平衡阀在工程设计中的应用

1前言

近20年来，随着中国经济的快速增长，城市建设和城市化水平也发展迅速。据统计，2003年城市化水平为37%。根据计划，到2020年，城市化水平将超过50%，城市建设每年将超过10亿m2.城镇新建公共建筑3~4亿m²，建筑能耗占总能耗的23%，预计到2010年将达到1/3。随着经济的发展和人民生活水平的提高，对空调和供暖的需求迅速增长，建筑能耗将继续上升。

单个房间室内环境温度变化1℃，它不会改变人们的舒适感和能耗值，但会对整个大建筑造成巨大的浪费。冬季供暖，从20岁开始℃室内温度每升高1次℃，在中欧，供暖成本至少会增加8%(图1)，在南欧达到12%；夏季制冷，从23开始℃室内温度每降低1℃，在欧洲，制冷成本至少会增加15%。笔者认为，在我国，上述情况下热量(冷量)的消耗肯定不止这些。

图1 在欧洲，与舒适的室内环境温度设计相比，温度每升高或降低一次

一般来说，为了节约能源，建筑供热（冷）中心将关闭或减少供热（冷），但第二天早上工作后，为了使室内快速达到舒适的温度，能源中心将增加能源供应，通过平衡阀平衡系统，可以更快、更好地实现这一目标。如图2所示，为了达到设计温度，能源中心需要提前启动2h，然而，最有利的环路可以在很短的时间内使室内达到舒适的温度，而最不利的环路需要很长时间才能使室内达到舒适的温度，这大大增加了能耗。如果整个系统平衡，将平衡各环路室内达到舒适温度的时间，缩短能源中心提前打开的时间，节约能源。

根据实际数据，如果一栋建筑能提前30min如果达到预期的室内温度，每天可以节省6%的能量消耗。

在没有系统平衡的建筑物中，能源中心需要提前启动加热(冷)设备，增加能量损失

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2 计算方法

通过以上描述，我们可以了解平衡阀的计算和选择对整个加热和制冷系统的重要性。以下是作者对平衡阀计算和选择的详细描述。

如果平衡阀的规格大于所需的规格，一方面会增加项目的初始投资。另一方面，为了保证分支系统所需的流量，平衡阀的开启度会很小，影响平衡阀的调节精度。平衡阀的最佳开启度为整个阀门的50%~100%，从而在平衡阀位置获得压降，使系统达到设计流量。

对于平衡阀，如果平衡阀位置的压降小于3kPa，因此，由于平衡阀前水泵、调节阀和弯头的紊乱会降低平衡阀的调节精度，因此在设计过程中也需要考虑这一因素。

一般阀门的选择是根据流经阀门的流量和系统的压力来选择的，其中一个重要参数是KV值与阀门前后所需的流量和压降有关，如下：

例如，平衡阀所需的压降（ΔP）为15kPa，流经阀门的流量为2万L/h，根据上述公式，KV=5.16(见图3)根据接近原则选择的阀门规格DN20.该公式假设该平衡阀所需的压降已知。

当平衡阀所需的压降不能确定时，平衡阀的规格也可以根据表1给出的流量进行选择。如果不知道流经阀的压降，也可以根据以下描述选择平衡阀的规格。流经平衡阀的流量在设计中已经知道，管道是20℃根据管道的特点，可以得到下每米的压降，然后，根据图3，可以选择平衡阀的规格。

表1 平衡阀选择图

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图3 钢管在20℃其压降（Δp）、流速（v）、流量（q）和管道规格（d1)关系

例如，管道的规格是DN25.经初步计算，管道流量为2万L/h，该管道的压降系数为530Pa/m，由于压降过大，根据图3，管道规格优化为DN32.根据图3(压降、流量和管道规格为线性关系)，通过管道的流量为2万L/h，然后我们可以得出平衡阀的规格是DN25.此外，图3还可以检查所选平衡阀是否与管道规格相匹配。

图3显示了在选择管道规格时确定平衡阀规格的情况。通常，平衡阀的规格与管道规格一致或小于管道规格，但必须标记其参数，以便于系统调试。

例如，管道的规格是DN80，流量为20m³/h，该管道的压降系数为135kPa/m，然后，根据这些参数选择平衡阀的规格DN65或DN80是可以接受的。

3 安装说明简单

以下简要描述了平衡阀的安装要求，以确保平衡阀的正常运行和施工方便。

为保证平衡阀调节精度，平衡阀前后应保证一定长度的直管段，详见图4。

图4 平衡阀对前后直管段的要求

如图4所示，如果平衡阀前有设备（设备），如水泵或其他控制阀，为了保证调整精度，平衡阀应安装在设备（设备）后至少10倍，在此间距内，不得安装任何可能引起干扰的设备（如压力表或压力传感器等）。

4 结论

通过以上阐述，得出了平衡阀在系统中的重要性和准确选择平衡阀规格和参数的方法，以确保项目设计优化项目初始投资，指导项目建设。