静态平衡阀和动态平衡阀的设计

平衡阀与定流量和变流量系统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。

一、分类与工作原理

1.静态平衡阀：静态平衡阀亦称为手动平衡阀或手动调节阀，是可进行流量测

定和调节的阀门，其操作方式是人工手动调节。该平衡阀原理为可变流量的孔板，并带有关断功能。通过测量阀门前后测量孔的压降，结合阀门开度的读数，便能换算出阀门调节后的流量。静态平衡阀实质上是一个具有明确的“流量-压差-开度”关系、清晰可调的开度指示以及良好调节特性的阻尼调节元件。

2.动态流量平衡阀：动态流量平衡阀亦称自力式流量控制阀、定流量平衡阀等，

是一种在阀体前后一定的压差围能自动保持管道的流量始终不变的阀门。其工作原理是通过改变平衡阀的阀芯的过流面积来适应阀门前后压差的变化，从而达到控制流量的目的。即在一定压差围无论阀门入口流量如何变化均可保证其出口流量恒定。它相当于一个局部阻力可变的节流元件，该元件由可变过流面积的阀胆和高精度（±5%）的弹簧及支撑装置构成。弹簧受压差的作用自动控制阀胆上过流面积的大小，从而使通过阀门的流量恒定。流量值的大小可以根据系统要求进行定制。

3.动态压差控制阀：动态压差控制阀亦称自力式压差控制阀、定压差阀、动态

压差平衡阀等，其工作原理：其阀体可设定压差值，通过调整阀门自身的开度，能自动将系统两个关键点之间的压差恒定在设定压差值。动态压差控制

阀是基于弹簧-隔膜组合的方法进行设计的。

4.动态平衡电动二通开关阀：具有动态平衡和电动开关功能，当阀门开启时，

它能动态地将管道的实际流量恒定在设计流量值，并不受系统压力波动的影响。

5.组合式或一体式动态平衡电动调节阀：是将动态压差平衡阀与电动调节阀组

合，一体式动态平衡电动调节阀是把动态压差平衡阀与电动调节阀集成在一个阀体。它既具有动态平衡功能，即能动态地平衡系统的压力波动，使流经管道的流量不受系统压力波动的影响，又具有电动调节功能，即能根据目标区域的负荷变化自动地调节开度从而调节流量值，保证目标区域的温度始终恒定在设定温度。

二、暖通系统的组成

(1)、暖通系统主要由三大系统：冷冻系统、冷却系统和冷凝系统组成。冷冻系统是参与冷热交换，实现制冷和供热的主要系统；冷却系统是将运行中的主机冷却的系统；冷凝系统是将系统中的冷凝水搜集并排放的系统。

（2）暖通系统主要由三大部分：冷热源站、输配系统和用户末端构成。冷热源站是由主机（制冷机、锅炉等）产生冷热源并通过水泵输送出去的源头；输配系统是通过管路将冷热载体（冷水或热水）配送到各区域、各子区域、各子子区域的管路系统；末端装置是实现用户端冷热交换的最终装置。

经冷热交换后，通过输配系统中的回水管路进入冷热源主机重新循环，95%以上的HVAC系统是闭式循环系统。

三、冷/热量

主机产生冷热量，末端进行冷热量的释放，其中冷热量的输送需要冷热媒作为载体。冷热媒可以是蒸汽、水、乙二醇溶液等，在HVAC系统主要采用水。

冷/热量L=Q×ΔT=流量乘以温差。

（1）主机侧（一次泵系统）通过压差旁通管路，为定流量。输配系统及用户侧（二次泵系统）可以采用定流量系统和变流量系统两种方式。我们通常讲的定流量或变流量就是指用户侧。

（2）主机侧的节能是通过压差旁通阀的旁通流量来实现主机开机台数的变化达到的，如果压差旁通阀的旁通流量达到一台主机的流量，即通知控制系统关闭一台主机。但在开启的主机侧流

（3）结合上一节冷热量，我们可以看到：L=Q×ΔT，如果用户侧的需求冷量改变，则可以通过改变用户侧流量或用户侧进回水温差来实现，但在实际使用中，我们的主机侧、进回水间的温差均为定值，我们主要是依靠改变系统流量来实现冷量的改变。。

（4）用户侧如果采用定流量系统，即为不安装电动二通阀，采取变风量（改变风机风速大小）来实现调节室温度；或安装电动三通阀实现定流量。定流量系统，业主初始投资少，但不节能，系统始终按最大流量运行，运行费用高。

（5）由于用户侧实际需求的冷量会随着用户数量的变化（开关）、或环境温度的变化（设定温度变化，导致阀门开度变化，引起流量变化）而改变。这时安装电动二通阀即可实现变流量，达到节能的目的。

四、一次泵系统和二次泵系统

（1）一次泵系统（也称一次循环）

主机、一次水泵和冷却塔是一一对应关系：一台主机配置一台一次水泵，

配置一台冷却塔。一次泵系统独立构成一次循环也叫一次循环，一次循环也可分为定流量和变流量两种系统。定流量一次泵系统肯定不节能，主要用在楼层低的小项目，我们不讨论；变流量一次泵系统通过压差旁通管路实现主机侧定流量，用户侧通过安装电动二通阀实现变流量，因此：主机和一次水泵为定流量运行，节能是通过用户侧流量的变化由自控系统调节主机和水泵运行台数来实现的。

调节主机和水泵运行台数的过程：

A、通过电子式压差旁通阀（注意：此时无法使用A800-自力式压差旁通阀，因为A800无法反馈压差的电信号），由压差传感器传递进回水间运行压差的电信号到主机或水泵的控制系统。我们假设，当用户数量减少时，通过用户侧的流量下降，压差旁通阀自动开大，流量增加，保证总流量不变；当用户数量增加时，通过用户侧的流量增加，压差旁通阀自动关小，流量减少，总流量不变。所以通过压差旁通阀的流量是和进回水间的压差发生关系的，我们只要设定主机或水泵的控制系统，当压差传感器检测到ΔP增加到ΔPmax（当压差旁通阀流过的流量

达到一台主机开启时的流量，此时进回水间的压差设定为ΔPmax）此时控制系统即可关闭一台主机，达到节能之目的。反之，当压差传感器反馈ΔP下降到ΔPmin时，控制系统即可开启一台主机。

B、通过旁通系统安装的流量计（此时可使用A800），由流量计将流量信号反馈给主机和水泵的控制系统，当旁通系统的流量达到一台主机的运行流量时，关闭一台主机；当旁通系统的流量小于现主机运行所需求的最低流量时，重新开启一台主机。

（2）二次泵系统（二次循环系统）