平衡阀系列产品在系统中的应用    

 
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平衡阀系列产品在系统中的应用

标签:自力流量控制阀|自力式压差控制阀|数字锁定平衡阀
 

摘要:目前平衡阀系列产品在空调系统中起到了越来越重要的作用,本文重点分析了自力式压差控制阀和手动平衡阀的应用。在实际工况下,手动平衡阀、自力式压差控制阀、自力式流量控制阀等只是启到了水力平衡的作用,保证了系统稳定的运行。

关键词:恒定流量 限制流量 最大流量 阻力

       平衡阀系列产品是解决供暖、空调水系统的水利失调,达到水力系统全面平衡的设备。没有平衡设备的结果:尽管我们经过了认真的计算和采取了很多措施包括加大水泵的扬程和流量或加粗了管径,还是会有的地方热,有的地方不热。(有的地方制冷效果好,有的地方制冷效果不好)。首先有很多情况是我们未知的,比如管道的阻力、相关控制设备(风机盘管、空调箱、暖气片、散热器、制冷机等等)的实际阻力,也只有在我们安装之后才能确定。这样,只有经过实际工况的调试才能够满足我们的需求。

     解决系统的水利失调我们要从根上找出原因,才能够彻底根除,而不是把大问题划成小问题。采用平衡阀系列产品的前提是,我们要解决什么问题。我们的系统需要什么样的效果,而不是需要什么设备。所有的控制设备都是为系统的运行服务的,所以控制设备的特性一定要适应系统的需要才能够匹配。

     平衡阀的系列产品解决的主要是水系统的流量分配的问题。分阻力平衡、流量平衡、最大流量限制、最小流量限制等几种状况。

1.阻力平衡

   所谓的阻力平衡,就是我们平常说的加大有利环路的阻力,减小不利环路的阻力。目的是让不利环路得到需要的流量。(手动平衡阀

2.流量平衡

   所谓流量平衡有两种情况一种是各支路的流量恒定;一种是满足个支路实际流量需求,而各个支路的流量是在根据用户要求变化的。第一种情况是把各支路安装自力式流量控制阀,按设计要求调整好流量,流量始终是不变的。(自力式流量控制阀)第二种情况是我们的用户需要的流量是变化的,比如在空调系统中,末端安装了电动二通阀根据用户的需要和气候的变化调整用户的流量;在供暖系统中,用户安装了恒温阀也是根据用户要求和气候的变化调整流量大小。在这样的情况下,我们怎样保证整个系统的水利平衡。就是安装自力式压差控制阀。(自力式压差控制阀)

3.最大流量限制

最大流量限制是自力式压差控制阀的一个特点,也是我们在选型过程中的依据。(自力式压差控制阀、限流止回阀)

4.最小流量的限制

   最小流量限制是我们开发的一种产品叫自力式自身压差控制阀。实际是保证冷(热)源的最小流量要求的一种阀门。它恒定的是阀门前后的压差,当系统的控制压差在允许的范围内是常闭的,超过允许的范围,也就是说超出了我们设计的阻力,该阀自动打开并自动调整该阀的阻力系数。

定流量系统:末端负荷的流量始终保持不变的系统我们称定流量系统。

变流量系统:末端负荷的流量在运行时是变化的系统我们称变流量系统。

   在提倡节能社会的今天,变流量系统越来越普遍。不单单是末端变流量运行,水泵也需要变频,但是变频的基础是水力工况的平衡。今天我们主要探讨一下变流量系统运行水利平衡控制方式。

   根据近几年的经验,大家都了解到自力式流量控制阀在变流量系统的用途越来越小,并且其自身阻力偏大也是很不受欢迎的。手动平衡阀实际上是一种可人为精确设定开度的截止阀,它通过人为调整局部阻力系数来解决空调水系统管路部分的水力平衡问题的。在系统初调试时,系统所有的阀门都处于某一开度,调试人员依据原有的数学模型逐一对每个手动平衡阀进行开度的设定(设定好后阀门开度为一定值),但是对不同的水系统其阻力分布曲线绝对是不一样的,而且是无法测出的。因此,手动平衡阀只能模糊的,定性的控制水流量。对一个变流量空调水系统来说,每个空调箱水量的变化是随机的,整个管路系统压力的变化也是不可测的,调节阀的开度变化也是随机的。因此我们从公式G(流量)=CV*A(阀门流通面积)*P(阀门两端的压差)可以得出:由于手动平衡阀调好后开度为一定值。因此,阀门两端的压差发生的变化,势必会导致通过手动平衡阀的流量也发生变化。所以在一个变流量系统中当系统的压力发生变化时手动平衡阀是无法解决水力失调问题的。仍会造成系统的过流和欠流。因此,手动平衡阀解决变流量系统的水力平衡,只是把问题缩小,并没有从根本上没有达到系统所需要的工况。而自力式压差控制阀解决了手动平衡阀不能够解决的问题。自力式压差控制阀是依靠被调介质压差的变化自动调节阻力的大小控制流量,从而消除压差变化产生的影响,稳定控制点压差的一种设备。我们从公式当中可以看到:P(压差)=S(阻力系数)Q2(流量)我们的压差恒定,当被控系统(或设备)的阻力增加时,流量会减小;当被控系统(或设备)的阻力减小时,流量会增加。自力式压差控制阀恒定了电动调节阀两端的压差,使其永远在理想状态下工作,当电动调节阀开大时,自力式压差控制阀就减小了阀门的阻力系数。当电动调节阀关小时,自力式压差控制阀就加大了阀门的阻力系数。整个流量变化过程是随机的,保证了设计人员需要的控制效果,达到了真正意义上的节能运行。

   但在我们实际应用过程中,手动平衡阀也有不可替代的作用。因为我们的末端不可能一样大,做到十分精确的控制也是不现实的,考虑综合成本在每个末端加一个自力式压差控制阀是不太实用。我们在分支安装自力式压差控制阀,用手动平衡阀来平衡一下各个末端的阻力的方式十分可行的。用手动平衡阀平衡各个末端的阻力,用自力式压差控制阀平衡整个系统的水流量,这也是目前很多设计师的作法。

探讨完了手动平衡阀和自力式压差控制阀的问题,我们看一下电动调节阀的使用情况。在空调系统的实际运行中,电动调节阀担负着根据实际需求调节负荷的大小,自力式压差控制阀担负着水力平衡的角色。有的朋友把电动调节阀的期望过高,以为电动调节阀同时能够满足符合调节也能达到水力的自动平衡。这里存在电动调节阀的工作条件的问题,大家知道选用电动调节阀需要1。正确的流量特性;2。正确的口径;也就是调节阀在开度90%时的流量,正好是设计最大流量。最小计算流量的开度不小于10%3。调节阀的阀权度不小于0.3,建议0.5以上。后两种情况很难满足,对于第二个条件往往难以满足,因为同一型号电动调节阀相邻两种口径的流通能力大约相差60%,所以很难找到正好符合设计要求的口径。选其流通能力偏大的话,就会造成电动调节阀较多的时间在小开度下工作,使电动阀的控制性能不稳定,不精确,甚至出现噪音;另一个是全开状态不可避免(比如系统启动时;出现大的波动时;供热中供水温度太低;制冷中供水温度太高;温度调节装置为最大值或最小值;或者风机盘管太小;当控制回路不稳定时等),而全开将使被控系统负载出现过流。一个简单的办法是与电动调节阀串联一个手动平衡阀,消耗一部分压差,从而使电动调节阀在90%开度时为设计流量。但这样处理,有时会出现电动调节阀的阀权度过小的情况,即电动阀工作时的压差变化范围过大,造成电动阀的工作特性严重偏离理论特性,使其控制精度变差。如果阀权度小于0.3,可以与电动调节阀串联一个自力式压差控制阀(水力平衡阀不用装设),用自力式压差控制阀控制电动阀的进出口的压差,使其基本恒定。而外网的压力波动和负荷的压降变化,均由自力式压差控制阀吸收。自力式压差控制阀+电动调节阀是目前用于解决空调水系统平衡一个非常好的方法,当系统的压力发生变化时,自力式压差控制阀可以通过改变自身的流通面积使电动调节阀两端的压差保持不变,使调节阀的CV值始终为1,从而保证电动调节阀一直在最理想的工况下运行,真正做到水量的变化只与温度有关而与压力无关,可以保证进入空调箱的水量在任一时刻都是您所需要的水量。从而使系统的性能更优越,维护更方便。在这里需要说明一下,因为我们相同管径所带的负荷大小的不同,自力式压差控制阀必须是可调的,以满足各种工况的应用。

下面让我们看一下为什么自力式压差控制阀必须是可以调节的,我们大家知道,在实际应用的过程中同是一个管径所带的负荷不可能是一样的。使用自力式压差控制阀的宗旨最基本的有两个:一个是保持压差恒定;二是限制其最大流量。这样才能够达到系统最佳运行工况,也是我们目前改定流量为变流量的目的。例如:在一个采暖系统中有四个支路,同时DN50的管径,第一个支路的最大流量9m3/h,第二个支路的最大流量为7m3/h,第三个支路为10m3/h,第四个支路为6m3/h。当我们在运行前的调试过程中就按着用户的实际要求,首先打开所有的温控装置,一次把最大流量限制在97106m3/h。这样四个支路就在2~92~72~102~6m3/h状况下运行。假如说其中已有一个支路是5m3/h的话,我们建议把这个支路的阀门变径为DN40,在调试过程中被控系统在2~5m3/h运行。

关于自力式压差控制阀的调节方式的问题,国外大部分的厂家所生产的自力式压差控制阀的调节方式是调节弹簧力,这种调节方式的缺点是阀门的阻力系数在调节过程中是始终发生变化的,并且是没办法预测到的,并且其可调比较小。我们所生产的自力式压差控制阀的可调比为161,而国外能做到41就已经不错了。主要是受调节方式的限制。我们生产的自力式压差控制阀有独到的调节方式,主要是在不改变控制精度的前提下,调节被控系统(或设备)的压差大小。在使用起来更方便,更适合我们的国情。

让我们看一下某些国外厂家的详细参数,大家就会一目了然。DN50的动态平衡电动调节阀最小流量8.35m3/h.。那我们安装这样的阀门还有什么意义呢?

综上所述,怎样用好平衡阀系列产品还需要我们大家进一步合作。我们的控制系统需要什么样的平衡设备,怎样做到全面的水力平衡,在近一段时间国家大力强调各个方面的节能,什么样的产品更适应我国目前的状况。需要我们大家共同努力,我们愿同大家一道为建筑节能贡献一份力量。

 
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