1前言

近20年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速增長，城市建設(shè)和城市化水平也發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年城市化水平為37%。根據(jù)計(jì)劃，到2020年，城市化水平將超過50%，城市建設(shè)每年將超過10億m2.城鎮(zhèn)新建公共建筑3~4億m²，建筑能耗占總能耗的23%，預(yù)計(jì)到2010年將達(dá)到1/3。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，對空調(diào)和供暖的需求迅速增長，建筑能耗將繼續(xù)上升。

單個(gè)房間室內(nèi)環(huán)境溫度變化1℃，它不會改變?nèi)藗兊氖孢m感和能耗值，但會對整個(gè)大建筑造成巨大的浪費(fèi)。冬季供暖，從20歲開始℃室內(nèi)溫度每升高1次℃，在中歐，供暖成本至少會增加8%(圖1)，在南歐達(dá)到12%；夏季制冷，從23開始℃室內(nèi)溫度每降低1℃，在歐洲，制冷成本至少會增加15%。筆者認(rèn)為，在我國，上述情況下熱量(冷量)的消耗肯定不止這些。

圖1 在歐洲，與舒適的室內(nèi)環(huán)境溫度設(shè)計(jì)相比，溫度每升高或降低一次

一般來說，為了節(jié)約能源，建筑供熱（冷）中心將關(guān)閉或減少供熱（冷），但第二天早上工作后，為了使室內(nèi)快速達(dá)到舒適的溫度，能源中心將增加能源供應(yīng)，通過平衡閥平衡系統(tǒng)，可以更快、更好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。如圖2所示，為了達(dá)到設(shè)計(jì)溫度，能源中心需要提前啟動(dòng)2h，然而，最有利的環(huán)路可以在很短的時(shí)間內(nèi)使室內(nèi)達(dá)到舒適的溫度，而最不利的環(huán)路需要很長時(shí)間才能使室內(nèi)達(dá)到舒適的溫度，這大大增加了能耗。如果整個(gè)系統(tǒng)平衡，將平衡各環(huán)路室內(nèi)達(dá)到舒適溫度的時(shí)間，縮短能源中心提前打開的時(shí)間，節(jié)約能源。

根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)，如果一棟建筑能提前30min如果達(dá)到預(yù)期的室內(nèi)溫度，每天可以節(jié)省6%的能量消耗。

在沒有系統(tǒng)平衡的建筑物中，能源中心需要提前啟動(dòng)加熱(冷)設(shè)備，增加能量損失

♂

2 計(jì)算方法

通過以上描述，我們可以了解平衡閥的計(jì)算和選擇對整個(gè)加熱和制冷系統(tǒng)的重要性。以下是作者對平衡閥計(jì)算和選擇的詳細(xì)描述。

如果平衡閥的規(guī)格大于所需的規(guī)格，一方面會增加項(xiàng)目的初始投資。另一方面，為了保證分支系統(tǒng)所需的流量，平衡閥的開啟度會很小，影響平衡閥的調(diào)節(jié)精度。平衡閥的最佳開啟度為整個(gè)閥門的50%~100%，從而在平衡閥位置獲得壓降，使系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)流量。

對于平衡閥，如果平衡閥位置的壓降小于3kPa，因此，由于平衡閥前水泵、調(diào)節(jié)閥和彎頭的紊亂會降低平衡閥的調(diào)節(jié)精度，因此在設(shè)計(jì)過程中也需要考慮這一因素。

一般閥門的選擇是根據(jù)流經(jīng)閥門的流量和系統(tǒng)的壓力來選擇的，其中一個(gè)重要參數(shù)是KV值與閥門前后所需的流量和壓降有關(guān)，如下：

例如，平衡閥所需的壓降（ΔP）為15kPa，流經(jīng)閥門的流量為2萬L/h，根據(jù)上述公式，KV=5.16(見圖3)根據(jù)接近原則選擇的閥門規(guī)格DN20.該公式假設(shè)該平衡閥所需的壓降已知。

當(dāng)平衡閥所需的壓降不能確定時(shí)，平衡閥的規(guī)格也可以根據(jù)表1給出的流量進(jìn)行選擇。如果不知道流經(jīng)閥的壓降，也可以根據(jù)以下描述選擇平衡閥的規(guī)格。流經(jīng)平衡閥的流量在設(shè)計(jì)中已經(jīng)知道，管道是20℃根據(jù)管道的特點(diǎn)，可以得到下每米的壓降，然后，根據(jù)圖3，可以選擇平衡閥的規(guī)格。

表1 平衡閥選擇圖

♂

圖3 鋼管在20℃其壓降（Δp）、流速（v）、流量（q）和管道規(guī)格（d1)關(guān)系

例如，管道的規(guī)格是DN25.經(jīng)初步計(jì)算，管道流量為2萬L/h，該管道的壓降系數(shù)為530Pa/m，由于壓降過大，根據(jù)圖3，管道規(guī)格優(yōu)化為DN32.根據(jù)圖3(壓降、流量和管道規(guī)格為線性關(guān)系)，通過管道的流量為2萬L/h，然后我們可以得出平衡閥的規(guī)格是DN25.此外，圖3還可以檢查所選平衡閥是否與管道規(guī)格相匹配。

圖3顯示了在選擇管道規(guī)格時(shí)確定平衡閥規(guī)格的情況。通常，平衡閥的規(guī)格與管道規(guī)格一致或小于管道規(guī)格，但必須標(biāo)記其參數(shù)，以便于系統(tǒng)調(diào)試。

例如，管道的規(guī)格是DN80，流量為20m³/h，該管道的壓降系數(shù)為135kPa/m，然后，根據(jù)這些參數(shù)選擇平衡閥的規(guī)格DN65或DN80是可以接受的。

3 安裝說明簡單

以下簡要描述了平衡閥的安裝要求，以確保平衡閥的正常運(yùn)行和施工方便。

為保證平衡閥調(diào)節(jié)精度，平衡閥前后應(yīng)保證一定長度的直管段，詳見圖4。

圖4 平衡閥對前后直管段的要求

如圖4所示，如果平衡閥前有設(shè)備（設(shè)備），如水泵或其他控制閥，為了保證調(diào)整精度，平衡閥應(yīng)安裝在設(shè)備（設(shè)備）后至少10倍，在此間距內(nèi)，不得安裝任何可能引起干擾的設(shè)備（如壓力表或壓力傳感器等）。

4 結(jié)論

通過以上闡述，得出了平衡閥在系統(tǒng)中的重要性和準(zhǔn)確選擇平衡閥規(guī)格和參數(shù)的方法，以確保項(xiàng)目設(shè)計(jì)優(yōu)化項(xiàng)目初始投資，指導(dǎo)項(xiàng)目建設(shè)。