HVAC系统的水力平衡及解决方案

成房间温度震荡频繁。 ☆ 水泵的运行能耗过高。 ☆ 系统稳定时间过长。
Date
水力失调（不平衡）的常见现象：
2、压力失调的常见现象 ☆ 调节阀产生噪音和振动。 ☆ 调节阀关闭不上，严重时有烧阀危险。 ☆ 调节阀阀权度过小，阀门曲线变形，线 性散热受控系统变成上抛性散热受控系统。
Date
阀门的基本概念
☆ 调试工作量非常小，加速安装周期，系统改、扩建时可以免调试。
☆ 方便的修正实际和设计工况之间的差异。
☆ 最大流量限制功能。
Q kv p
Date
安装位置
☆ 定、变流量系统的管路，末端安装，不需逐级。 ☆ 变流量系统的管路，支管或立管安装，不需逐级。 ☆ 单导压管的阀必须回水安装，双导压管的阀供水或回水管安装均可。
手动平衡阀方案
Date
动态流量平衡阀方案
动态压差平衡阀
口径：DN15－DN40 螺纹连接。
1、ASV-PV 口径：DN15－DN100 螺纹连接
Date
2、AVP 口径：DN15－DN50 螺纹/法兰连接
3、AFP/VFG 口径：DN50－DN250 法兰连接
动态压差平衡阀
电动调节阀
wenku.baidu.com
膜盒 导压管
Date
口径：DN50－DN800，对夹连接。
动态流量平衡阀
功能：该款动态流量平衡阀在压降31-600KPa之间保持流量恒定。 作用：保持通过该阀的流量恒定。
Date
动态流量平衡阀
Q kv p
原理： 当来流压力P1增大时，阀胆的套筒向下运动，压缩阀胆内的弹簧，
同时减少阀胆底部阀孔的过流面积，即减少阀胆的Kv值。这样虽然阀胆 两端的压差ΔP增大了，但是Kv值减小了，在弹簧的作用下两者的乘积 即流量Q基本上保持不变。
HVAC系统的水力平衡及解决方案
Date
水力平衡概念中的挑战是什么?
缺少有效的手段来衡量好的水力平衡究竟带来了多大的节能效果. 更关注于主机（如冷机）方面的节能，而不关注由水力平衡所带来的
节能. 更关注于在监制系统方面的节能
但是
其实只有在系统的水力平衡时，主机（冷机）和控制系统 才能实现高效的节能
1=170/150 = 1.13 2=1.05 3=0.88
Date
3、计算各支管的流量比λ，找出有最大流量比的支管，如图λ1
BV 1.3.0
BV 1.2.0
BV 0
Date
BV 1.1.0
BV 1.0
BV 1.1.0 1=70/50 = 1.40 BV 1.2.0 2=60/50 = 1.20 BV 1.3.0 3=40/50 = 0.80
安装位置
Date
☆ 定流量系统的管路，逐级安 装，从末端支路到水泵出口的 各个支路。
☆ 变流量系统的大分支处（仅 当安装动态压差平衡阀的支路 上的压差大于动态压差平衡阀 的控制压差时才安装），末端 安装动态压差平衡阀。
☆ 供水管或回水管安装均可， 差别在于安装在供水管时，手 动平衡阀的工作压力要大于回 水管安装的情况，但是末端设 备和电动调节阀的工作压力情 况刚好相反。
4、计算各末端管路的流量比λ，找出有最小流量比的末端，如图λ1,，锁 定该阀
BV 1.1.3 BV 1.1.1
5
4
3
2
1
BV 1.1.0
BV 1.1.1 BV 1.1.2 BV 1.1.3 BV 1.1.4 BV 1.1.5
1=4/10 = 0.40 2=7/10 = 0.70 3=11/10 = 1.10 4=13/10 = 1.30 5=15/10 = 1.50
Date
1 11
k
2 v0
k
2 v1
k
2 v2
kv0
kv21 kv22 kv21 kv22
[m3 / h]
阀门的流通能力-Kv
3、公式推导：
p l v2 v2
d2
2
p ( l ) (Q / F )2
d
2
KV f ( , F, , , d,l)
KV f ( )
KV f（阀门开度）
衡和变流量系统的调试工况。 2、动态平衡
部分的调节阀动作时，系统平衡。例如变流量系统的运行工况。
Date
水力失调（不平衡）的常见现象：
1、流量失调的常见现象 ☆ 系统冷热不均： A、供热（冷）时近热远冷（近冷远热）。 B、某些支路水量偏大或偏小。 ☆ 变流量系统运行失调。 ☆ 负荷稳定，但房间调节阀动作频繁，造
Kv值时所用的是阀门压降，并非控制压差。用控制压差选驱动器。
Date
丹佛斯压差控制器选型表
阀门型号
ASV-PV DN15 ASV-PV DN20 ASV-PV DN25 ASV-PV DN32 ASV-PV DN40 AVP DN40 AVP DN50 AFP/VFG DN65 AFP/VFG DN80 AFP/VFG DN100 AFP/VFG DN125 AFP/VFG DN150
调节弹簧的预紧力,即可调节压 差设定值。
动态压差平衡阀
功能：
动态保持受控点之间的压差恒定在设定值。
作用：
☆ 保证受控系统的动态水力平衡，防止系统出现动态失调。
☆ 防止电动调节阀调节阀产生噪音和振动。
☆ 系统中的调节阀门可选用驱动力较小的驱动器，避免烧阀危险。
☆ 为调节阀提供良好的阀权度，确保线性散热受控系统的实现，保证系统的 迅速稳定。
Date
☆ 测量形式为固定 节流孔板，测量误差 小。
☆ DANFOSS采用针式 测量接头，具有自密 封功能，直接插入测 量头即可取压。
☆ 阀体上有开度显 示，手轮位置不随开 度的变化而升高或降 低，手柄有一定长度， 管道的保温不能影响 开度刻度的读取。
动态流量平衡阀-AQ
口径：DN15－DN50，内螺纹连接。
Date
对于调节阀，当阀 门开度没有发生变化时， 阀门的流通能力不变。 仅当调节阀的开度发生 变化时，阀门的流通能 力才发生变化。
调节阀曲线与系统稳定时间的关系
Date
如何实现盘管散热量和阀门开度的线性关系
由于盘管静特性为指数特性，因此为了 达到良好的受控效果，通常采用对数型曲线 的调节阀。只有保证一定的阀权度，才能保 证阀门的实际曲线符合要求。由于盘管静特 性与供水水温差有关，因此，小温差对于这 个问题更敏感，所以这个问题在夏季空调设 计中尤为重要，否则，系统稳定时间过长。
B、不应串联安装，即同一环路不应供回水管 同时安装手动平衡阀。
C、系统调试工作比较复杂，往往需要专业调 试公司进行调试。
手动平衡阀的调试步骤
1、首先对干管、立管、支管、末端的手动平衡阀编号
Date
2、计算各立管的流量比λ，找出有最大流量比的立管，如图λ1
λ=测量流量/设计流量
BV 0
BV 1.0
Date
阀门理想流量特性
Date
☆ 1：直线型：单位行程变化引
起的流量变化相等。
☆ 2：抛物线型：流量特性为一
条二次抛物线，介于直线与等百 分比特性之间。
☆ 3：等百分比型：同样行程在
小开度时流量变化小，大开度时 流量变化大。
☆ 4：快开型：行程较小时，流
量就比较大，阀的有效行程＜d/4， 多用于关断阀。
选型和注意事项
Date
选型：
按照Kv值选型，所选阀门的Kv值要大于 设计值。
最小开度大于全行程的20%
阀门最小压降大于3KPa
使用注意事项：
A、不能采用蝶阀、闸阀、截止阀、球阀等关 断类阀门代替手动调节阀。关断类的阀门曲 线为上抛型曲线，调节灵敏性很差；而手动 平衡阀的特性曲线接近直线特性，调节灵敏 度较高。
低压侧
中压侧
Date
高压侧
原理：
电动调节阀上游的高压通过导压 管引导至控制膜盒下侧；电动调节阀 下游的压力通过外部导压管或内部导 压孔引导至控制膜盒上侧。
当高压侧的压力升高时，膜盒向 上运动，带动阀杆、阀锥也向上运动， 造成中压侧压力升高，从而动态的保 持中压侧和高压侧之间的压力差与弹 簧的预设力平衡，从而保证了电动调 节阀两端压差的动态恒定。 当高压 侧的压力降低时，膜盒向下运动，情 况类似。
BV 2.0
BV 3.0
设计流量 : 立管1 BV 1.0 - 150 l/h 立管2 BV 2.0 - 200 l/h 立管3 BV 3.0 - 180 l/h
测量流量 : 立管1 BV 1.0 - 170 l/h 立管2 BV 2.0 - 210 l/h 立管3 BV 3.0 - 160 l/h
选型：
仅按照流量选型。 使用注意事项： A、阀门压力工作范围，要大于最小启动压差。 B、不能和比例积分的电动调节阀串联安装。
结果：会使电动调节阀两 端的压差△P增大，调节 阀产生噪音和振动，调节 阀关闭不上，严重时有烧 阀危险。
Date
丹佛斯动态流量平衡阀的特点
☆ 第三代阀胆技术
大开口式设计 滚动密封
手动平衡阀
Date
原理：
通过旋转手柄调节阀芯的上 下运动，以改变阀门的Kv值，通 过专用仪表连接阀门两端的测压 点可以测量阀门的压降和通过流 量，并可以锁定阀门的开度。
功能：
☆ 调节阀功能，精确调节KV值。
☆ 具有关断和测量阀门的压降和 流量功能。
作用：
消耗富余压差，使管路流量 和压降与设计值一致，测量流量。
Date
实现水力平衡的手段
1、静态平衡 ☆ 水力计算、合理配管。 ☆ 同程式。 ☆ 静态平衡阀。 ☆ 动态压差平衡阀或动态流量平衡阀。 2、动态平衡 ☆ 动态压差平衡阀是解决动态失调的唯一途径。
Date
平衡阀的分类
1、静态类平衡阀
☆ 手动平衡阀：又称静态平衡阀，平衡阀，通过手动调节阀门开度 改变阀门的KV值，消耗多余的压差，测量通过该阀的流量和压降。
Date
安装位置
限流后管路特性曲线 管路特性曲线
水泵曲线
台数变化后水泵曲线
☆ 定流量系统的管路，末端安装，不需逐级。 ☆ 一次泵系统冷冻水泵、冷却水泵处，防止台数变化时水泵过流。 ☆ 冷却塔等需要恒定流量的场所。 ☆ 供水管或回水管安装均可。
Date
选型和注意事项
✗
对于电动调节阀：
Q kv p
Date
什么是一个水力平衡的系统
标准： 1、流量平衡
受控系统的流量在任何时候均能够满足实际要求 。
Q G c T
2、压力平衡 受控系统的压力分布在任何时候均能够满足实际要求 ，并不产生
额外的问题（例如噪音等）。
Date
平衡的分类
1、静态平衡 所有的调节阀都不动作时，系统平衡。例如定流量系统的水力平
2、动态类平衡阀 ☆ 动态流量平衡阀：又称动态平衡阀，自力式流量控制阀，在一定 的压差范围内维持流量动态恒定（在一个区间内）。 ☆ 动态压差平衡阀：又称压差控制器，维持压差在一定的范围内动 态恒定（在一个区间内）。
Date
手动平衡阀
1、MSV-C 口径：DN15－DN50， 内螺纹连接。
Date
2、MSV-F2 口径：DN50－DN400， 法兰连接。
阀门的流通能力-kv
1、定义：阀门两端的压差为1bar时，阀门全开时流经阀门的流量，以
m3/h计。
kv
Q Δp
[m3 / h]
流量: Q k v p [m3 / h]
2
压降:
Δp
Q kv
[bar]
２、计算：
阀门并联
阀门串联
kV 1
kV 1
kV 2
kV 2
k v0 k v1 k v2
[m3 / h]
阀门理想流量特性的实现：阀芯形状
（1）直线特性阀芯 （2）等百分比特性阀芯 （3）快开特性阀芯 （4）抛物线特性阀芯 （5）等百分比特性阀芯（开口形） （6）直线特性阀芯（开口形）
Date
阀权度
阀权度的定义：
a pv100 pv100 pv0 psmax
Δpv100: 阀门全开时阀上的压降 Δpv0: 阀门全关时阀上的压降 Δpsmax：系统的总压降
Date
丹佛斯动态压差平衡阀的特点和选型
特点： ☆ 口径范围大，DN15-DN250。 ☆ 压差控制范围大且选择灵活，有0.15-1.5bar、0.1-0.7bar 、 0.05-0.35 bar、 1-6bar、 0.5-3bar等多个规格可供选择。
选型： 阀体按照Kv值选型，所选阀门的Kv值要大于设计值，计算阀门
☆ 滚动密封，确保将误差降到最低。
☆ 工作压差范围宽，工作压力至 350Kpa(10,11,20,30,40 阀 胆 ） 及 600KPa（50,60阀胆）
☆ 阀胆材质为黄铜（40以下阀胆）或 不锈钢（50以上阀胆）
☆ 大开口式设计，具有自清功能，能 够有效地防堵。
Date
定流量系统水力平衡方案：
Date
5、依次调整各阀的流量比和最小的末端流量比后锁定该阀
BV 1.1.3 BV 1.1.1
5
4
3
2
1
BV 1.1.0
BV 1.1.1 BV 1.1.2 BV 1.1.3
1 = 0.4 2 = 0.4 3 = 0.4
6、依次调整干管和支管的手动平衡阀，方法相同，直至完成
Date
丹佛斯手动平衡阀的特点