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空調(diào)水系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥性能改進(jìn)施工方法
閱讀：416 發(fā)布時(shí)間：2014-12-22
原文作者：無錫科萊恩流體控制設(shè)備有限公司
隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，*空調(diào)已經(jīng)遍布我們身邊的很多場(chǎng)所，*空調(diào)能耗在公共建筑的能耗中占了很大的比例，因此對(duì)*空調(diào)節(jié)能途徑的探討目前仍是一個(gè)熱點(diǎn)。*空調(diào)的節(jié)能途徑有很多，但電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際調(diào)節(jié)特性對(duì)*空調(diào)的能耗影響則很少涉及。在此就簡(jiǎn)單談一下水系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥性能改進(jìn)的施工方法。
閥門在供熱空調(diào)水系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用于控制水的壓力、流量和流向。供熱空調(diào)水系統(tǒng)閥門的種類和工作原理：供熱空調(diào)水系統(tǒng)中常用的閥門按閥體結(jié)構(gòu)形式和功能可分為閘閥、蝶閥、截止閥、球閥、旋塞閥、止回閥、減壓閥、安全閥、疏水閥、平衡閥等類。按照驅(qū)動(dòng)方式分為手動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、氣動(dòng)等四種方式。
1調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性
應(yīng)用于空調(diào)水系統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的理想流量特性一般為等百分比特性。實(shí)際工作中因?yàn)檎{(diào)節(jié)閥必須與末端空調(diào)盤管串聯(lián)使用，調(diào)節(jié)閥在節(jié)流面積發(fā)生變化的同時(shí)，還發(fā)生閥前、后壓差的變化，從而使實(shí)際流量特性偏離等百分比特性。調(diào)節(jié)閥的實(shí)際工作流量特性可用閥門的權(quán)度來反映。權(quán)度s為調(diào)節(jié)閥全開時(shí)閥上的壓差與末端管路進(jìn)出口壓差的比值。隨著閥門權(quán)度5的下降，流量特性將趨向于直線特性。值太小時(shí)將嚴(yán)重影響自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量，通常5的推薦值在0．3～0．5之間。
2選擇合適的水力平衡來保證電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能
平衡閥是一種特殊功能的閥門，它具有良好的流量特性，有閥門開啟度指示，開度鎖定裝置及用于流量測(cè)定的測(cè)壓小閥。利用智能儀表，輸入閥門型號(hào)和開度值，根據(jù)測(cè)得的壓差信號(hào)就可直接顯示出流經(jīng)該平衡閥的流量值，只要在各支路及用戶入口裝上適當(dāng)規(guī)格的平衡閥，并用智能儀表進(jìn)行一次性調(diào)試，就可使各用戶的流量達(dá)到設(shè)定值。
2.1空調(diào)水系統(tǒng)中常用的水力平衡措施空調(diào)系統(tǒng)中常用的水力平衡措施包括設(shè)置靜態(tài)平衡閥、動(dòng)態(tài)平衡閥和壓差類平衡閥等。同程管僅能解決管路長短不同而導(dǎo)致的水力不平衡問題，不在本文討論范圍內(nèi)。靜態(tài)平衡閥是一種可以調(diào)節(jié)閥門阻力系數(shù)的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。在干管、支管上安裝足夠多的靜態(tài)平衡閥，經(jīng)過良好調(diào)試以后，可以解決水系統(tǒng)額定工況水力不平衡的問題。
2.2動(dòng)態(tài)平衡閥可以自動(dòng)消除閥門兩端壓差變化的影響來恒定通過閥門的水流量，也叫“恒流閥或限流閥”。動(dòng)態(tài)平衡閥沒有固定的阻力系數(shù)，當(dāng)兩端壓差增大時(shí)，這種閥門可自動(dòng)增大阻力來補(bǔ)償壓差的變化值，以保持流量不變。當(dāng)壓差小于其zui小壓差(一般為1～3m)時(shí)，它的閥膽開度達(dá)到zui大，則不再有補(bǔ)充壓差能力，這時(shí)它相當(dāng)于一個(gè)局部阻力系數(shù)固定的普通閥門，流量將隨著壓差的減小而減小。反之，當(dāng)壓差大于其zui大壓差(正常的系統(tǒng)不可能出現(xiàn)，其zui大壓差可達(dá)30～40m)時(shí)，閥膽開度達(dá)到zui小，流量將隨壓差的增大而增大。由于動(dòng)態(tài)平衡閥的這種特性，它對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)性能的影響比較復(fù)雜，不能簡(jiǎn)單用權(quán)度來衡量。
2.3壓差類平衡閥實(shí)際上是一種壓差控制閥，通過控制空調(diào)水系統(tǒng)某處供回水管的壓差，使系統(tǒng)達(dá)到水力平衡的目的。無論是網(wǎng)路壓力出現(xiàn)波動(dòng)，還是被控對(duì)象內(nèi)部的阻力發(fā)生變化，壓差平衡閥均可維持施加于被控對(duì)象的壓差恒定。前者除能維持靜態(tài)水力平衡外，還可避免不同環(huán)路間工作時(shí)的互相影響(即保持動(dòng)態(tài)水力平衡)，常用于空調(diào)系統(tǒng)支干管進(jìn)出口恒定環(huán)路進(jìn)出口壓差，也可在末端環(huán)路使用。后者將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩端壓差恒定(現(xiàn)在多采用電動(dòng)調(diào)節(jié)與壓差控制二合一的閥門)后，使其達(dá)到理想的工作條件，即電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際工作流量特性與理想流量特性是一樣的，具有*的調(diào)節(jié)效果。
3采用合理的閥門選型方法改進(jìn)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能
調(diào)節(jié)閥的選型應(yīng)根據(jù)末端環(huán)路管道設(shè)備的阻力，按照0．3～0．5的權(quán)度值進(jìn)行選型。然而，并聯(lián)末端環(huán)路之間的阻力往往并不相等，除了管道長度可能不同外，空調(diào)箱本身的阻力也因不同的型號(hào)及制冷量而不同，同一系統(tǒng)中zui低和zui高空調(diào)箱阻力的差距可達(dá)好幾倍。假設(shè)某系統(tǒng)中阻力zui大的環(huán)路(稱為環(huán)路A)設(shè)備管道總阻力為6×10kPa，阻力zui小的環(huán)路(稱為環(huán)路B)總阻力為1X10kPa，兩個(gè)環(huán)路均按照0．5的權(quán)度選擇調(diào)節(jié)閥，則包括調(diào)節(jié)閥在內(nèi)的總阻力為：A=12×10kPa，B=2X10kPa。顯然，在這種場(chǎng)合下，雖然環(huán)路B調(diào)節(jié)閥的選型權(quán)度符合要求，但實(shí)際上閥門的全行程范圍內(nèi)流量將同比偏大兩倍以上很多，實(shí)際調(diào)節(jié)性能將大幅下降。因此，*空調(diào)水系統(tǒng)各末端環(huán)路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型，應(yīng)使選型后的環(huán)路總阻力(包括調(diào)節(jié)閥在內(nèi))與zui不利環(huán)路相近，這樣調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量才能夠保證在符合要求的范圍內(nèi)。上述選型方法需要進(jìn)行所有環(huán)路阻力計(jì)算并比較，較為繁瑣，也可以根據(jù)zui不利環(huán)路的阻力(包括設(shè)備和管道、附件)，結(jié)合各環(huán)路空調(diào)設(shè)備的流量要求，按照0-3～0．5的權(quán)度進(jìn)行選型。
4空調(diào)供熱系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥的選用原則
供熱系統(tǒng)zui終目的是熱力工況的平衡，要求在流量改變的同時(shí)，散熱器（或換熱器）散熱量適應(yīng)負(fù)荷的變化。就是說，調(diào)節(jié)閥的開度變化與散熱器散熱量的變化成線性關(guān)系，這才是供熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)的*原則。即在調(diào)節(jié)過程中，調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)和調(diào)節(jié)對(duì)象的放大系數(shù)乘積維持不變。散熱器的流量與散熱量之間的關(guān)系。相對(duì)散熱量指散熱器某*量下的散熱量與額定流量（設(shè)計(jì)流量）下的散熱量的比值。從上至下的曲線分別表示供回水溫差為10、20、30、40°C，供水溫度為90°C時(shí)散熱器流量與散熱量之間的關(guān)系。從圖中可以看出：流量小時(shí)流量變化對(duì)散熱器的散熱量影響大；流量大時(shí)影響小，即散熱器的散熱量隨流量變化的放大系數(shù)逐漸減小。熱水供暖系統(tǒng)應(yīng)選用等百分比型調(diào)節(jié)閥，此外還應(yīng)考慮閥門阻力，這一點(diǎn)對(duì)于調(diào)節(jié)閥用在不同場(chǎng)合非常重要。一般而言，系統(tǒng)的阻力數(shù)在熱源的分、集水器（注：對(duì)于熱源的分、集水器處的調(diào)節(jié)閥，其調(diào)節(jié)對(duì)象為整個(gè)供熱系統(tǒng)，其散熱量與流量的關(guān)系也類似圖3的形狀）、熱力站處為zui大，干線分支處和用戶的熱力入口次之。對(duì)于柱塞式、開口式和套筒式閥芯的調(diào)節(jié)閥，它們?nèi)疾捎媒刂归y的閥體，閥芯呈流開狀態(tài)。在相同的測(cè)試條件下，一般來說，套筒式調(diào)節(jié)閥阻力zui大，開口式其次，柱塞式是小。
5結(jié)語
優(yōu)先推薦采用zui不利環(huán)路權(quán)度選型法選擇電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，當(dāng)理論計(jì)算可以滿足閥門權(quán)度和流量時(shí)，甚至可以不用水力平衡措施。當(dāng)采用zui不利環(huán)路權(quán)度選型法選擇電動(dòng)調(diào)節(jié)閥仍不能滿足調(diào)節(jié)閥控制要求時(shí)，推薦采用靜態(tài)平衡閥與調(diào)節(jié)閥配合使用，可以改善大開度時(shí)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能。
隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，*空調(diào)已經(jīng)遍布我們身邊的很多場(chǎng)所，*空調(diào)能耗在公共建筑的能耗中占了很大的比例，因此對(duì)*空調(diào)節(jié)能途徑的探討目前仍是一個(gè)熱點(diǎn)。*空調(diào)的節(jié)能途徑有很多，但電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際調(diào)節(jié)特性對(duì)*空調(diào)的能耗影響則很少涉及。在此就簡(jiǎn)單談一下水系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥性能改進(jìn)的施工方法。
閥門在供熱空調(diào)水系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用于控制水的壓力、流量和流向。供熱空調(diào)水系統(tǒng)閥門的種類和工作原理：供熱空調(diào)水系統(tǒng)中常用的閥門按閥體結(jié)構(gòu)形式和功能可分為閘閥、蝶閥、截止閥、球閥、旋塞閥、止回閥、減壓閥、安全閥、疏水閥、平衡閥等類。按照驅(qū)動(dòng)方式分為手動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、氣動(dòng)等四種方式。
1調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量特性
應(yīng)用于空調(diào)水系統(tǒng)的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的理想流量特性一般為等百分比特性。實(shí)際工作中因?yàn)檎{(diào)節(jié)閥必須與末端空調(diào)盤管串聯(lián)使用，調(diào)節(jié)閥在節(jié)流面積發(fā)生變化的同時(shí)，還發(fā)生閥前、后壓差的變化，從而使實(shí)際流量特性偏離等百分比特性。調(diào)節(jié)閥的實(shí)際工作流量特性可用閥門的權(quán)度來反映。權(quán)度s為調(diào)節(jié)閥全開時(shí)閥上的壓差與末端管路進(jìn)出口壓差的比值。隨著閥門權(quán)度5的下降，流量特性將趨向于直線特性。值太小時(shí)將嚴(yán)重影響自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量，通常5的推薦值在0．3～0．5之間。
2選擇合適的水力平衡來保證電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能
平衡閥是一種特殊功能的閥門，它具有良好的流量特性，有閥門開啟度指示，開度鎖定裝置及用于流量測(cè)定的測(cè)壓小閥。利用智能儀表，輸入閥門型號(hào)和開度值，根據(jù)測(cè)得的壓差信號(hào)就可直接顯示出流經(jīng)該平衡閥的流量值，只要在各支路及用戶入口裝上適當(dāng)規(guī)格的平衡閥，并用智能儀表進(jìn)行一次性調(diào)試，就可使各用戶的流量達(dá)到設(shè)定值。
2.1空調(diào)水系統(tǒng)中常用的水力平衡措施空調(diào)系統(tǒng)中常用的水力平衡措施包括設(shè)置靜態(tài)平衡閥、動(dòng)態(tài)平衡閥和壓差類平衡閥等。同程管僅能解決管路長短不同而導(dǎo)致的水力不平衡問題，不在本文討論范圍內(nèi)。靜態(tài)平衡閥是一種可以調(diào)節(jié)閥門阻力系數(shù)的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。在干管、支管上安裝足夠多的靜態(tài)平衡閥，經(jīng)過良好調(diào)試以后，可以解決水系統(tǒng)額定工況水力不平衡的問題。
2.2動(dòng)態(tài)平衡閥可以自動(dòng)消除閥門兩端壓差變化的影響來恒定通過閥門的水流量，也叫“恒流閥或限流閥”。動(dòng)態(tài)平衡閥沒有固定的阻力系數(shù)，當(dāng)兩端壓差增大時(shí)，這種閥門可自動(dòng)增大阻力來補(bǔ)償壓差的變化值，以保持流量不變。當(dāng)壓差小于其zui小壓差(一般為1～3m)時(shí)，它的閥膽開度達(dá)到zui大，則不再有補(bǔ)充壓差能力，這時(shí)它相當(dāng)于一個(gè)局部阻力系數(shù)固定的普通閥門，流量將隨著壓差的減小而減小。反之，當(dāng)壓差大于其zui大壓差(正常的系統(tǒng)不可能出現(xiàn)，其zui大壓差可達(dá)30～40m)時(shí)，閥膽開度達(dá)到zui小，流量將隨壓差的增大而增大。由于動(dòng)態(tài)平衡閥的這種特性，它對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)性能的影響比較復(fù)雜，不能簡(jiǎn)單用權(quán)度來衡量。
2.3壓差類平衡閥實(shí)際上是一種壓差控制閥，通過控制空調(diào)水系統(tǒng)某處供回水管的壓差，使系統(tǒng)達(dá)到水力平衡的目的。無論是網(wǎng)路壓力出現(xiàn)波動(dòng)，還是被控對(duì)象內(nèi)部的阻力發(fā)生變化，壓差平衡閥均可維持施加于被控對(duì)象的壓差恒定。前者除能維持靜態(tài)水力平衡外，還可避免不同環(huán)路間工作時(shí)的互相影響(即保持動(dòng)態(tài)水力平衡)，常用于空調(diào)系統(tǒng)支干管進(jìn)出口恒定環(huán)路進(jìn)出口壓差，也可在末端環(huán)路使用。后者將電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩端壓差恒定(現(xiàn)在多采用電動(dòng)調(diào)節(jié)與壓差控制二合一的閥門)后，使其達(dá)到理想的工作條件，即電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的實(shí)際工作流量特性與理想流量特性是一樣的，具有*的調(diào)節(jié)效果。
3采用合理的閥門選型方法改進(jìn)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能
調(diào)節(jié)閥的選型應(yīng)根據(jù)末端環(huán)路管道設(shè)備的阻力，按照0．3～0．5的權(quán)度值進(jìn)行選型。然而，并聯(lián)末端環(huán)路之間的阻力往往并不相等，除了管道長度可能不同外，空調(diào)箱本身的阻力也因不同的型號(hào)及制冷量而不同，同一系統(tǒng)中zui低和zui高空調(diào)箱阻力的差距可達(dá)好幾倍。假設(shè)某系統(tǒng)中阻力zui大的環(huán)路(稱為環(huán)路A)設(shè)備管道總阻力為6×10kPa，阻力zui小的環(huán)路(稱為環(huán)路B)總阻力為1X10kPa，兩個(gè)環(huán)路均按照0．5的權(quán)度選擇調(diào)節(jié)閥，則包括調(diào)節(jié)閥在內(nèi)的總阻力為：A=12×10kPa，B=2X10kPa。顯然，在這種場(chǎng)合下，雖然環(huán)路B調(diào)節(jié)閥的選型權(quán)度符合要求，但實(shí)際上閥門的全行程范圍內(nèi)流量將同比偏大兩倍以上很多，實(shí)際調(diào)節(jié)性能將大幅下降。因此，*空調(diào)水系統(tǒng)各末端環(huán)路電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的選型，應(yīng)使選型后的環(huán)路總阻力(包括調(diào)節(jié)閥在內(nèi))與zui不利環(huán)路相近，這樣調(diào)節(jié)閥的實(shí)際流量才能夠保證在符合要求的范圍內(nèi)。上述選型方法需要進(jìn)行所有環(huán)路阻力計(jì)算并比較，較為繁瑣，也可以根據(jù)zui不利環(huán)路的阻力(包括設(shè)備和管道、附件)，結(jié)合各環(huán)路空調(diào)設(shè)備的流量要求，按照0-3～0．5的權(quán)度進(jìn)行選型。
4空調(diào)供熱系統(tǒng)中調(diào)節(jié)閥的選用原則
供熱系統(tǒng)zui終目的是熱力工況的平衡，要求在流量改變的同時(shí)，散熱器（或換熱器）散熱量適應(yīng)負(fù)荷的變化。就是說，調(diào)節(jié)閥的開度變化與散熱器散熱量的變化成線性關(guān)系，這才是供熱系統(tǒng)調(diào)節(jié)的*原則。即在調(diào)節(jié)過程中，調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)和調(diào)節(jié)對(duì)象的放大系數(shù)乘積維持不變。散熱器的流量與散熱量之間的關(guān)系。相對(duì)散熱量指散熱器某*量下的散熱量與額定流量（設(shè)計(jì)流量）下的散熱量的比值。從上至下的曲線分別表示供回水溫差為10、20、30、40°C，供水溫度為90°C時(shí)散熱器流量與散熱量之間的關(guān)系。從圖中可以看出：流量小時(shí)流量變化對(duì)散熱器的散熱量影響大；流量大時(shí)影響小，即散熱器的散熱量隨流量變化的放大系數(shù)逐漸減小。熱水供暖系統(tǒng)應(yīng)選用等百分比型調(diào)節(jié)閥，此外還應(yīng)考慮閥門阻力，這一點(diǎn)對(duì)于調(diào)節(jié)閥用在不同場(chǎng)合非常重要。一般而言，系統(tǒng)的阻力數(shù)在熱源的分、集水器（注：對(duì)于熱源的分、集水器處的調(diào)節(jié)閥，其調(diào)節(jié)對(duì)象為整個(gè)供熱系統(tǒng)，其散熱量與流量的關(guān)系也類似圖3的形狀）、熱力站處為zui大，干線分支處和用戶的熱力入口次之。對(duì)于柱塞式、開口式和套筒式閥芯的調(diào)節(jié)閥，它們?nèi)疾捎媒刂归y的閥體，閥芯呈流開狀態(tài)。在相同的測(cè)試條件下，一般來說，套筒式調(diào)節(jié)閥阻力zui大，開口式其次，柱塞式是小。
5結(jié)語
優(yōu)先推薦采用zui不利環(huán)路權(quán)度選型法選擇電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，當(dāng)理論計(jì)算可以滿足閥門權(quán)度和流量時(shí)，甚至可以不用水力平衡措施。當(dāng)采用zui不利環(huán)路權(quán)度選型法選擇電動(dòng)調(diào)節(jié)閥仍不能滿足調(diào)節(jié)閥控制要求時(shí)，推薦采用靜態(tài)平衡閥與調(diào)節(jié)閥配合使用，可以改善大開度時(shí)調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能。