李先瑞[中國建築科學研究院空調所] 2003-07-21
供熱、空調系統的節能是建築節能很重要的組成部分之一。平衡閥是供熱、空調熱、冷水系統節能
的關鍵裝置之一。
一、平衡閥是水系統節能的關鍵裝置
1、平衡閥是空調、供熱冷、熱水系統水力失調、熱力失調的克星，是實現冷、熱水系統水力平衡的關鍵
器件。2、平衡閥是空調供熱系統計量收費不可缺少的重要裝置之一。因為，只有先解決流量分配不均的問題，
才能夠實現熱計量。
3、平衡閥是使空調、供熱系統各種裝置、管網和水幫浦的特性曲線，工作點實現很好匹配的關鍵。從而使
各種裝置、水幫浦實現了節能執行，使空調、供熱系統成為乙個節能的系統。
4、平衡閥是保證空調、供熱系統安全、可靠執行的重要裝置，為所有使用者創造了舒適的室內熱環境，使
所有使用者都滿意的關鍵。
數千項工程實際執行的效果也證明平衡閥是空調、供熱系統提高能效、降低耗能、減少工程造價保
證安全、可靠執行，使使用者滿意的系統中不可缺少的重要裝置之一
二、使用者的滿意，使平衡閥有了廣闊的市場
空調所發明並製造了中國第一台平衡閥，開發和研製了解決水系統水力失調的硬體-平衡閥和軟體-專用智慧型儀表；申報並獲得了中國第乙個平衡閥專利，並被評選為中國專利發明創造優秀獎，多次獲得建設部、國家科委科學技術進步獎和科技成果推廣應用獎。數次被列入北京市、建設部和國家科委重大
科技成果推廣計畫。並被國家評為國家級新產品。
從2023年生產系列化平衡閥產品以來，空調所的北京愛康環境技術開發公司一直致力於提高產品的
科技含量。現已開發研製出效能更好、外觀更美、重量更輕、調節更簡單的第三代產品。
十年間，平衡閥己銷售數拾萬台，應用分布於全國30個省市自治區2400餘個工程。絕大部分應用單位己獲得較明顯的節能效益、經濟效益和社會效益，得到了有關部委、各地市**、設計部門、熱力
公司、房地產公司、物業管理公司和使用者的歡迎。因此，使用範圍發展的更快更廣。
①.應用範圍越來越廣
從特大城市、大中城市到小城市、小城鎮，據不完全統計，三北地區約有70個城市使用了平衡閥。從熱力公司、住宅小區到機關大專院校和各類廠區。據不完全統計，熱力公司約有2000萬m2，住
宅小區約有1000萬m2採用了平衡閥。
從供熱、採暖到空調系統，目前南至海口、北至哈爾濱約100項空調工程採用了平衡閥。
②.有關**部門和市**越來越重視。
採用平衡閥的供熱、空調系統能安全、可靠的保證使用者達到室內要求，室溫達標率高，使用者投訴率
大幅度減少，社會效益非常好，深得各級**歡迎。
③.熱力公司、物業管理公司越來越主動。
採用平衡閥後，熱力公司、物業管理公司實現了節能執行，減少了熱耗、電耗、擴大了供熱面積，
使熱源、熱網、熱力站整個系統成為節能系統。因此，他們越來越主動地使用平衡閥。
④.設計單位越來越有興趣。檢查設計***壞的標準是使用效果。
在整個系統中，平衡閥所佔投資很少，但作用卻很大。因此，設計單位十分感興趣，將它們列入到設計標準，規程中，要求設計中採用平衡閥。
三、工程應用驗證了平衡閥對供熱系統節能的貢獻
1.58萬m2供熱面積的廊坊熱力公司，60萬m2供熱面積的石佛營小區，20幾萬m2的西安黃河儀器廠，100多萬m2的航天部運載火箭研究所大院，20多萬m2的總參三部機關大院等供熱系統具有如下
特點：①.供熱面積大，熱源與熱電戶直接聯接。
②.水力失調、熱力失調十分嚴重，近端使用者室溫高(有的室內高達28～29℃)，遠端使用者室溫低(有的低
於10℃)，室溫達標率低，使用者投訴率高。
③.由於近端使用者阻力損失小，近端併聯管網壓差大，供水從近端短路回到熱源廠或熱力站中，造成回水
溫度過高的假象，增加了系統電耗，浪費了熱能。
④.由於有些使用者室溫低，執行時採用增加供熱量，至使1噸/時鍋爐出力只能供熱2000m2～5000m2；加大迴圈水幫浦，降低了水輸送係數，增加了電耗或增加接力幫浦，增加了電耗，使水力失調更嚴重。平衡閥屬於調節閥範疇，它的工作原理是通過改變閥芯與閥座的間隙(即開度)，改變流經閥門的流動阻力，達到調節流量的目的。
平衡閥的阻力係數較大，吸收剩餘壓頭的能力較高。當將它安裝在支管和使用者的入口時，通過開度調節，增加近端壓降(即吸收近端剩餘壓頭)，即可使近端流量達到設計值，又可使水流到中端、遠端，實現了水力平衡。對使用者來說，室溫達標率增高；對物業管理公司來說，提高水輸送係數，增大了1噸/時鍋爐出力的供熱面積。
這些使用者使用平衡閥後，節能、節電均達到15%
以上。2.寶雞熱力公司、名都園住宅小區，總參三部，南小營供熱廠13#熱力站等很多供熱工程等均為大流量、小溫差的執行方式，選擇的迴圈水幫浦多為流量大、軸功率高的水幫浦。
實際執行時，執行點偏離水幫浦設計
工作點，水幫浦效率降低，軸功率增高，電耗增加。
分析乙個例子：
某系統未經過設計計算，先用流量(設計流量)272公尺3/時，揚程33公尺水柱的水幫浦(其葉輪直徑d1=280亳公尺)，圖1中a點即為設計的水幫浦工作點。但在實際執行時，由於計算阻力偏高，執行移至b點(流量318公尺3/時，揚程29.7公尺水柱)。
從a點移到b點，由於水幫浦效率下降，而使功率30.35千瓦增高至32.66千瓦，如果系統借助平衡閥(如總管水幫浦後的平衡閥)調節管路阻力，使水幫浦工作點返
回a點，這樣可以降低水幫浦功率(32.66-30.35)/30.
35=7.6%。不過，要想節省更多的電能，應該更換小型號水幫浦。
具體做法如下：供助於總管平衡閥可以獲得它全開時的工作點，即b點，流量318公尺3/時。根據水幫浦轉速不變，葉輪直徑d與流量q的關係式d1/d2=q1/q2，可求出合適的水幫浦葉輪直徑，即d2=d1(q1/q2)=28 0×(272/318)=239公釐，取d2=240公釐(即9-1/2」)。
換上合適型號水幫浦後，調整總管平衡閥，即可獲得執行點c。此時水幫浦功率下降到22.37千瓦。
與b點相比，水幫浦功
率下降(32. 66-22.37)/31.66=31.5%。
安裝平衡閥後，寶雞熱力公司、南小營13#熱力站執行時，都減少了一台迴圈水幫浦。建議名都園住
宅小區選擇型號較低的迴圈水幫浦。
3.絕大部分使用平衡閥的供熱工程基本上是因室溫不均，許多使用者室溫不能達標而定的。
圖2為採暖系統水力失調時系統建築中室溫分布曲線。橫座標為室溫，縱座標表示某室溫的房間佔全部房間的百分數。曲線a為水力失調時室溫分布曲線，只有一小部分房間室溫為要求的溫度18℃，大部分室溫遠超過18℃，此時全部房間平均室溫為20℃。
對於水力平衡的系統(曲線b)大部分房間的室溫
的要求溫度18℃。
對於乙個供熱小區，所供熱的建築面積中平均室溫由20℃下降到18℃，不僅大幅度減少供熱量，同時大大提高了供熱品質。對於空調系統，情況與採暖的相似，一般來說，採暖系統每降低1℃平均溫度可節能5-10%。空調系統每提高1℃平均溫度可節能10～20%採暖系統實現平衡後，常可以降低平均室溫
1-3℃，而空調系統可以提高1-2℃，這樣系統實現平衡後，就供熱(冷)量而言，可節能5-30%。
平衡閥及專用智慧型儀表是空調所的專利產品，我們將不斷努力，加大科技含量，生產出質量更好、調節更方便的產品，為供熱系統的節能作出更大的貢獻。
平衡閥在供熱系統中起到什麼作用
平衡閥是一種特殊功能的閥門，它具有良好的流量調節特性，相對流量與相對開度呈線性關係。有精確的閥門開度指示，最小讀數為閥門全開度的1 有可靠的開度鎖定記憶裝置，閥門開度變動後可恢復至原鎖定位置。有截止功能，安裝了平衡閥就不必再安裝截止閥。有定量的測量功能和調節功能，系統除錯時，除錯人員通過與專用智慧型...
平衡閥的工作原理
平衡閥的工作原理是 在平衡閥的閥瓣上設計有導流孔 見附圖 閥門關閉時，閥瓣下方的高壓介質通過導流孔進入閥瓣上方的閥腔內，高壓介質在閥腔內對閥瓣產生乙個對閥瓣向下的推力，該力與閥瓣下方介質對閥瓣向上的推力相平衡，因此閥瓣在關閉時就減少了乙個介質對閥瓣向上的推力，使閥瓣的關閉力大大減小 減小乙個介質向上...
單向順序閥和平衡閥的區別
平衡閥也稱限速鎖，是一種外控內洩式單向順序閥，由1個單向閥和1個順序閥合併在一起使用。筆者認為這是一種不嚴謹的說法，其實兩者是不能等同的，本文通過兩種閥的具體結構和工作原理來說明單項順序閥和平衡閥的區別。1 單項順序閥的結構及工作原理 外控單項順序閥的結構圖如圖1所示，其工作原理是控制油口x的壓力油...