阀门在工程设计中的应用分析

讨论了1 静态水力平衡阀的应用

1.1 设计条件下水力失衡

一个优秀的HVAC系统可以充分保证设备在满负荷条件下，所有用户都可以获得设计所需的水量，也可以充分保证系统运行的安全和经济效益，有效减少客户的水投诉和水资源浪费。只有这样的系统才能被视为水平衡系统。如果系统没有这些功能，可以称之为不平衡系统。一般来说，如果部分用户在水力系统中使用的压头大于设计的压头，用户的实际水流将超过设计的流量，从而影响其他环路的实际流量。我们称这种工况下产生的水力失衡为静态水力失衡。静态水力失衡通常是由系统设计或施工引起的，系统本身无法避免。

另一种状态是，系统中所有用户终端的实际流量都大于或等于系统设计的值。在这种情况下，流量可以充分满足客户的需求，因此这种状态通常不会引起客户的投诉，因此这种情况不会引起设计师的注意。一般来说，我们使用公式ΔP=SG2.描述闭路循环管网状态下各物理因素之间的关系（Δp为压差、S管网阻抗，G为流量）。

静态水力平衡阀的概念在我国尚未引入，通常采用截止阀或蝶阀来控制静态水力系统。由于这些阀门具有结构简单、操作方便、经济实惠等优点，在中国得到了广泛的应用。

在明确设计选择的基础上，设计师应在系统满负荷条件下打开终端的所有温度控制电动阀，并将1-3的终端流量设计为33m³/h。当1号末端的实际流量为39时，阀门保持为39m³/h；二号为35m³/h；三号为31m³/h，此时，水泵工作点的参数扬程约为19m、其流量约为105m³/h，这样，系统就会出现水力失衡。

系统可通过调整1号和2号节阀的开度来调整。具体操作如下：将1号加热控阀的压差降低40kPa；二号压差降低20kPa，加热控阀两端的阻力保持在80kPa，能同时满足设计的33m³/h水泵扬程为20m，流量达到100m³/h，这实现了系统的静态平衡。因此，我们不需要调整所有的节阀来实现系统的静态水力平衡，所以我们不需要逐一配置终端支路的静态水力平衡节阀，也就是说，静态水力平衡阀不是处理这些问题的唯一途径。

在目前的情况下，绝大多数HVAC水力系统的设计只是针对末端支路进行设计流量的标示，基本不会关注末端压差值的相关标准和要求，在具体的运行过程中，一些需要手动来完成平衡调节的基本上都依赖于设计、施工以及运行和维护人员的经验来完成，属于一种没有理论支撑的系统调节法。但从实际效果来看，这种没有理论支撑的调节方法确实为系统的水力失调带来了一定的效果。

1.2 静态水力平衡阀与水力平衡

静态水力平衡阀本质上是一种多功能手动调节阀，具有单阀多功能的特点"基于实验性能特性的数据，当Δp静态水力平衡阀在常数状态下没有明显的调节优势。因此，在目前的技术条件下，使用静态水力平衡阀直接取代传统的水力调节阀还不够成熟。

目前静态水力平衡阀市场上流通的平衡阀产品具有流量测量、阀门开度屏幕显示、预流、排空等功能。静态水力平衡阀可以通过特定的仪器及时测量流量，也可以起到开关的作用。平衡阀一旦调试完成，阀门开度就不能顺利变化。这主要考虑了后期的维护问题，我们密封了阀体的主轴。测量等工作不需要在中断系统的情况下运行，可以在现场完成，也不需要破坏系统的整体保温状态。但从其性价比来看，其价格与相同流量的离心泵没有优势，目前国内市场静态水力平衡阀仍存在一些问题。对于不可压缩的流体，静态水力平衡阀可作为局部阻力调节的节流部件。

静态水力平衡阀可以依靠阀门开度来调节阀门的流动阻力，阀门的每个开度对应于一个KV不同开度的值KV值是固定的，所以我们只需要得到现场Δp可以得出它Q值。为了便于测量，我们通常在静态水力平衡阀的两个端口设置一个特殊的压力测试孔，通常用作节流。在进行工程调试时，我们使用制造商提供的相关水力平衡调试设备Δp测量值，然后使用相关软件找出相应的值KV从而计算出具体的值Q值。Δp具体测量值；KV作为设定的数值，当其满足ΔP=0.1MPa条件时；Q影响其计算速度的具体计算值主要包括阀门实际过流面积及其粗糙度估计值的准确性。

需要注意的是，我们需要一定的支撑条件来处理平衡阀的相关水力失衡"基于静态水力平衡阀的运行机理，我们可以知道力平衡阀一旦锁定，Δp值的波动会破坏通过阀门的恒定水量，从而导致标定流量值的变化。

在目前的市场上，许多静态水力平衡阀供应商表明其产品具有流量预设功能，但在实际操作过程中，选择合适的KVS值很难，因为目前市场上的平衡阀没有连续给出KVS值没有根据实际需要给出KVS因此，当我们应商提供的调整值KVS当设定值时，会有一定的偏差，不能满足实际调整的需要。因为现场不清楚Δp当阀门开度调引起的值和值KV在具体的实践过程中发现，如果阀门内壁的污垢系数不能明确或当其时RE当流量值不超过350时，Q值可能会有很大的计算偏差。因此，在判断静态水力平衡时，必须确保所有自力阀都达到相应的设计参数值，确保所有终端设备的温度控制阀完全打开，流量满足设计要求。

无论平衡阀是否具有流量预设功能，安装水系统后，必须调整所有阀门，以确保静态水利平衡阀的流量Q值可满足设计要求，确保管网在工作条件下实现水利平衡。此时，锁定静态水利平衡阀的开度，在运行过程中无法顺利调整设定的开度。同时，做好相应的记录工作，存储相关数据系统设备调试文件，方便今后的维护工作。

此外，不同设备供应商提供的计算机软件KV价值不一致，导致不同供应商提供的产品配套调试仪器无法相互使用。在静态水力平衡阀中，所有静态水力平衡阀在塞后设置一个空腔，成为在线运行时污垢的主要留置点。

2 自力式流量控制阀

2.1 自力式流量控制阀的工作原理

自动流量控制阀是目前市场上出现的一种新型调节阀。与传统的手动流量控制阀相比，自动流量控制阀的优点是可以在没有外部动力的情况下实现自动流量调节。在实际使用过程中，发现在封闭的水循环系统中使用这种自动流量控制阀可以方便地实现系统的流量分配和动态平衡，从而达到简化系统调试的目的。基于这些优点，自动控制阀受到供热空调工程中许多制造商的青睐。自动流量控制阀属于双阀组合结构，由手动调节阀和自动平衡阀组成，分别负责设置流量和维持恒定流量。

在手动调节阀中，KVS手动调节阀口的流量系数，P2-P三是手动调节阀口两侧的压差系数。KVS大小与开度密切相关，开度不变，KVS如果是变数P2-P3不变，C没有变化。P2-P保持不变主要取决于平衡阀。例如，进出口的压差Pl-P当3变大时，利用动态压膜和弹簧的作用力自动减小平衡开关，P1-P会变大，保持P2-P3不变，形成固定；相反，P1-P3变小，平衡开关自动调大，P1-P2会变小，保持P2-P3不变，完成固定"手动开关调节组各阀门的角度有相应的流量。每个阀门的角度和流量之间的关系由试验台显示的实验标准决定，并有相应的开启显示和锁定设备。

2.2 自力式流量控制阀应用于混水系统

自力式流量控制阀不需要依靠外部动力，而是依靠自身介质的压差来实现控制。自力式流量控制阀配备了自动控制流量的元件，可以实现流量测量，从根本上解决了水力失衡的问题。自力式流量控制阀安装非常简单，调节方便，使用过程中能，加热面积可达到25%-30%，大大提高了其运行稳定性，保证了加热质量。在混合水系统改造中，先计算水力，分析加热面积、环流量和相应的加热管径，根据这些数据信息选择合适的流量控制阀，根据温度调整流量，然后借助自动流量控制阀的独特功能实现稳定的混合水压力、流量和温度，充分保证混合站之间相对稳定的流量，保证系统的平衡运行。