平衡阀应用知识讲解
平衡阀和液压锁的结构特点及应用分析

一、概 述平衡阀,也叫负载保持阀,用以下几种方式来控制载荷的运动:1、当管道或胶管损坏时,防止载荷突然下落。
2、防止由于方向控制阀阀芯泄油而造成载荷慢慢下落。
3、当载荷在处于低压或失控状态时,提供平稳可调的运动。
4、当方向控制阀突然关闭时,提供平稳可调的运动。
有两种基本的动作控制阀:液控单向阀可以满足以上前2个要求。
平衡阀可以满足以上4个要求。
平衡阀具有以下功能:1、一个方向上的自由油液流动。
2、无泄漏负载保持。
3、抵御外部压力或过载载荷所造成的压力冲击。
4、当载荷过大引起油缸或马达失控时,作为无气蚀动作控制,使供油速度达到泵的流量。
5、当方向控制阀突然关闭时,平稳调节油缸动作。
液压锁,顾名思义,就是一把“锁”,就是把回路锁住,不让回路油液有流动。
通常使用在承重液压缸或马达油路中,用于防止液压缸或马达在重物作用下自行下滑,需要动作时,须向另一路供油,通过内部控制油路打开单向阀使油路接通,液压缸或马达才能动作。
由于该机械结构本身的原因,液压缸运动过程中,由于负载的自重,往往在主工作腔造成瞬间失压,产生真空。
这种情况常常出现在以下几种常见的机器:1、四柱液压机中垂直放置的油缸;2、制砖机械的上模油缸;3、工程机械的摆动油缸;4、液压吊车的卷扬马达;二、结构特点下图所示为在工程机械领域得到广泛应用的一种平衡阀结构。
重物下降时的油流方向为B-A,X为控制油口。
当没有输入控制油时,由重物形成的压力油作用在锥阀2上,B口与A口不通,重物被锁定。
当输入控制油时,推动活塞4右移,先顶开锥阀2内部的先导锥阀3。
由于阀3右移,切断了弹簧8所在容腔与B口高压腔的通路,该腔快速卸压。
此时,B口还未与A口沟通。
当活塞4右移至其右端面与锥阀2端面接触时,其左端圆盘正好与活塞附件5接触形成一个组件,并在控制油作用下压缩弹簧9继续右移,打开锥阀2,B口与A口相通,其通流截面依靠阀套7上几排小孔来逐渐增大,从而起到了很好的平衡阻尼作用。
平衡阀的相关知识

平衡阀的相关知识一、平衡阀的定义平衡阀是一种特殊功能的阀门,它具有良好的流量特性,有阀门开启度指示,开度锁定装置及用于流量测定的测压小阀。
利用专用智能仪表,输入阀门型号和开度值,根据测得的压差信号就可直接显示出流经该平衡阀的流量值,只要在各支路及用户入口装上适当规格的平衡阀,并用专用智能仪表进行一次性调试,就可使各用户的流量达到设定值。
二、平衡阀的历史我国最早引进平衡阀的概念,是中国建筑研究院暖通专家郎四维教授,并在国内推出了第一台平衡阀及智能仪表。
为推动平衡阀行业的发展做出了巨大的贡献,现在又带领一些专家做平衡阀的国家标准。
国外平衡的理念最早是瑞典TA公司于1961年提出来的,1962年推出世界上第一台平衡阀。
三、平衡阀的分类分类:静态平衡阀和动态平衡阀静态平衡阀亦称平衡阀、手动平衡阀、数字锁定平衡阀、双位调节阀等,它是通过改变阀芯与阀座的间隙(开度),来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的,其作用对象是系统的阻力,能够将新的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,仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求,起到热平衡的作用。
动态平衡阀分为动态流量平衡阀,自力式自身压差控制阀等。
动态流量平衡阀亦称:自力式流量控制阀、自力式平衡阀、定流量阀、自动平衡阀等,它是跟据系统工况(压差)变动而自动变化阻力系数,在一定的压差范围内,可以有效地控制通过的流量保持一个常值,即当阀门前后的压差增大时,通过阀门的自动关小的动作能够保持流量不增大,反之,当压差减小时,阀门自动开大,流量仍照保持恒定,但是,当压差小于或大于阀门的正常工作范围时,它毕竟不能提供额外的压头,此时阀门打到全开或全关位置流量仍然比设定流量低或高不能控制。
动态压差平衡阀,亦称自力式压差控制阀、差压控制器、稳压变量同步器、压差平衡阀等,它是用压差作用来调节阀门的开度,利用阀芯的压降变化来弥补管路阻力的变化,从而使在工况变化时能保持压差基本不变,它的原理是在一定的流量范围内,可以有效地控制被控系统的压差恒定,即当系统的压差增大时,通过阀门的自动关小动作,它能保证被控系统压差增大反之,当压差减小时,阀门自动开大,压差仍保持恒定。
平衡阀的作用

平衡阀平衡阀是一种特殊功能的阀门,阀门本身无特殊之处,只在于使用功能和场所有区别。
在某些行业中,由于介质(各类可流动的物质)在管道或容器的各个部分存在较大的压力差或流量差,为减小或平衡该差值,在相应的管道或容器之间安设阀门,用以调节两侧压力的相对平衡,或通过分流的方法达到流量的平衡,该阀门就叫平衡阀。
目录动态平衡阀分为动态流量平衡阀,动态压差平衡阀。
动态流量平衡阀亦平衡阀称:限流阀、定流量阀、自动平衡阀等,它是跟据系统工况(压差)变动而自动变化阻力系数,在一定的压差范围内,可以有效地控制通过的流量保持一个常值,即当阀门前后的压差增大时,通过阀门的自动关小的动作能够保持流量不增大,反之,当压差减小时,阀门自动开大,流量仍照保持恒定,但是,当压差小于或大于阀门的正常工作范围时,它毕竟不能提供额外的压力,此时阀门打到全开或全关位置流量仍然比设定流量低或高不能控制。
通常动态流量平衡阀应用于定流量系统或应用于一次侧定频的主机出口处。
动态压差平衡阀,亦称自力式压差控制阀、差压控制器、稳压变量同步器、压差平衡阀等,它是用压差作用来调节阀门的开度,利用阀芯的压降变化来弥补管路阻力的变化,从而使在工况变化时能保持压差基本不变,它的原理是在一定的流量范围内,可以有效地控制被控系统的压差恒定,即当系统的压差增大时,通过阀门的自动关小动作,它能保证被控系统压差增大反之,当压差减小时,阀门自动开大,压差仍保持恒定。
自力自身压差控制阀,在控制范围内自动阀塞为关闭状态,阀门两端压差超过预设定值,阀塞自动打开并在感压膜作用下自动调节开度,保持阀门两端压差相对恒定。
动态压差平衡阀通常与静态平衡阀配套使用,由于动态压差平衡阀不可直接测得管路中流量,需静态平衡阀配合才能精确调试。
2主要原理平衡阀是一种具有数字锁定特殊功能的调节型阀门,平衡阀(15张)采用直流型阀体结构,具有更好的等百分比流量特性,能够合理地分配流量,有效地解决供热(空调)系统中存在的室温冷热不均问题。
平衡阀应用场合及使用注意事项

平衡阀应用场合及使用注意事项平衡阀主要是用于实现负负载平稳下降。
实际上就是安装在油缸背压腔出口(图示C2口),受驱动腔压力(C1-V1口)控制的液阻,驱动腔压力(C1-V1口)压力并非我们通过泵、溢流阀控制,它是由系统输入流量决定的。
因此用平衡阀不能直接控制活塞的移动速度,活塞移动速度主要取决于系统能调节流量的泵/阀决定。
1.双向平衡阀(1)当一个油缸为双向负载,用双平衡阀(A07031103.00、A07038129.00)(2)当换向阀处于中位,平衡阀保持负载,若负载变小(负载变小,有可能是重物不变,但是作用方向改变从而造成油缸C2腔压力变化,例如高空设备变幅和伸缩),就会引起C2腔压力变小,此时由于油液的弹性,油缸会稍有伸出,如果此微小伸出不可接受,则需要用双平衡阀。
例如一些高空平台的变幅平衡阀、伸缩平衡阀。
(3)注意事项,当一个油缸位置较高,油箱较低,且油缸到油箱之间管路较长时,为防止由于虹吸现象造成换向阀从中位切换到工作位置时需要较长的建压时间,通常会在T口放置一个单向阀,背压可以为0.1-0.2Mpa左右。
2.用于控制行走马达在马达控制回路中,因马达存在内泄露,平衡阀无法起到负载保持的作用,只是起到液控节流功能,需要额外的制动器进行保持负载。
(1)平衡阀用于控制行走机构(例如HBS的A078281.03.00),行走机构通常为摩擦力负载,为正负载,在斜坡时为负负载,为保持机器处在斜坡位置,需要双平衡阀。
因为行走速度不高,同时摩擦阻力,惯性不大,持续时间不长,停止时不会引起反向运动,通过马达内泄露即可消除惯性负载。
(2)用于控制绞车,HBS的A068455.02.00,只有当C3的压力超过制动器的开启压力Pz,制动器才会打开,绞盘才可以运动。
否则会造成制动器时开时关,对制动器摩擦片磨损很厉害,同时造成负载运动不平稳。
当绞盘上升时:V2min=C3min>Pz其中,Pz为制动器开启压力;V2min为负载压力为最小时V2口压力;当绞盘下降时:Pt为平衡阀设定压力;Pcmax为最大负载压力;R为先导比;20bar为制动器开启压力Pz。
平衡阀的作用

平衡阀特点与作用原理:平衡阀是一种特殊功能的阀门,它具有良好的流量特性,有阀门开启度指示,开度锁定装置及用于流量测定的测压小阀。
利用专用智能仪表,输入阀门型号和开度值,根据测得的压差信号就可直接显示出流经该平衡阀的流量值,只要在各支路及用户入口装上适当规格的平衡阀,并用专用智能仪表进行一次性调试,就可使各用户的流量达到设定值。
平衡阀是在水力工况下,起到动态、静态平衡调节的阀门。
如:静态平衡阀,动态平衡阀。
静态平衡阀亦称平衡阀、自力式平衡阀、数字锁定平衡阀、双位调节阀等,它是通过改变阀芯与阀座的间隙(开度),来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的,其作用对象是系统的阻力,能够将新的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,仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求,起到热平衡的作用。
动态平衡阀分为动态流量平衡阀,动态压差平衡阀,自力式自身压差控制阀等.平衡阀属于调节阀范畴,它的工作原理是通过改变阀芯与阀座的间隙(即开度),改变流体流经阀门的流通阻力,达到调节流量的目的。
平衡阀相当于一个局部阻力可以改变的节流元件,对不可压缩流体,由流量方程式可得。
与其它阀门相比,平衡阀主要有以下特点:(1)直线型流量特性,即在阀门前后压差不变情况下,流量与开度大体上成线性关系;(2)有精确的开度指示;(3)有开度锁定装置,非管理人员不能随便改变开度;表连接,可方便地显示阀门前后的压差及流经阀门的流量。
尽管平衡阀具有很多优点,但它在空调水系统的应用还存在不少问题。
如果这些问题解决不好,平衡阀的特点并不能充分显现出来。
平衡阀的作用是为了调节系统内,各个分配点的(如每一个楼座)的预定流量。
每一座楼的入口处都安装平衡阀,可以使供暖系统的总流量得到合理分配。
平衡阀的原理是阀体内的反调节,当入口处压力加大时,自动减小通径,减少流量的变化,反之亦然。
如果反接,这套调节系统就不起作用。
而且起调节作用的阀片,是有方向性的,反向的压力甚至可以减少甚至封闭流量。
数字锁定平衡阀的作用及使用方法

数字锁定平衡阀的作用及使用方法以数字锁定平衡阀的作用及使用方法为标题,本文将详细介绍数字锁定平衡阀的作用以及使用方法。
数字锁定平衡阀是一种常用于控制流体流量和压力的设备,在工业领域中广泛应用。
它可以通过数字化的方式对流体进行精确控制,具有稳定性高、响应速度快、精度高等优点。
数字锁定平衡阀的作用主要有以下几个方面:1. 控制流量:数字锁定平衡阀可以根据需要调节流体的流量大小,使其保持在设定的范围内。
通过调节阀门的开度,可以控制流体的流速,从而达到流量控制的目的。
2. 调节压力:数字锁定平衡阀可以根据设定的压力值,自动调节阀门的开度,以控制流体的压力。
当流体压力低于设定值时,阀门会自动打开;当流体压力高于设定值时,阀门会自动关闭,从而保持流体的压力稳定。
3. 平衡流体分配:数字锁定平衡阀可以根据不同的流体需求,实现对流体的平衡分配。
在多个管路中,通过调节每个阀门的开度,可以使得每个管路中的流体流量保持一致,从而实现流体的平衡分配。
使用数字锁定平衡阀的方法如下:1. 安装:首先需要将数字锁定平衡阀正确安装在流体管路中。
安装时应注意阀门的流向,确保阀门能够正常工作。
同时,还需要根据实际需求连接控制信号线和供电线,以便对阀门进行控制。
2. 参数设置:在使用数字锁定平衡阀之前,需要对阀门的参数进行设置。
包括设定流量范围、压力范围、开度范围等参数。
这些参数的设置应根据实际需求进行,以满足流体控制的要求。
3. 控制方式选择:数字锁定平衡阀可以通过不同的控制方式进行操作,包括手动控制、自动控制和远程控制等。
根据实际需求选择合适的控制方式,并进行相应的设置。
4. 运行监测:在使用数字锁定平衡阀期间,需要不断监测阀门的运行情况。
可以通过读取阀门的开度、流量和压力等参数,判断阀门是否正常工作。
如果发现异常情况,应及时进行检修和维护。
5. 维护保养:为了确保数字锁定平衡阀的正常运行,还需要进行定期的维护保养。
包括清洁阀门、检查阀门的密封性能、润滑阀门的活动部件等。
平衡阀的结构、工作原理和应用

平衡阀的结构、工作原理和应用1.平衡阀结构和工作原理液压平衡阀允许油液从阀口2经单向阀向阀口1自由流通,当阀口2油液压力比阀口1压力大时,单向阀打开,油液可以自由从2流至阀口1.阀口1至阀口2的液流是被截止的,只有当p1和p3作用于阀芯上的力大于,弹簧力时,阀芯左移,负载口与出口连通,开始调节流量当控制口压力不足以开启阀芯时,阀口关闭。
阀口1至阀口2液流被截止,起到锁止的功能。
2.平衡阀液控开启压力计算平衡阀控制比或先导比,及控制压力作用面积(A2)与负载压力作用面积(A1)之比.平衡阀设定压力S,即在无背压无控制压力时负载口能使阀芯动作并开始溢流的压力液压油从①口反向流回②口时被单向阀锁住,当液控口有与①口负载成反比的作用力时,单向阀开启,油流回②口。
③口液控压力有效的降低了阀的负载口开启压力,此可根据控制活塞上液控面积和溢流面积的比较分析得出。
例如:一个阀的控制比为 3:1,设定压力为 3000psi,负载压力为 2000psi ,则需要打开溢流阀的液控压力为333psi ,即(3000psi-2000psi)/3=333psi。
3.平衡阀的作用及应用负载保持:平衡阀可以阻止液压缸不希望出现的下移运动,平衡阀允许操作者以一定的速度提升重物并保持在某一位置。
负载控制:平衡阀可以防止由于执行元件负载的能量,而引发先于液压泵的动作而产生的动作,从而消除了执行元件的气穴现象和负载失控现象。
安全负载:当液压油路中的管路爆裂或严重泄漏时,安装在执行元件上的平衡阀可以阻止移动载荷的失控发生。
平衡阀应用和先导比的选择原则平衡阀的溢流设定值一般为1.3倍的最高工作压力,但是开启先导阀的要求压力取决于先导比,先导压力可以根据如下公式进行计算:先导压力=(溢流压力设定值-负载压力)/先导比为了优化载荷控制和能量利用,可以参照如下方法选择先导比;2.5:1 当载荷极不稳定时选用,例如长臂吊车。
5:1 应用于载荷变化并对机械结构产生不稳定的影响时。
平衡阀使用简要

平衡阀使用简要我司强烈建议平衡阀在装入系统之前按系统需要设定好压力,且最好由我司在产品出厂前根据客户要求设定压力。
一方面装入系统的平衡阀难以精确设定压力,给操作带来困难;另一方面装入系统的平衡阀①口常会伴有负载存在,过大的负载压力会给调压人员的操作带来困难,甚至会造成调压零件的损坏。
平衡阀调压方法:内六角一端正对视线,顺时针旋转为右旋,右旋调压杆降低负载设定压力;逆时针旋转为左旋,左旋调压杆增加负载设定压力。
1 出厂前平衡阀压力设定标准(以LCBEA-LHN 平衡阀为例):平衡阀出厂时设定压力为①口负载开启压力(以负载开启压力为210bar 为例)。
1.1 安装测试油路,以标准扭矩将平衡阀装入系统,初始设定将调压杆右旋到底,使设定压力达到最小值,负载低压通油测试;1.2 无负载情况下,左旋调压杆至433圈,锁紧调压螺母,然后缓慢增加负载,此时设定压力应为210bar (如果设定压力有偏差,应在无负载情况下以相同操作微调至标准设定压力); 1.3 注意事项:1.3.1 组装工作台测试所需液压系统回路时要确保安全后再装阀测试;1.3.2 调压前必须松开调压锁紧螺母,旋转调节杆设定压力必须在无负载情况下进行; 1.3.3 调压杆右旋为减压,左旋为增压; 1.3.4 高压调试之前最好低压通油一次; 1.3.5 锁紧调压螺母后请勿再转动调压杆;1.3.6 调压设定参照平衡阀压力设定附表(见附表),如有偏差以实际设定为准; 1.3.7 平衡阀安装扭矩必须符合标准规范(详见技术资料);1.3.8 平衡阀的最大设定压力应为最大负载感应压力的1.3倍。
设定压力不能过高,否则会增加液控口的背压,产生节流使油缸下降缓慢。
2 强行装入系统调定压力如若在特别情况下,不得不在装入系统后再次设定,以下为建议方法:2.1 强行装入系统调压2.1.1 必须遵守系统操作的相关要求,确保整个设备系统在控制之内,不会因设备运动造成任何的毁坏或伤害;2.1.2 应特别注意因压力重新设定后引起的设备运动位置的变化;特别注意增加设定 压力的旋转方向为左旋;2.1.3 系统中如若没有压力显示设备,请于方便处安装以便调试和观测记录;2.1.4 因平衡阀的最大设定压力应为最大负载感应压力的1.3倍,故在测出平衡阀所支撑执行设备的最大负载后要扩大1.3倍,所得的压力值才为平衡阀的设定压力值;2.1.5 必须在平衡阀支撑的执行器上设定压力,若此执行器引起角位移,则需其在最大负载位置以最小流量缓慢增加负载,增加负载时观测压力表,记录得到的最大值;2.1.6 请从出厂前平衡阀设定的标准压力开始,将观测到的负载压力扩大1.3倍,然后通过顺﹑逆的旋转来调整压力至计算出来的压力值,旋转圈数参照附表,计算值大于出厂标准压力值则逆时针旋转,小于则顺时针旋转。
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使用平衡阀在夏热冬冷地区一级泵变流量两管制空调水系统中的应用1 关于暖通空调设计中水力失调的含义水力失调有两方面的含义:一是指虽然经过水力计算并达到规定要求,但由于理论计算与实际情况总存在差异,所以在运行后,各用户末端的实际流量与设计要求不完全相符,这种水力失调是稳定的、根本性的,如不加以解决,影响将始终存在,我们称之为稳态失调。
二是指系统中,当一些用户末端的水流量改变时(关闭或调节水阀时),会使其他用户的流量随之变化,我们称之为动态(稳定性)失调,也就是系统在变负荷工况下运行造成的水力失调。
2 解决水力失调的办法解决空调水管路的水力失调问题可采用如下几种方法:安装静态平衡阀、安装动态平衡阀,加节流孔板以及安装球阀、蝶阀、闸阀等手动调节阀。
2.1 静态平衡阀静态平衡阀亦称平衡阀、手动平衡阀、数字锁定平衡阀、双位调节阀等,它是通过改变阀芯与阀座的间隙(开度),来改变节流面积及调节阀阻力,以达到调节流量的目的。
从流体力学观点看,静态平衡阀相当于一个局部阻力可以改变的节流元件。
其作用对象是系统的阻力,能够将新的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,仍然满足当前气候需要下的部分负荷的流量需求,起到水力平衡的作用。
静态平衡阀的特点有:阀门特性为直线型流量特性,即阀门前后压差不变的情况下,流量与开度大体上成线性关系;有精确的开度指示,通过指示可查出相应的流通能力或阻力系数;有开度锁定装置;阀体前后有两个测量孔,可与仪表连接,方便地测出阀门前后的压差,从而计算出流经阀门的流量;静态阀门在空调系统中的应用需要逐级安装,逐级调试。
2.2 动态平衡阀动态平衡阀分为动态流量平衡阀,动态压差平衡阀等。
动态流量平衡阀亦称自力式流量控制阀、自力式平衡阀、定流量阀、自动平衡阀等,其基本定义是:在一定的压差范围内,恒定被控系统的流量,作用对象是系统的流量。
当外网压力波动时被控系统不受影响。
但是,当压差小于或大于阀门的正常工作范围时,它毕竟不能提供额外的压头,此时阀门打到全开或全关位置,流量仍然比设定流量低或高,不能控制。
其基本要求是最小工作压差(一般大于30kPa),工作压差范围为30kPa~600kPa。
动态压差平衡阀,亦称自力式压差控制阀、差压控制器、稳压变量同步器、压差平衡阀等,其基本定义是:在水力工况下,一定的流通能力范围内,恒定被控系统的压差,作用对象是被控系统的压差。
它是用压差作用来调节阀门的开度,利用阀芯变化来弥补管路阻力的变化,从而使在水力工况发生变化时保持被控系统的压差不变。
其基本要求是最小资用压差(最小启动压差),基本功能为消耗掉多余压头,保证资用压头。
动态平衡阀的特点:动态平衡阀既可以在一定的压力范围内限制空调末端设备的最大流量、自动恒定流量,也可以在一定的流通能力范围内,恒定被控系统的压差。
在大型、复杂、空调采暖负荷不恒定的工程中,简化了系统调试过程,并缩短了调试时间。
特别是在异程式、变流量水系统中使用平衡阀,可以很容易实现水力工况平衡,满足设计环境温度的要求,并且在空调系统的运行中末端设备可以不受其他末端的启停及调节干扰。
3 空调系统中设置平衡阀时应该注意的问题3.1 静态平衡阀与动态平衡阀只能起到水力平衡的作用,不能用于负荷调节在空调水系统中设置了平衡阀后,各个空调末端的流量变化不会干扰影响其他设备的水流量,平衡阀起到了水力平衡的作用。
而空调末端水量的调节是由调节阀来实现的。
目前,带电动自控调节功能的电动动态平衡调节阀已经面市,按负荷需求动态平衡空调系统实行节能就更容易实现了。
因此采用电动动态平衡调节阀,可以将水力平衡与负荷自动调节合二为一,还简化了安装,便于安装在狭小的空间内。
3.2 静态平衡阀及动态平衡阀的设置在空调系统中,手动调节阀以及静态平衡阀都是多极设置的,一旦调节完成以后,系统的总流量及各个支路、空调末端的流量不应发生变化。
如果系统总流量发生变化,则系统各个支路及末端的流量就会发生等比例变化;而如果某一支路或是末端的流量发生变化,那么其他支路或是末端就会出现流量失调,调试工作就必须重做。
动态平衡阀是按照控制对象(空调水系统某个支路或是空调末端)的工作点(工作压差或是工作流量)来进行设置的。
在一定的流量或是压差范围内,阀内控制对象在工作点的波动,不会对其他阀的控制对象产生影响。
各个动态平衡阀间相对独立但又保持平衡,所以动态平衡阀不需要多级设置。
3.3 空调设计中应根据冬夏供回水温差及水量合理设置动态平衡阀在夏热冬冷地区,冬、夏季节负荷大小不同且空调供热、冷水温差不同时,水流量差异很大。
根据公式:其中:△P—管路(空调末端)阻力损失S——管路(空调末端)阻抗Q——管路(空调末端)流量可知:由于管路及空调末端没有发生变化,管路(空调末端)阻抗S也未变化,当流量减少后,管路(空调末端)的水力阻力会成平方关系衰减。
因此冬季及夏季空调水系统的总水流量及管路阻力是有很大差异的。
在四管制空调系统中,用两组不同流量压差设定的平衡阀是可以满足冬季及夏季不同的流量及扬程要求的。
但是两管制水系统中则应根据冬、夏季不同流量及扬程的要求设置平衡阀。
方法一,设置可变流量或是可变压差型动态平衡阀,冬夏换季时转换阀门设定。
此方法在系统支路较多,且平衡阀设置位置不便于调节时,可操作性很低。
反之则有一定可行性。
方法二,采用带自控装置的电动动态平衡调节阀,该阀门通过温度传感器感知室内负荷变化,由电动调节部分调节流量,再由动态平衡部分过滤掉外部压力变化,维持通过阀门的流量稳定。
4 平衡阀在一级泵变流量两管制空调水系统中的应用一级泵变流量两管制空调水系统就是采用冷(热)源侧定流量,负荷侧变流量的方式。
冷(热)源侧设置多台冷水机组及多台热水锅炉,在冷(热)源侧冷(热)水总管接入分、集水器处设置季节切换阀组,进行切换。
使用户侧的管路在夏季能提供空调冷水,冬季能提供空调热水。
根据用户侧负荷变化,控制冷(热)源侧机组及水泵的运行数量。
由于是相同水泵并联运行,在各自运行季节内,即使流量变化较大时,系统的扬程(资用压头)也相对稳定,变化较小。
4.1 平衡阀组设置方案一(见图1)图1图中各末端设置静态平衡阀及电动调节阀。
在其上一级支路中设置静态平衡阀及压差控制阀组。
在上级支路及干路中除了测试及维护的原因外,可不再设置阀门。
此阀组设置在一次调定后,可维持夏季或冬季时各负荷率情况下,各空调水支路及空调末端压差的平衡,维持各空调末端水流量的稳定。
由于冬、夏季需要不同的调定值,故而在季节转换时,需要对每个静态平衡阀及压差控制阀组重新调定。
由于在一年中部分负荷率出现的小时数很大。
在冬季供热时,有80%以上的运行时间负荷率低于40%;夏季供冷时,负荷率在50%以下的小时数约占全部运行时间的50%以上。
因此有必要对系统在部分负荷率时的运行工况进行分析。
查看空调水支路I的工作状态如图2所示:图2假定空调水支路I供回水接口处已设置平衡阀压差调节,则随着流量的减小,支路I所获得的资用压头跟着提高,同时压差控制器作用,增大阻力,克服系统多余压头,使空调水支路I的供回水压差维持不变。
冬夏季的情况相类似,只是由于冬夏季设计空调水流量及水泵扬程的不同,导致冬夏季控制压差大小和资用压头不一样。
由于空调系统对房间负荷的处理是通过空调末端来进行的,所以还必须深入空调水支路内部,分析各个空调末端在冬、夏季变流量情况下的运行工况。
空调水支路I内部空调末端的夏季工况如图3:图3假定支路内部已经用静态平衡阀进行了平衡调节。
以夏季工况为例:由于整个系统为一级并联泵变流量空调水系统,用户侧的资用压差由分集水器旁通管上的压差控制器恒定在近似直线的曲线L1上。
而空调水支管路I实际获得的资用压差曲线L2位于L1下方。
只有当用户侧除空调水支管路I以外的其余空调水支管路均断路,且不计干路部分沿程水头损失,那么曲线L2就重合于L1上,此时空调水支管路I能获得最大资用压差L1。
曲线W为空调水支管路I在设计工况下的管路特性曲线。
A点就是该管路在设计工况下的工作点,同时A点也是整个系统在调定满足设计工况后该管路的设计工作点。
此时该支管路上的压差受到来自管路内与管路外两方面的扰动。
来自管路外的扰动会使系统偏离设计工作点,则整系统的负荷减小,系统总水量减小,干管上压力损失也减少,外网给支管路I处所提供的资用压差提高到了曲线L2’,此时压差控制阀作用,吸收掉多余的压头AA'',使管路内的压差△P1保持在A点,由于管路特性曲线S1没有变化,根据△P1=S1Q12,管路内流量也不会发生变化,从而也就保证了管路内空调末端制冷量的恒定。
来自管路内的扰动产生是由于管路内部空调水流量改变而产生的。
如空调末端I-1所在房间暂时不再需要制冷,则空调末端I-1上的电动二通阀关闭,造成空调总水流量减少,干管上的压力损失减少,管路资用压差升高;同时,由于并联环路的减少会造成本环路的总管路阻抗增大。
管路特性曲线由W变成W’,曲线W’与压力控制线交于B点,多余的压力BB’被压差控制阀吸收。
从而保证该管路内部的压力△P1恒定。
管路内部的空调末端I-1,I-2,I-3并联,忽略掉很小的支干管沿程压力损失后,由△P1=△P1-2=△P1-3可知,压力没有变化,其阻抗也没有变化,根据△P1-2=S1-2Q1-22,可以看出空调末端I-2,I-3的流量维持不变,没有受到空调末端I-1关断的影响。
冬季工况如图4:图4对于冬季工况,其工作情况与夏季类似,至少由于热负荷(特别是重庆等冷热负荷相差较大的地区)较冷负荷小,且工作温差也比夏季大,造成冬季流量很可能只有夏季的三分之一甚至更少,这时管路消耗的阻力还不到夏季的一半,热水泵的扬程也相应减小,以节约能源。
这时压差控制阀的压差控制线就必须重新设定,否则它已经超过了管路所能获得的实际资用压头,没办法通过卸压来平衡压力了。
4.2 平衡阀组设置方案二(见图5)图5图中各空调末端设置了动态压差平衡电动调节阀,其余各级管路不需要再设置用于平衡作用的阀门,整个系统就能自动达到平衡。
这是由动态压差平衡电动调节阀的特性所决定的,动态压差平衡电动调节阀的结构就是将一个压差控制器与一个电动调节阀组合在一起的双阀芯结构,通过压差控制器来控制电动调节阀两端的压差恒定。
根据调节阀公式:Q—流经阀门的流量Kv—阀门流通能力(与阀门的开度有关)△P—阀前后的压差从公式可以看出,经过阀门的流量大小与阀门的开度机阀前后的压差有关。
而控制系统则根据负荷变化向阀门输出信号调节阀门的开度,从而达到相应的流量。
因此,只要能恒定调节阀前后的压差,就能保证流量的变化完全由阀门的开度而决定,即与负荷变化相对应,而不受其它阀门开关影响产生的系统压力波动的影响,从而达到动态平衡的效果。