動(dòng)態(tài)流量平衡閥和電動(dòng)調節閥組合應用探討

隨著(zhù)人們生活水平和節能意識的不斷提高，變流量系統在暖通空調工程中占據越來(lái)越重要的位置，同時(shí)，一種新型的水力系統—全面平衡的水力系統也在暖通空調工程中得到越來(lái)越廣泛的應用。
    全面平衡的水力系統一般通過(guò)動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調節閥調節末端設備（如空調箱）的流量來(lái)調控目標區域的溫度，它能動(dòng)態(tài)的平衡系統的壓力變化，使二臺或多臺末端設備間的流量調節不互相干擾，因此這種系統具有節能性。
    目前在一些空調項目中，一些設計人員為實(shí)現相同的功能，在設計中選用動(dòng)態(tài)流量平衡閥和電動(dòng)調節閥的組合系統來(lái)代替動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調節閥，并宣稱(chēng)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)調節閥組合能代替動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調節閥么，下面對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)調節閥性能分析：
    動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調節閥是區別于傳統的電動(dòng)調節閥的新一代產(chǎn)品，是動(dòng)態(tài)平衡與電動(dòng)調節一體化的產(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)平衡功能是指根據末端設備負荷變化要求電動(dòng)調節閥膽調至某一開(kāi)度時(shí)，不論系統壓力如何變化，閥門(mén)都能夠動(dòng)態(tài)地平衡系統的阻力，使其流量不受系統壓力波動(dòng)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(huà)出2路）。每路通過(guò)動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥來(lái)調節目標區域的回風(fēng)溫度，其中區域一的設定溫度為25℃，區域二的設定溫度為27℃。 假定處于夏季工況，區域一已調至平衡狀態(tài)，即目標區域的溫度T1已穩定在25℃，這時(shí)動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥的開(kāi)度維持在某一位置保持不變以輸出一個(gè)恒定的流量。 
區域二還處于不穩定狀態(tài)，測量回風(fēng)溫度T2為24℃，低于設定溫度27℃，這時(shí)測量溫度會(huì )和設定溫度在溫度控制器進(jìn)行比較，輸出信號將動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥關(guān)小以減少流過(guò)空氣處理機二的冷水量，這時(shí)制冷量會(huì )減少，使測量溫度T2升高，接近設定溫度；以此同時(shí)，系統立管C、D二點(diǎn)的壓差會(huì )增大，空氣處理機一環(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)調節閥芯二端A1、B1點(diǎn)的壓差并不發(fā)生變化，因此空氣處理機一環(huán)路的流量維持不變，制冷量不變，相應的區域一仍處于平衡狀態(tài)（圖2為動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調節閥的動(dòng)態(tài)平衡曲線(xiàn)）。
    由上可見(jiàn)，空氣處理機二環(huán)路的調節沒(méi)有對已經(jīng)平衡的空氣處理機一環(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。對于多環(huán)路系統，任何一個(gè)環(huán)路的調節都不會(huì )對其它環(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)路調節的影響，系統越大，這種動(dòng)態(tài)平衡的特性就越明顯，每一個(gè)環(huán)路只受自己區域負荷變化的影響，而不受系統壓力波動(dòng)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(dòng)調節功能：
   電動(dòng)調節功能是指閥門(mén)能根據目標區域溫度控制信號的變化自動(dòng)的調節閥門(mén)的開(kāi)度，從而改變水流量，zui終使目標區域的實(shí)際溫度與設定溫度一致。
   評價(jià)電動(dòng)調節功能好壞的是電動(dòng)調節閥的流量特性曲線(xiàn)。在空調系統中，常用的電動(dòng)調節閥的理想流量特性曲線(xiàn)是直線(xiàn)的或者等百分比的。但是對于一般的電動(dòng)調節閥，在實(shí)際使用過(guò)程中由于閥權度較小，使得實(shí)際的流量特性曲線(xiàn)偏離理想的流量特性曲線(xiàn)。如圖3，某電動(dòng)調節閥理想的流量特性曲線(xiàn)是直線(xiàn)型（曲線(xiàn)1），但是在安裝到系統管路上后實(shí)際的流量特性曲線(xiàn)接近快開(kāi)型（曲線(xiàn)2），調節特性變差。 動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調節閥由于*的閥體結構，在實(shí)際的使用工程中閥權度基本為1，因此其實(shí)際的流量特性曲線(xiàn)與理想的流量特性曲線(xiàn)一致（如圖4），沒(méi)有偏離，因此具有優(yōu)良的電動(dòng)調節功能。 
二、動(dòng)態(tài)流量平衡閥和電動(dòng)調節閥組合性能分析
    如圖5所示，為一組多臺空氣箱并聯(lián)環(huán)路（圖中只畫(huà)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)調節閥。
    圖6為這兩種閥門(mén)組合的特性曲線(xiàn)圖。其中左側為動(dòng)態(tài)流量平衡閥的（流量-壓差）曲線(xiàn)，右側為電動(dòng)調節閥流量特性曲線(xiàn)（流量—開(kāi)度）。
1、電動(dòng)調節功能分析：
   假設選定電動(dòng)調節閥的理想流量特性曲線(xiàn)是直線(xiàn)型的，如前所述，在實(shí)際安裝時(shí)由于閥權度降低，電動(dòng)調節閥的實(shí)際流量特性曲線(xiàn)會(huì )偏離理想的流量特性曲線(xiàn)，當它與動(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)調節閥的閥權度進(jìn)一步降低，偏離理想流量特性曲線(xiàn)的程度更大。如圖6右側所示，曲線(xiàn)1為電動(dòng)調節閥的理想流量特性曲線(xiàn)，曲線(xiàn)2為未安裝動(dòng)態(tài)平衡閥的實(shí)際流量特性曲線(xiàn)，曲線(xiàn)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(xiàn)，曲線(xiàn)3的偏離程度更大，調節特性更差。
    所以這種串統由于安裝了動(dòng)態(tài)平衡閥，其電動(dòng)調節特性非但沒(méi)有升高，反而比一般的電動(dòng)調節閥還差，因此可以說(shuō)串聯(lián)組合消弱了電動(dòng)調節閥的電動(dòng)調節特性。
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。對于這種組合閥，動(dòng)態(tài)平衡功能是指根據末端設備負荷變化要求電動(dòng)調節閥調至某一開(kāi)度時(shí)，不論系統壓力如何變化，閥門(mén)都能夠動(dòng)態(tài)地平衡系統的阻力，使其流量不受系統壓力波動(dòng)的影響而保持恒定。 
如圖5所示，組合閥中兩種閥的設計流量均為空調箱的設計流量。系統在實(shí)際的運行過(guò)程中根據末端備負荷變化要求在0-Q設計之間調節流量，因此系統絕大部分時(shí)間的實(shí)際流量都是低于設計流量的。 由于系統要求流量在0-Q設計之間變化，因此對于動(dòng)態(tài)流量平衡閥，如圖6所示，其實(shí)際工作區間處于非工作區（壓差為0-Pzui?。┑男本€(xiàn)區域，這時(shí)實(shí)際上動(dòng)態(tài)平衡閥的閥膽始終處于全開(kāi)位置，等同于一個(gè)固定節流元件。如根據末端設備負荷變化要求系統實(shí)際需要流量為Q0，這時(shí)電動(dòng)調節閥接受溫度控制信號調節閥膽至開(kāi)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，其對應壓差為P0，流量為Q0，這時(shí)動(dòng)態(tài)流量平衡閥閥膽處于全開(kāi)位置。當系統壓差在一定范圍內上下波動(dòng)時(shí)，動(dòng)態(tài)平衡閥膽始終處于全開(kāi)位置，并不能起到平衡系統壓力波動(dòng)而保持電動(dòng)調節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)調節閥自身的調節作用在系統壓力變化時(shí)改變開(kāi)度來(lái)調節流量，但是這種調節對于大系統來(lái)說(shuō)惰性很大，很難達到好的效果。當圖5系統A、C點(diǎn)壓差波動(dòng)超過(guò)（P動(dòng)態(tài)平衡閥zui小+P電動(dòng)調節閥設計壓差）時(shí)，動(dòng)態(tài)平衡閥才進(jìn)入實(shí)際壓差工作區，閥膽開(kāi)始動(dòng)作，限制管道的流量不超過(guò)設計流量。
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zui大流量不超過(guò)設計流量，與動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調節閥的動(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)調節閥的電動(dòng)調節功能、增大阻力為代價(jià)的。實(shí)際上即使沒(méi)有安裝動(dòng)態(tài)平衡閥，電動(dòng)調節閥在系統壓差增大從而使流量超過(guò)設計流量時(shí)也會(huì )自動(dòng)的減少開(kāi)度，從而限制和調節流量。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)調節閥與“動(dòng)態(tài)流量平衡閥+電動(dòng)調節閥”組合方案比較： 
技術(shù)特性比較
動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調節閥
動(dòng)態(tài)流量平衡閥+電動(dòng)調節閥
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)平衡功能是指根據末端設備負荷變化要求電動(dòng)調節閥膽調至某一開(kāi)度時(shí)，不論系統壓力

如何變化，閥門(mén)都能夠動(dòng)態(tài)地平衡系統的阻力，使其流量不受系統壓力波動(dòng)的影響而保持恒定是否具有電動(dòng)調節功能具有電動(dòng)調節功能，并且由于閥體內部結構的作用，使閥門(mén)實(shí)際的工作特性曲線(xiàn)與理想的流量特性曲線(xiàn)一致，沒(méi)有偏離，電動(dòng)調節特性特別好，遠遠的高于一般的電動(dòng)調節閥由于動(dòng)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(mén)更低，其實(shí)際的工作特性曲線(xiàn)偏離理想流量特性的程度更大，因此調節特性較一般的自控閥門(mén)更差閥門(mén)的實(shí)際工作特性曲線(xiàn)是反映閥門(mén)對溫度等信號調節能力及精度的zui重要性能，實(shí)際工作曲線(xiàn)偏離理想的流量特性曲線(xiàn)的程度越大，則調節特性越差，調節精度越低。

產(chǎn)品功能
描 述
動(dòng)態(tài)平衡與電動(dòng)調節一體化的功能
僅有電動(dòng)調節功能，而且調節特性受到了消弱
由于組合閥中動(dòng)態(tài)流量平衡閥一直處于非工作區，閥膽根本不動(dòng)，而且它的使用消弱了電動(dòng)調節閥的調
節特性；并且它的所謂zui大限流功能電動(dòng)調節閥本身也有，而且是更好的根據溫度控制要求自動(dòng)的限制和調節流量，因此一般認為這種組合閥的功能低于一般的電動(dòng)調節閥組合閥中的動(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計流量定制的，在變流量水系統運行中實(shí)際流量都等于或小于設計流量，因此動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調節閥實(shí)際上一直處于非工作區，等同于一個(gè)不能調節的固定節流元件，沒(méi)有任何作用
組合閥的zui大流量限制作用是優(yōu)點(diǎn)么
一體閥具有根據溫度控制信號的要求在任一開(kāi)度位置限制、調節和平衡流量的功能，遠遠優(yōu)于zui大流量
限制功能
電動(dòng)調節閥本身具有更好的根據溫度控制要求自動(dòng)的限制和調節流量的功能，包含和優(yōu)于zui大流量限制
功能 
安 裝
安裝簡(jiǎn)單快捷
由于實(shí)際上需要安裝二個(gè)閥，因此安裝較復雜
推 薦
推薦使用動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調節閥
如果因為投資問(wèn)題不使用一體閥，也建議只使用“電動(dòng)調節閥”或“靜態(tài)平衡閥+電動(dòng)調節閥”，而不使
用“動(dòng)態(tài)流量平衡閥+電動(dòng)調節閥”
動(dòng)態(tài)流量平衡閥實(shí)質(zhì)上是一種定流量閥
四、結論： 
綜上所述，由于“動(dòng)態(tài)流量平衡閥+電動(dòng)調節閥”組合不具備動(dòng)態(tài)平衡功能，且其電動(dòng)調節功能相較
于一般的電動(dòng)調節閥還受到了消弱，因此“動(dòng)態(tài)流量平衡閥+電動(dòng)調節閥”不能替代動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調節閥。