簡(jiǎn)介： 本文分析了動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥的特點(diǎn)及與傳統(tǒng)的電動(dòng)閥相比較的優(yōu)點(diǎn)；揭示了動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥是區(qū)別于傳統(tǒng)電動(dòng)閥的產(chǎn)品，是動(dòng)態(tài)平衡與電動(dòng)控制一體化的產(chǎn)品；介紹了這種閥的應(yīng)用及在系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大的變流量系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)提出了變流量水力系統(tǒng)全面平衡的概念、高效節(jié)能的特點(diǎn)及實(shí)現(xiàn)途徑。
關(guān)鍵字：動(dòng)態(tài)平衡 調(diào)節(jié)閥 變流量

近年來，隨著人們對(duì)生活品質(zhì)要求以及節(jié)能意識(shí)的不斷提高，暖通空調(diào)工程中變流量水力系統(tǒng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，一種新型的調(diào)節(jié)閥—?jiǎng)討B(tài)平衡電動(dòng)閥也因其優(yōu)越的動(dòng)態(tài)平衡特性而在越來越多的變流量水力系統(tǒng)中得到應(yīng)用。本文分析了動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥的特點(diǎn)及其與傳統(tǒng)的電動(dòng)閥門相比較的優(yōu)勢(shì)，介紹了動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥的應(yīng)用，同時(shí)提出了變流量水力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面水力平衡的概念及途徑。

一、暖通空調(diào)系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式的演化過程：

暖通空調(diào)系統(tǒng)最根本的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫度的調(diào)控，以滿足人們對(duì)環(huán)境舒適度以及一些工藝性的要求。

在早期的暖通空調(diào)系統(tǒng)中，一般采用定流量水力系統(tǒng)，通過對(duì)末端設(shè)備風(fēng)量的分檔控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域環(huán)境溫度的調(diào)節(jié)，如采用三速開關(guān)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)量以及通過變風(fēng)量空調(diào)箱進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)等。這種調(diào)節(jié)是簡(jiǎn)單、粗略以及分散式的，且在系統(tǒng)初調(diào)試合格后不需再對(duì)水力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

隨著人們對(duì)環(huán)境舒適度的要求以及節(jié)能意識(shí)的不斷提高，這種調(diào)節(jié)已經(jīng)不能滿足要求。于是人們開始采用變流量水力系統(tǒng)以及變風(fēng)量系統(tǒng)，通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥或風(fēng)閥執(zhí)行器對(duì)系統(tǒng)的水量或風(fēng)量進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫度的精確控制。

電動(dòng)調(diào)節(jié)閥既可以通過與各種傳感器、變送器以及控制器相連組成分散式的控制系統(tǒng)，也可以與樓宇控制系統(tǒng)相連組成分散控制、集中管理的中央控制系統(tǒng)，從而大大地提高了系統(tǒng)對(duì)環(huán)境溫度調(diào)控的能力。

但是在一些系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大的變流量系統(tǒng)中，由于多臺(tái)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥同時(shí)工作，任何一臺(tái)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作狀態(tài)的改變都會(huì)對(duì)其它的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生影響，而電動(dòng)調(diào)節(jié)閥本身的抗干擾能力又比較差，從而造成了整個(gè)系統(tǒng)不穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境溫度的調(diào)控能力下降，調(diào)節(jié)精度降低。

因此在目前的一些大型變流量中央空調(diào)水系統(tǒng)中，一種具有較強(qiáng)抗干擾能力的新型調(diào)節(jié)閥—?jiǎng)討B(tài)平衡電動(dòng)閥得到越來越廣泛的應(yīng)用。

同時(shí)，一種全新的全面平衡水力系統(tǒng)，也因其高效、穩(wěn)定和節(jié)能而被越來越多的大型變流量水系統(tǒng)所采用。

二、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥的特點(diǎn)及其與傳統(tǒng)的電動(dòng)閥門相比較的優(yōu)勢(shì)：

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥主要分為二類：用于風(fēng)機(jī)盤管調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥以及用于空調(diào)箱等調(diào)節(jié)的動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。

1、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥：

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥是區(qū)別于傳統(tǒng)的電動(dòng)二通閥的新一代產(chǎn)品。它不但具有傳統(tǒng)的電動(dòng)二通閥的電動(dòng)調(diào)節(jié)作用，即通過房間溫控器控制電動(dòng)二通閥的開啟和關(guān)閉來調(diào)節(jié)房間溫度，還具有動(dòng)態(tài)平衡的作用，即能在系統(tǒng)壓力波動(dòng)時(shí)始終維持電動(dòng)二通閥開啟時(shí)的流量保持不變，避免了如傳統(tǒng)的電動(dòng)二通閥在系統(tǒng)處于部分負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)時(shí)由于壓力波動(dòng)較大從而使輸送的水流量波動(dòng)較大、溫度控制誤差較大、房間忽冷忽熱的缺點(diǎn)。

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥的工作原理等同于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡閥與一個(gè)風(fēng)機(jī)盤管電動(dòng)二通閥的串聯(lián)，在電動(dòng)二通閥開啟時(shí)，通過動(dòng)態(tài)平衡閥的恒流作用使在系統(tǒng)壓力波動(dòng)時(shí)維持流經(jīng)風(fēng)機(jī)盤管的流量不變。

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥與傳統(tǒng)的電動(dòng)二通閥的比較：

2、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥：

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是區(qū)別于傳統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的新一代產(chǎn)品。

暖通空調(diào)系統(tǒng)一般要求電動(dòng)調(diào)節(jié)閥具有直線的流量特性曲線，即流量變化與閥體開度變化的比值是一個(gè)定值；對(duì)于系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大的變流量系統(tǒng)，還要求電動(dòng)調(diào)節(jié)閥具有等百分比的流量特性曲線，以滿足在小流量時(shí)調(diào)節(jié)較平緩，而在大流量時(shí)調(diào)節(jié)靈敏的要求。

傳統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥理想的流量特性曲線一般都是直線的或等百分比的。但是在實(shí)際的工作過程中，特別是在系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大的變流量系統(tǒng)中，由于調(diào)節(jié)閥進(jìn)出口壓差的波動(dòng)，其實(shí)際的工作流量特性曲線會(huì)偏離理想的流量特性曲線，使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)特性變差，調(diào)節(jié)精度降低。這種電動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作時(shí)不但受到標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)的控制，還受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響，抵抗系統(tǒng)干擾的能力較差。在系統(tǒng)壓力波動(dòng)較大或者閥權(quán)度較小時(shí)，調(diào)節(jié)精度變差甚至無法調(diào)節(jié)，導(dǎo)致調(diào)節(jié)的溫度忽高忽低，達(dá)不到系統(tǒng)對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)特性的要求。

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥是動(dòng)態(tài)平衡與電動(dòng)調(diào)節(jié)一體化的產(chǎn)品。它采用全新的設(shè)計(jì)理念，使得調(diào)節(jié)閥在系統(tǒng)實(shí)際工作過程中當(dāng)壓力波動(dòng)時(shí)，能動(dòng)態(tài)的平衡系統(tǒng)的壓力變化。因此，這種動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥工作時(shí)的流量特性曲線與理想的流量特性曲線是一致的，沒有偏離。特殊的設(shè)計(jì)保證了電動(dòng)閥的調(diào)節(jié)只受標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)的作用，而不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響，而且，對(duì)應(yīng)電動(dòng)閥的任一開度位置，其流量都是唯一和恒定的，對(duì)于暖通空調(diào)系統(tǒng)來說，這就意味著電動(dòng)閥在任一調(diào)節(jié)位置輸送的熱（冷）量都是穩(wěn)定的。因此，這種電動(dòng)閥特別適用在系統(tǒng)負(fù)荷變化較大的變流量系統(tǒng)中，具有抗干擾能力強(qiáng)，工作狀態(tài)穩(wěn)定，調(diào)節(jié)精度高的特點(diǎn)。避免了傳統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥即使在同一開度位置，由于系統(tǒng)壓力的波動(dòng)，其流量也是變化的，電動(dòng)閥輸送熱（冷）量不穩(wěn)定，抗干擾能力差、調(diào)節(jié)精度低的缺點(diǎn)。

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式分為閥前定壓式（如FLOWCON公司）和閥后定壓式（如OVENTROP公司）二種。，它們的原理是一樣的。對(duì)于閥前定壓式，其工作原理如（圖一）所示：

在系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大的變流量系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)壓力變化時(shí)，動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥二端的壓差（P1—P3）也隨之變化：

⑴、當(dāng)進(jìn)口壓力P1升高時(shí)，通過閥體內(nèi)部引壓通道的引壓作用，動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的動(dòng)態(tài)平衡閥芯（圖中后置帶阻尼元件閥芯）在P1作用下向上運(yùn)動(dòng)，使P2、P3間開度減少，閥體內(nèi)部壓力P2升高，從而保證電動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯二端的壓差（P1-P2）維持不變；當(dāng)進(jìn)口壓力P1降低時(shí)，，通過閥體內(nèi)部引壓通道的引壓作用，動(dòng)態(tài)平衡閥芯向下運(yùn)動(dòng)，使P2、P3間開度增大，閥體內(nèi)部壓力P2降低，從而保證電動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯二端的壓差（P1-P2）維持不變。因此，無論系統(tǒng)的壓力怎樣變化，通過動(dòng)態(tài)平衡閥芯的調(diào)節(jié)作用，使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯二端的壓差始終維持不變。因此這種電動(dòng)閥的抗干擾能力強(qiáng)，具有動(dòng)態(tài)平衡的功能；

⑵、當(dāng)電動(dòng)執(zhí)行器接受控制信號(hào)使電動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯開度變化時(shí)，由于不管系統(tǒng)壓差（P1-P3）如何變化，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥芯二端的壓差（P1-P2）始終維持不變，因此對(duì)應(yīng)于任一開度位置，其輸送的水流量都是一定的，并且這種電動(dòng)閥實(shí)際的流量特性曲線與其理想的流量特性曲線是一致的，沒有偏離，因此這種電動(dòng)調(diào)節(jié)閥較傳統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥具有更好的調(diào)節(jié)特性。

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與傳統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的比較：

三、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥門在系統(tǒng)中的應(yīng)用：

1、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥在系統(tǒng)中的應(yīng)用：

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥主要適用于暖通空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)盤管溫度控制。在系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大的變流量系統(tǒng)中優(yōu)勢(shì)明顯，如高級(jí)賓館、辦公大樓等的空調(diào)系統(tǒng)等。

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在系統(tǒng)中的應(yīng)用：

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥主要適用于暖通空調(diào)系統(tǒng)末端空調(diào)設(shè)備（如空調(diào)箱、新風(fēng)機(jī)組、空氣處理機(jī)）的溫度控制，在系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大的變流量系統(tǒng)中優(yōu)勢(shì)明顯。

四、暖通空調(diào)變流量水力系統(tǒng)全面平衡的概念及實(shí)現(xiàn)途徑：

1、全面水力平衡的概念：

暖通空調(diào)水系統(tǒng)水力失調(diào)分為靜態(tài)水力失調(diào)和動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。

由于設(shè)計(jì)、施工、設(shè)備材料等原因?qū)е碌南到y(tǒng)管道特性阻力數(shù)比值與設(shè)計(jì)要求管道特性阻力數(shù)比值不一致，從而使系統(tǒng)各用戶的實(shí)際流量與設(shè)計(jì)要求流量不一致，引起系統(tǒng)的水力失調(diào)，叫做靜態(tài)水力失調(diào)。

靜態(tài)水力失調(diào)是穩(wěn)態(tài)的、根本性的，是系統(tǒng)本身所固有的，是暖通空調(diào)水系統(tǒng)中水力失調(diào)的重要因素。

通過在管道系統(tǒng)中增設(shè)靜態(tài)水力平衡閥，在暖通空調(diào)工程水系統(tǒng)初調(diào)試時(shí)對(duì)系統(tǒng)管道特性阻力數(shù)比值進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其與設(shè)計(jì)要求管道特性阻力數(shù)比值一致，此時(shí)當(dāng)系統(tǒng)總流量達(dá)到設(shè)計(jì)流量時(shí)，各末端設(shè)備流量均同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量。因此，對(duì)于一個(gè)調(diào)試合格的系統(tǒng)，在運(yùn)行過程中是不存在靜態(tài)水力失調(diào)的。

系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中當(dāng)某些用戶閥門開度變化引起水流量改變時(shí)，系統(tǒng)的壓力產(chǎn)生波動(dòng)，其它用戶的流量也隨之發(fā)生改變，偏離系統(tǒng)要求流量，從而導(dǎo)致的水力失調(diào)，叫做動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。

動(dòng)態(tài)水力失調(diào)是動(dòng)態(tài)的、變化的，它不是系統(tǒng)本身所固有的，是在系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的。

通過在管道系統(tǒng)中增設(shè)動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備，當(dāng)其它用戶閥門開度發(fā)生變化時(shí)，通過動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備的屏蔽作用，使自身的流量并不隨之發(fā)生變化，末端設(shè)備流量不互相干擾。因此，選擇合理的動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備，如動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)閥，可以消除系統(tǒng)運(yùn)行過程中的動(dòng)態(tài)水力失調(diào)。

由于暖通空調(diào)變流量水力系統(tǒng)既存在靜態(tài)水力失調(diào)，又存在動(dòng)態(tài)水力失調(diào)，因此實(shí)現(xiàn)全面水力平衡的實(shí)質(zhì)就是在系統(tǒng)中同時(shí)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)水力平衡。

全面水力平衡是指一方面在系統(tǒng)的初調(diào)試時(shí)，使系統(tǒng)中各個(gè)末端設(shè)備的流量同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量，從而實(shí)現(xiàn)靜態(tài)水力平衡；另一方面，在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，系統(tǒng)中各個(gè)末端設(shè)備的流量同時(shí)達(dá)到系統(tǒng)要求流量（這個(gè)流量是由末端設(shè)備的實(shí)際瞬時(shí)負(fù)荷所決定的），且末端設(shè)備流量的變化只受設(shè)備負(fù)荷變化的影響，而不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響，即系統(tǒng)中各個(gè)末端設(shè)備流量的變化不互相干擾，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)水力平衡。

全面水力平衡保證了系統(tǒng)供給和需求水量的一致性，系統(tǒng)的水量消耗沒有任何浪費(fèi)，因此這種系統(tǒng)是高效和節(jié)能的。

2、全面水力平衡實(shí)現(xiàn)的途徑：

通過在系統(tǒng)中的一定部位安裝靜、動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全面水力平衡。

靜態(tài)水力平衡設(shè)備主要有靜態(tài)水力平衡閥，動(dòng)態(tài)水力平衡設(shè)備主要有動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥、動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、動(dòng)態(tài)流量平衡閥等。

暖通空調(diào)變流量水力系統(tǒng)全面水力平衡的解決方案如（圖二）所示。

通過在暖通空調(diào)水系統(tǒng)集水器回水主管、總管以及末端設(shè)備各層支路回水管等部位安裝靜態(tài)水力平衡閥，在系統(tǒng)初調(diào)試時(shí)通過一定的步驟進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證系統(tǒng)實(shí)際的管道特性阻力數(shù)比值與設(shè)計(jì)要求的管道特性阻力數(shù)比值一致，從而使系統(tǒng)在初調(diào)試合格后實(shí)現(xiàn)靜態(tài)水力平衡；

通過在末端風(fēng)機(jī)盤管處安裝動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)二通閥、在空氣處理機(jī)、空調(diào)箱、新風(fēng)機(jī)組處安裝動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，保證當(dāng)系統(tǒng)的一個(gè)末端設(shè)備由于自身負(fù)荷變化流量發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)中其它設(shè)備由于自身的動(dòng)態(tài)屏蔽作用流量并不隨之發(fā)生變化，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)各末端設(shè)備的流量只受自身負(fù)荷變化的影響，而不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響，這樣系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)水力平衡。

通過在主設(shè)備處安裝動(dòng)態(tài)流量平衡閥以保證設(shè)備運(yùn)行對(duì)于流量穩(wěn)定的要求。

通過在機(jī)房分、集水器上安裝電動(dòng)壓差旁通系統(tǒng)從而保證變流量系統(tǒng)對(duì)于水流量隨著系統(tǒng)負(fù)荷適時(shí)變化的要求。

通過安裝以上的水力平衡設(shè)備，并進(jìn)行合理的調(diào)試，這樣在系統(tǒng)調(diào)試合格后，一方面系統(tǒng)的各個(gè)末端設(shè)備流量在動(dòng)態(tài)閥門處于全開位置時(shí)同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)水力平衡，另一方面，在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，各個(gè)末端設(shè)備的流量同時(shí)達(dá)到系統(tǒng)實(shí)際要求流量（這種流量是適時(shí)變化的）且不互相干擾，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)水力平衡。

這樣，系統(tǒng)就實(shí)現(xiàn)了全面的水力平衡。

這種全面平衡的水力系統(tǒng)，由于其水流量是與系統(tǒng)實(shí)際要求流量適時(shí)一致的，而傳統(tǒng)的不平衡水力系統(tǒng)水流量總是大于系統(tǒng)實(shí)際要求流量，導(dǎo)致多余的流量造成系統(tǒng)能源的浪費(fèi)，因此這種系統(tǒng)是最節(jié)能的。

五、結(jié)語：

動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥為暖通空調(diào)變流量水力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全面的水力平衡及進(jìn)行精確的溫度、流量等調(diào)節(jié)、以及保證系統(tǒng)最大程度的節(jié)能提供了一種有效的解決途徑。但是，在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)暖通空調(diào)工程項(xiàng)目的投資、規(guī)模及水力系統(tǒng)的特點(diǎn)合理地選用水力平衡設(shè)備，既要保證工程設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，同時(shí)又應(yīng)采取合理的水力平衡方案，為甲方節(jié)約資金。

作者簡(jiǎn)介：

王曉松，男，1969年7月生，技術(shù)總監(jiān)、工程師, 100176，北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)同濟(jì)中路5號(hào), （010）67883603 13910116597, Email: oventropwxs@vip.sina.com