體結(jié)構(gòu)，在實(shí)際的使用工程中閥權(quán)度基本為1，因此其實(shí)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(dòng)調(diào)節(jié)功能。
二、動(dòng)態(tài)流量平衡閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥組合性能分析
如圖5所示，為一組多臺(tái)空氣箱并聯(lián)環(huán)路（圖中只畫出2路）。每路在進(jìn)口處安裝了動(dòng)態(tài)流量平衡閥和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
圖6為這兩種閥門組合的特性曲線圖。其中左側(cè)為動(dòng)態(tài)流量平衡閥的（流量-壓差）曲線，右側(cè)為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥流量特性曲線（流量—開度）。
1、電動(dòng)調(diào)節(jié)功能分析：
假設(shè)選定電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的理想流量特性曲線是直線型的，如前所述，在實(shí)際安裝時(shí)由于閥權(quán)度降低，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性曲線會(huì)偏離理想的流量特性曲線，當(dāng)它與動(dòng)態(tài)流量平衡閥串聯(lián)時(shí)，由于動(dòng)態(tài)流量平衡閥的分壓作用，使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的閥權(quán)度進(jìn)一步降低，偏離理想流量特性曲線的程度更大。如圖6右側(cè)所示，曲線1為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的理想流量特性曲線，曲線2為未安裝動(dòng)態(tài)平衡閥的實(shí)際流量特性曲線，曲線3為串聯(lián)了動(dòng)態(tài)流量平衡閥后的實(shí)際流量特性曲線，曲線3的偏離程度更大，調(diào)節(jié)特性更差。
所以這種串聯(lián)系統(tǒng)由于安裝了動(dòng)態(tài)平衡閥，其電動(dòng)調(diào)節(jié)特性非但沒有升高，反而比一般的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥還差，因此可以說串聯(lián)組合消弱了電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的電動(dòng)調(diào)節(jié)特性。
2、是否具有動(dòng)態(tài)平衡功能：
考察組合閥是否具有動(dòng)態(tài)平衡功能就必須了解動(dòng)態(tài)平衡功能的要求。對(duì)于這種組合閥，動(dòng)態(tài)平衡功能是指根據(jù)末端設(shè)備負(fù)荷變化要求電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)至某一開度時(shí)，不論系統(tǒng)壓力如何變化，閥門都能夠動(dòng)態(tài)地平衡系統(tǒng)的阻力，使其流量不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響而保持恒定。
如圖5所示，組合閥中兩種閥的設(shè)計(jì)流量均為空調(diào)箱的設(shè)計(jì)流量。系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過程中根據(jù)末端設(shè)備負(fù)荷變化要求在0-Q設(shè)計(jì)之間調(diào)節(jié)流量，因此系統(tǒng)絕大部分時(shí)間的實(shí)際流量都是低于設(shè)計(jì)流量的。
由于系統(tǒng)要求流量在0-Q設(shè)計(jì)之間變化，因此對(duì)于動(dòng)態(tài)流量平衡閥，如圖6所示，其實(shí)際工作區(qū)間處于非工作區(qū)（壓差為0-P最?。┑男本€區(qū)域，這時(shí)實(shí)際上動(dòng)態(tài)平衡閥的閥膽始終處于全開位置，等同于一個(gè)固定節(jié)流元件。如根據(jù)末端設(shè)備負(fù)荷變化要求系統(tǒng)實(shí)際需要流量為Q0，這時(shí)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥接受溫度控制信號(hào)調(diào)節(jié)閥膽至開度為57%的B點(diǎn)，與此同時(shí)，動(dòng)態(tài)流量平衡閥的工作點(diǎn)為A，其對(duì)應(yīng)壓差為P0，流量為Q0，這時(shí)動(dòng)態(tài)流量平衡閥閥膽處于全開位置。當(dāng)系統(tǒng)壓差在一定范圍內(nèi)上下波動(dòng)時(shí)，動(dòng)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(dòng)而保持電動(dòng)調(diào)節(jié)閥流量輸出不變的作用，因此這種組合不具備動(dòng)態(tài)平衡功能。而只能依靠電動(dòng)調(diào)節(jié)閥自身的調(diào)節(jié)作用在系統(tǒng)壓力變化時(shí)改變開度來調(diào)節(jié)流量，但是這種調(diào)節(jié)對(duì)于大系統(tǒng)來說惰性很大，很難達(dá)到好的效果。
當(dāng)圖5系統(tǒng)A、C點(diǎn)壓差波動(dòng)超過（P動(dòng)態(tài)平衡閥最小+P電動(dòng)調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)壓差）時(shí)，動(dòng)態(tài)平衡閥才進(jìn)入實(shí)際壓差工作區(qū)，閥膽開始動(dòng)作，限制管道的流量不超過設(shè)計(jì)流量。
3、組合閥的限流作用是優(yōu)點(diǎn)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(shè)計(jì)流量，與動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)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(dòng)調(diào)節(jié)閥的電動(dòng)調(diào)節(jié)功能、增大阻力為代價(jià)的。實(shí)際上即使沒有安裝動(dòng)態(tài)平衡閥，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在系統(tǒng)壓差增大從而使流量超過設(shè)計(jì)流量時(shí)也會(huì)自動(dòng)的減少開度，從而限制和調(diào)節(jié)流量。因此組合閥的限流作用只是特點(diǎn)而不是優(yōu)點(diǎn)。
三、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與“動(dòng)態(tài)流量平衡閥+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”組合方案比較：
技術(shù)特性比 較 | 動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 | 動(dòng)態(tài)流量平衡閥+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 | 備注 |
是否具有動(dòng)態(tài)平衡功能 | 具有動(dòng)態(tài)平衡功能 | 不具有動(dòng)態(tài)平衡功能 | 動(dòng)態(tài)平衡功能是指根據(jù)末端設(shè)備負(fù)荷變化要求電動(dòng)調(diào)節(jié)閥膽調(diào)至某一開度時(shí)，不論系統(tǒng)壓力如何變化，閥門都能夠動(dòng)態(tài)地平衡系統(tǒng)的阻力，使其流量不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響而保持恒定 |
是否具有電動(dòng)調(diào)節(jié)功能 | 具有電動(dòng)調(diào)節(jié)功能，并且由于閥體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的作用，使閥門實(shí)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(dòng)調(diào)節(jié)特性特別好，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于一般的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 | 由于動(dòng)態(tài)流量平衡閥的分壓作用，使這種配置閥權(quán)度較一般的自控閥門更低，其實(shí)際的工作特性曲線偏離理想流量特性的程度更大，因此調(diào)節(jié)特性較一般的自控閥門更差 | 閥門的實(shí)際工作特性曲線是反映閥門對(duì)溫度等信號(hào)調(diào)節(jié)能力及精度的最重要性能，實(shí)際工作曲線偏離理想的流量特性曲線的程度越大，則調(diào)節(jié)特性越差，調(diào)節(jié)精度越低 |
產(chǎn)品功能描述 | 動(dòng)態(tài)平衡與電動(dòng)調(diào)節(jié)一體化的功能 | 僅有電動(dòng)調(diào)節(jié)功能，而且調(diào)節(jié)特性受到了消弱 | 由于組合閥中動(dòng)態(tài)流量平衡閥一直處于非工作區(qū)，閥膽根本不動(dòng)，而且它的使用消弱了電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)特性；并且它的所謂最大限流功能電動(dòng)調(diào)節(jié)閥本身也有，而且是更好的根據(jù)溫度控制要求自動(dòng)的限制和調(diào)節(jié)流量，因此一般認(rèn)為這種組合閥的功能低于一般的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 |
組合閥中的動(dòng)態(tài)流量平衡閥有用么 | 由于動(dòng)態(tài)流量平衡閥的流量是按照設(shè)計(jì)流量定制的，在變流量水系統(tǒng)運(yùn)行中實(shí)際流量都等于或小于設(shè)計(jì)流量，因此動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥實(shí)際上一直處于非工作區(qū)，等同于一個(gè)不能調(diào)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(diǎn)么 | 一體閥具有根據(jù)溫度控制信號(hào)的要求在任一開度位置限制、調(diào)節(jié)和平衡流量的功能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于最大流量限制功能 | 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥本身具有更好的根據(jù)溫度控制要求自動(dòng)的限制和調(diào)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(shí)際上需要安裝二個(gè)閥，因此安裝較復(fù)雜 | |
推 薦 | 推薦使用動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 | 如果因?yàn)橥顿Y問題不使用一體閥，也建議只使用“電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”或“靜態(tài)平衡閥+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”，而不使用“動(dòng)態(tài)流量平衡閥+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥” | 動(dòng)態(tài)流量平衡閥實(shí)質(zhì)上是一種定流量閥 |
四、結(jié)論：
綜上所述，由于“動(dòng)態(tài)流量平衡閥+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”組合不具備動(dòng)態(tài)平衡功能，且其電動(dòng)調(diào)節(jié)功能相較于一般的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥還受到了消弱，因此“動(dòng)態(tài)流量平衡閥+電動(dòng)調(diào)節(jié)閥”不能替代動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
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