空調(diào)水系統(tǒng)調(diào)節(jié)閥性能改進(jìn)施工方法

     隨著時代的不斷進(jìn)步，中央空調(diào)已經(jīng)遍布我們身邊的很多場所，中央空調(diào)能耗在公共建筑的能耗中占了很大的比例，因此對中央空調(diào)節(jié)能途徑的探討目前仍是一個熱點(diǎn)。中央空調(diào)的節(jié)能途徑有很多，但電動調(diào)節(jié)閥的實(shí)際調(diào)節(jié)特性對中央空調(diào)的能耗影響則很少涉及。在此就簡單談一下水系統(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)動方式分為手動、電動、液動、氣動等四種方式。
　　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，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。值太小時將嚴(yán)重影響自動調(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定的測壓小閥。利用專用智能儀表，輸入閥門型號和開度值，根據(jù)測得的壓差信號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，并用專用智能儀表進(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)平衡閥是一種可以精確調(diào)節(jié)閥門阻力系數(shù)的手動調(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 動態(tài)平衡閥可以自動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”。動態(tài)平衡閥沒有固定的阻力系數(shù)，當(dāng)兩端壓差增大時，這種閥門可自動增大阻力來補(bǔ)償壓差的變化值 ，以保持流量不變。當(dāng)壓差小于其最小壓差(一般為 1～3m) 時 ，它 的閥膽開度達(dá)到最大，則不再有補(bǔ)充壓差能力，這時它相當(dāng)于一個局部阻力系數(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)壓差大于其最大壓差(正常的系統(tǒng)不可能出現(xiàn) ，其最大壓差可達(dá) 30～40m)時 ，閥膽開度達(dá)到最小 ，流量將隨壓差的增大而增大 。由于動態(tài)平衡閥的這種特性，它對電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)性能的影響比較復(fù)雜，不能簡單用權(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，還是被控對象內(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)路間工作時的互相影響 (即保持動態(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。后者將電動調(diào)節(jié)閥兩端壓差恒定 (現(xiàn)在多采用電動調(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，具有最佳的調(diào)節(jié)效果。
　　3 采用合理的閥門選型方法改進(jìn)電動調(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及制冷 量而不同，同一系統(tǒng)中最低和最高空調(diào)箱阻力的差距可達(dá)好幾倍。 假設(shè)某系統(tǒng)中阻力最大的環(huán)路(稱為環(huán)路 A)設(shè)備管道總阻力為 6×10kPa，阻力最小的環(huán)路(稱為環(huán)路 B)總阻力為 1 X 10kPa，兩個環(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=2 X 10kPa。顯然，在這種場合下，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，中央空調(diào)水系統(tǒng)各末端環(huán)路電動調(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))與最不利環(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)路阻力計算并比較，較為繁瑣 ，也可以根據(jù)最不利環(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)最終目的是熱力工況的平衡，要求在流量改變的同時，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)的最佳原則。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。相對散熱量指散熱器某一流量下的散熱量與額定流量（設(shè)計流量）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：流量小時流量變化對散熱器的散熱量影響大；流量大時影響小，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)對于調(diào)節(jié)閥用在不同場合非常重要。一般而言，系統(tǒng)的阻力數(shù)在熱源的分、集水器（注：對于熱源的分、集水器處的調(diào)節(jié)閥，其調(diào)節(jié)對象為整個供熱系統(tǒng)，其散熱量與流量的關(guān)系也類似圖3的形狀）、熱力站處為最大，干線分支處和用戶的熱力入口次之。對于柱塞式、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)。在相同的測試條件下，一般來說，套筒式調(diào)節(jié)閥阻力最大，開口式其次，柱塞式是小。
　　5 結(jié)語
　　優(yōu)先推薦采用最不利環(huán)路權(quán)度選型法選擇電動調(diào)節(jié)閥，當(dāng)理論計算可以滿足閥門權(quán)度和流量時，甚至可以不用水力平衡措施。當(dāng)采用最不利環(huán)路權(quán)度選型法選擇電動調(diào)節(jié)閥仍不能滿足調(diào)節(jié)閥控制要求時，推薦采用靜態(tài)平衡閥與調(diào)節(jié)閥配合使用 ，可以改善大開度時調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能。