平衡阀介绍及其工作原理
暖通空调系统
一、暖通空调系统常见的几种水力平衡设备：
暖通空调系统常见的水力平衡设备主要有用于消除静态水力失调、实现静态水力平衡的静态水力平衡阀和用于消除动态水力失调、实现动态水力平衡的动态压差平衡阀、动态流量平衡阀、动态平衡电动开关阀、“动态压差平衡阀及电动调节阀组合”以及一体式动态平衡电动调节阀等。
1、静态平衡阀：
静态平衡阀是消除暖通空调水系统静态水力失调、实现静态水力平衡的主要设备。
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。
在暖通空调水系统中，静态平衡阀保证的不是系统中单个管道的流量值，它要维持的是在系统初调试时，通过静态平衡阀的调节作用，使系统中各个管路的流量比值及设计流量的比值一致，这样当系统的总流量等于设计总流量时，各个末端设备及管道的流量也同时达到设计流量。
静态平衡阀主要应用于系统分集水器、分支管道以及末端设备处。
2、动态压差平衡阀：
动态压差平衡阀是消除暖通空调系统动态水力失调、实现动态平衡的主要设备之一。
动态压差平衡阀具有关键点定压差功能，它通过阀门内部的自
力式机构，能自动地将系统两个关键点之间的压差恒定在设定压差值。
基于全面水力平衡系统对分系统定压、分级定压以及设备定压的要求，动态压差平衡阀广泛地应用在系统主管、分支管道以及各种末端设备处。
3、动态流量平衡阀：
动态流量平衡阀是消除系统动态水力失调的设备之一。
动态流量平衡阀实质是在一定的压差范围内维持管道的流量始终不变，流量值的大小可以根据系统要求进行定制，因此它又叫做“定流量平衡阀”。
动态流量平衡阀主要应用于水力系统中要求保持流量不变的管道，如冷水机组冷冻、冷却水管以及采用变风量调节系统制冷供热量的末端设备管道处。
4、动态平衡电动开关阀：
动态平衡电动开关阀是暖通空调水系统消除动态水力失调、实现动态平衡的主要设备之一。
动态平衡电动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。
动态平衡电动开关阀主要应用于风机盘管处，一方面，它具有传统电动开关阀的电动开关功能；另一方面，它又能在阀门开启时将流量始终恒定在风机盘管的设计流量。
5、“动态压差平衡阀及电动调节阀”组合：
动态压差平衡阀及电动调节阀组合是暖通空调水系统消除动态水力失调、实现动态平衡的主要设备之一。
动态压差平衡阀及电动调节阀组合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。
动态压差平衡阀及电动调节阀组合主要应用于空调箱、空气处理机组和新风机组等处。
6、一体式动态平衡电动调节阀：
一体式动态平衡电动调节阀及组合阀功能基本相同，它是把动态压差平衡阀及电动调节阀集成在一个阀体内。
一体式动态平衡电动调节阀主要应用于空调箱、空气处理机组和新风机组等处。
二、几种常见的全面水力平衡系统介绍：
1、“动态压差平衡阀及电动调节阀组合+动态平衡电动开关阀”（变流量全面水力平衡系统形式一）：
图1是变流量系统全面水力平衡系统形式一的简化流程图。
为了保证变流量系统实现全面水力平衡，主要配置了以下水力平衡设备：
⑴、静态平衡阀：
在系统机房集水器进水管、各层风机盘管分支管道供水管处设置静态平衡阀。
对于一些大型的系统，可以根据实际情况在离机房较近的空调箱、空气处理机组、新风机组等处设置一些静态平衡阀（图中未画出），也可以在一些主要的分支管道上设置一些静态平衡阀。
通过设置静态平衡阀，并在系统初调试时按照一定的步骤进行调节，保证系统各个并联环路的实际流量比值及设计流量比值一致，这样当系统的总流量调至设计总流量时，系统中各个并联管路的流量均同时达到设计流量，水力系统实现静态平衡。
⑵、动态流量平衡阀：
在制冷机冷冻水、冷却水（图中未画出）进水管处设置了动态流量平衡阀，将流入制冷机的水量恒定在制冷机所需的设计流量处以保护制冷机。
⑶、动态平衡电动开关阀：
在每个风机盘管处设置动态平衡电动开关阀，一方面，它能根据房间温控器的信号打开和关闭流经风机盘管的水量以调节房间温度；另一方面，它在阀门开启时又能将流量始终维持在风机盘管所需的设计流量。
⑷、动态压差平衡阀及电动调节阀组合：
在空调箱、空气处理机组、新风机组等处设置动态压差平衡阀及电动调节阀组合。通过组合阀的关键点定压差功能，动态地平衡系统的压
力变化，使这些末端设备的流量只受末端设备负荷变化的影响，而不受系统压力波动的影响。
通过应用这些水力平衡设备，一方面，在系统初调试时各个末端设备的流量同时达到设计流量，从而实现静态平衡，另一方面，系统在运行过程中各个末端设备的流量同时达到系统瞬时要求流量，且这些流量之间的相互调节不互相干扰，从而实现动态平衡。
这样，变流量水力系统就实现了全面的平衡。
2、“动态压差平衡阀及电动调节阀组合+动态压差平衡阀+电动开关阀”（变流量全面水力平衡系统形式二）：
图2是变流量系统全面水力平衡系统形式二的简化流程图。
该系统配置了以下全面水力平衡设备：
⑴、静态平衡阀：
在系统机房集水器进水管、各层风机盘管分支管道供水管处设置了静态平衡阀。
通过在系统初调试时按照一定的步骤对静态平衡阀进行调节，保证系统各个并联环路的实际流量比值及设计流量比值一致，这样当系统的总流量调至设计总流量时，系统中各个并联管路的流量均同时达到设计流量，水力系统实现了静态平衡。
⑵、动态流量平衡阀：
在制冷机冷冻水、冷却水（图中未画出）进水管处设置动态流量平衡阀，将流入制冷机的水量恒定在制冷机所需的设计流量以保护制冷机。
⑶、动态压差平衡阀+电动开关阀（风机盘管处）：
在每个风机盘管处设置电动开关阀，在每层风机盘管回水支管上设置动态压差平衡阀，一方面，电动开关阀根据房间温控器信号开启或关闭阀门以调节房间温度；另一方面，动态压差平衡阀能够动态的平衡各层之间由于风机盘管调节导致的系统压力波动，使层及层之间的流量调节不互相干扰。
⑷、动态压差平衡阀及电动调节阀组合：
在空调箱、空气处理机组、新风机组等处设置动态压差平衡阀及电动调节阀组合。通过组合阀的关键点定压差功能，动态地平衡系统的压力变化，使这些末端设备的流量只受末端设备负荷变化的影响，而不受系统压力波动的影响。
这种系统形式及系统形式一相比较只在风机盘管处有所不同，其优点是风机盘管处水力平衡设备的初投资减少；缺点是同层风机盘管处的温度调节会互相干扰，且各个风机盘管的流量不能恒定到设计流量值。对于精度要求不高的舒适性空调系统，这种系统形式是较适宜的。
3、“一体式动态平衡电动调节阀+动态平衡电动开关阀”（变流量全面水力平衡系统形式三）：
图3是变流量系统全面水力平衡系统形式三的简化流程图。
该系统主要配置以下水力平衡设备：
⑴、静态平衡阀：
在系统机房集水器进水管、各层风机盘管分支管道供水管处设置了静态平衡阀。
通过在系统初调试时按照一定的步骤对这些静态平衡阀进行调节，保证系统各个并联环路的实际流量比值及设计流量比值一致，这样当系统的总流量调至设计总流量时，系统中各个并联管路的流量均同时达到设计流量，该水力系统就实现了静态平衡。
⑵、动态流量平衡阀：
在制冷机冷冻水、冷却水（图中未画出）进水管处设置了动态流量平衡阀，将流入制冷机的流量恒定在制冷机所需的设计流量，以保证制冷机较好的工况条件。
⑶、动态平衡电动开关阀：
在每个风机盘管处设置动态平衡电动开关阀，一方面，它能根据房间温控器的信号打开和关闭流经风机盘管的水量以调节房间温度；另一方面，它在阀门开启时又能始终将流量维持在风机盘管所需的设计流量。
⑷、一体式动态平衡电动调节阀：
在空调箱、空气处理机组、新风机组等处设置一体式动态平衡电动调节阀。通过一体阀的动态平衡功能，动态地平衡系统的压力变化，使这些末端设备的流量只受末端设备负荷变化的影响，而不受系统压力波动的影响。
通过应用这些水力平衡设备，一方面，在系统初调试时各个末端设备的流量同时达到设计流量，从而实现静态平衡，另一方面，在系统运
行过程中各个末端设备的流量同时达到系统瞬时要求流量，且这些流量之间的相互调节不互相干扰，从而实现动态平衡。
这样，变流量水力系统就实现了全面的平衡。
4、“一体式动态平衡电动调节阀+动态压差平衡阀+电动开关阀”（变流量全面水力平衡系统形式四）：
图4是变流量系统全面水力平衡系统形式四的简化流程图。
该系统配置了以下水力平衡设备：
⑴、静态平衡阀：
在系统机房集水器进水管、各层风机盘管分支管道供水管处设置了静态平衡阀。
通过在系统初调试时按照一定的步骤对这些静态平衡阀进行调节，保证系统各个并联环路的实际流量比值及设计流量比值一致，这样当系统的总流量调至设计总流量时，各个并联管路的流量均同时达到设计流量，水力系统实现了静态平衡。
⑵、动态流量平衡阀：
在制冷机冷冻水、冷却水（图中未画出）进水管处设置动态流量平衡阀，将流入制冷机的水量恒定在制冷机所需的设计流量以保护制冷机。
⑶、动态压差平衡阀+电动开关阀（风机盘管处）：
在每个风机盘管处设置电动开关阀，在每层风机盘管回水支管上设置动态压差平衡阀，一方面，电动开关阀根据房间温控器信号开启或关闭阀门以调节房间温度；另一方面，动态压差平衡阀能够动态地平衡
各层之间由于风机盘管调节导致的系统压力波动，使层及层之间的流量调节不互相干扰。
⑷、一体式动态平衡电动调节阀：
在空调箱、空气处理机组、新风机组等处设置一体式动态平衡电动调节阀。通过一体阀的动态平衡功能，动态地平衡系统的压力变化，使这些末端设备的流量只受末端设备负荷变化的影响，而不受系统压力波动的影响。
这种系统形式及系统三相比较只在风机盘管处有所不同，优点是风机盘管处水力平衡设备的初投资较少；缺点是同层风机盘管的温度调节会互相干扰，且各个风机盘管的流量不能恒定到设计流量值。对于精度要求不高的舒适性空调系统，这种系统形式是较适宜的。
三、结语：
以上对暖通空调变流量水力系统常见的全面水力平衡设备进行了介绍，并对应用这些水力平衡设备的四种常见变流量全面水力平衡系统进行了分析。在实际的暖通空调工程实践中，应根据投资和系统精度要求合理的选择水力平衡设备和系统形式，既要满足工程设计和技术规范要求，又应结合工程实际情况，为甲方节约资金。