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淺析流量調節閥的選型的設計

        流量控制閥在計量收費供暖供暖系統中占有非常重要的地位。因此，如何正確選擇和設計流量控制閥就顯得尤為關鍵。本文從流量控制閥的結構和工作原理入手，提出了在選擇和設計控制閥時應注意的問題。
        在溫控閥的選擇和設計中，在選擇與管路通徑相同的溫控閥的同時，也為所選的溫控閥創造了理想的壓差工況；電動調節閥適用于計算機監控系統中的流量調節設備，一般用于無人值守的熱力站；對于手動平衡法，如何利用閥門的特性曲線來分析閥門的調節性能，如何解決閥門開度小問題，閥門易引起蘇打水錘問題；在設計和選擇自力式流量控制閥時，要注意閥門的最小工作差。在供熱系統中實施熱量計量收費，可以節約能源，提高供熱系統的能效。就目前的情況而言，我國供熱系統的能效只有30%左右。人們往往只關注鍋爐和外網的熱損失，而忽略熱用戶的熱損失。熱用戶的熱量損失主要是由于冷熱不均造成的。這部分的熱損失約為30-40%，相當可觀。供暖系統進行計量和充電。從節能的角度來看，主要目的是挖掘這部分的節能潛力。
        計量計費主要采用三種節能方式：一是加裝流量控制閥，實現流量平衡，二是克服冷熱不均現象；其次，通過溫控閥的作用，利用太陽能、家電、照明等設備的自由熱量；三是提高用熱居民的節能意識，減少開窗等不必要的散熱。在這三種節能方法中，有兩種是通過流量控制閥實現的。可見，流量控制閥在計量收費供熱系統中占有重要地位。因此，如何正確選擇和設計流量控制閥非常重要。
        一。溫控閥
        一、散熱器溫控閥的結構和工作原理 用戶房間的溫度控制是通過散熱器溫控閥來實現的。散熱器恒溫控制閥由恒溫控制器、流量調節閥和一對連接件組成。恒溫控制器的核心部件是傳感器單元，即溫度球。溫度球可以感應周圍環境溫度的變化產生體積變化，帶動調節閥閥芯產生位移，進而調節散熱器的水量來改變散熱器的散熱。恒溫閥的設定溫度可以手動調節，恒溫閥會根據設定的要求自動控制和調節散熱器的水量，從而達到控制室內溫度的目的。溫控閥一般安裝在暖氣片前，自動調節流量，達到住戶所需的室溫。溫控閥分為二通溫控閥和三通溫控閥。三通溫控閥主要用于跨管的單管系統。其分流系數可在0-100%范圍內變化。流量調節空間很大，但價格較貴，結構較復雜。有的二通溫控閥用于雙管系統，有的用于單管系統。二管系統使用的二通溫控閥的阻力比較大；單管系統使用的阻力比較小。溫控閥的感溫球一般與閥體組裝為一體，感溫球本身就是現場室內溫度傳感器。如有必要，可使用遠程溫度傳感器；遠程溫度傳感器放置在需要控溫的房間內，閥體放置在供暖系統的某個部位。
         2、溫控閥的選擇與設計溫控閥是供暖系統流量調節最重要的調節裝置，其他調節閥是輔助設備，因此溫控閥是重要的。如果供熱系統沒有配備溫控閥，就不能稱為熱量計量收費系統。在溫控閥的設計中，正確的選擇非常重要。溫控閥選型的目的是根據設計流量（在已知熱負荷下）和允許的阻力降來確定KV值（流量系數）；然后通過KV值確定溫控閥的直徑（型號）。因此，設計圖譜或制造商樣品中必須給出KV值與直徑的關系，否則不便于設計人員使用。在溫控閥的選擇和設計上，絕不是簡單地選擇與管道口徑相同的溫控閥。但在選型過程中，要為所選的溫控閥創造一個理想的壓差工況。溫控閥的正常工作壓差在2～3mH2O之間，不超過6～10mH2O。為此，必須給出溫控閥的預設值范圍，以防止噪音影響溫控閥的正常工作。同一KV值下有兩種以上口徑選擇時，應優先選用口徑較小的溫控閥。目的是提高溫控閥的調節性能。
         2、電動調節閥電動調節閥是一種適用于計算機監控系統中進行流量調節的裝置。一般用于無人值守的熱力站。電動調節閥由閥體、驅動機構和變送器組成。溫控閥是一種通過溫度傳感器自行調節流量的裝置。需要外接電源；電控閥一般需要單相220V電源，通常用作計算機監控系統的執行機構（調節流量）。電控閥或溫控閥是供暖系統中流量調節的最重要設備，其他是其輔助設備。
         3、平衡閥平衡閥分為手動平衡閥和自力式平衡閥。無論是手動平衡閥還是自力式平衡閥，其作用都是增加供暖系統近端阻力，限制實際操作流量不超過設計流量；換句話說，它們的作用是克服供暖系統近端的過剩資源。配合壓頭，電動調節閥或溫控閥可在允許的資本壓頭下工作。因此，手動平衡閥和自力式平衡閥是溫控閥或電控閥的輔助流量調節裝置，但也很重要。如果選擇不當或設計不合理，電控閥或溫控閥都不能正常工作。
         1.手動平衡閥
        1.1 手動平衡閥的工作原理 手動平衡閥是一次性手動調節，不能隨著系統工況的變化而自動改變阻力系數，故稱為靜平衡閥。手動平衡閥的對象是阻力，它可以起到手動調節孔板的作用，平衡管網系統的阻力，達到各回路阻力平衡的作用。可解決系統穩態失衡問題：當運行工況與設計工況不同時，循環水量大于或小于設計工況。由于平衡閥平衡系統阻力，新水量可按設計計算比例平衡分配，使各支路流量同時按比例增減，仍能滿足相應的流量要求在當前負載下。
         1.2 手動平衡閥選型設計應注意的問題
        (1)閥門特性曲線決定了閥門的調節性能，如截止閥的流量曲線，如果認為流量在95%~100%之間變化是沒有意義的，所以0~5%的開度實現了全流量變化。這種閥門不能作為水利條件的平衡調節。由于閥門的理論特性曲線是在頂壓差下測得的，只要閥權不為1，閥門在小開度線處閥門前后會有較大的壓差。大開度是指閥門前后壓差小，導致閥門dG/dC值在小開度時變大，在大開度時變小，從而使閥門的實際工作曲線閥門切換到快開方向。閥權度越小，偏差越大。偏移量會引起閥門的有效調整開口空間變小，所以最好有低于閥門理論曲線的弦弧，如等百分比特性。對于等百分比特性曲線的閥門，當閥權度為0.3-0.5時，實際工作曲線可能接近線性特性。
         (2)一般閥門在小開度的情況下流量過大，在閥門后會形成劇烈的湍流渦流區。渦流面積和新壓力很低，壓力低于水溫對應的飽和度。壓力下水蒸氣的閃蒸導致蘇打水錘現象：噪音劇烈，閥門和管道振動，閥門、管道和管道支架損壞。為防止此類事故的發生，首先在閥門流道設計中考慮閥芯和閥座，在開度較小時形成狹長的節流通道，限制形成強烈的湍流；其次，在選擇閥門時，盡量增大閥門功率。避免閥門在小開度下工作的程度。另外，在不涉及壓力條件的情況下，盡量在水溫較低的回水管上安裝堿平衡閥。
         2、自力式平衡閥
        2.1 自力式平衡閥的工作原理 自力式平衡閥無需外接電源即可自動實現系統的流量平衡。自力式平衡閥是通過保持孔板（固定孔徑）前后壓差恒定來實現流量限制的，因此也可稱為恒流閥。恒流閥的對象是流量，它可以鎖定流經閥門的水量，而不是阻力的平衡。他可以解決系統的動態不平衡問題：為了保持單個冰箱、鍋爐、冷卻塔、換熱器等的高效運行，需要控制這些設備的流量固定在額定值；從系統的末端，為了避免動態調整的相互影響，還需要在末端設備或分支處限制流量。設計中應注意的問題 自力式流量控制閥的缺點是閥門有最小的工作差要求。一般產品要求zui低工作壓差為20KPa。如果安裝在最不利的回路上，必然需要循環水泵增加2米的水柱。因此，應安裝在近端，而遠端則不安。當用戶遠離熱源超過加熱半徑80%時，請勿安裝此自力式流量控制閥。
        四。差壓調節閥
        一、差壓調節閥的原理 差壓調節閥的原理與自力式平衡閥基本相同。只是在自力式平衡閥中，孔板作為閥體中的一個部件存在；差壓調節閥沒有孔板，而將差壓調節閥后面的系統視為孔板。因此，調節閥的壓差值實際上是指它是后續系統的入口和出口之間的壓力差。從壓差調節閥的結構可以看出，這種調節閥的作用是將系統的進出口壓差控制在一定的范圍內。基本功能是根據熱力用戶的熱負荷需求，自動調整熱力用戶的運行流量。建筑物時，由于一些較熱的用戶要求降低室溫，相應的室溫調節閥的開度變小，導致壓差調節閥的壓差值增大，超過設定值。此時，壓差調節閥自動關閉閥芯，加大節流作用，減小系統壓差，直至回到設定值。最終的效果是降低流量，適應熱力用戶的熱量需求，從而減少溫控閥的頻繁操作。當熱用戶要求提高室溫時，差壓調節閥起相反的作用。
         2、設計時應注意的問題。有些人認為每個室內系統或立管上都應該安裝一個壓差調節閥。經模擬計算：如果在建筑物的熱入口處安裝平衡閥（包括手動和自力式）或差壓調節閥（但設計要合理），室內溫控閥前后會有壓力在任何調整范圍內。相差不會超過6-10mH2O，即溫控閥可以在合理的條件下工作。因此，安裝太多的壓差調節閥是沒有必要的，也是不經濟的。
         5、循環水泵變流量運行時，流量控制閥的選擇主要是指手動平衡閥、自力式平衡閥和差壓控制閥的選擇。循環水泵變流量運行時，手動平衡閥失衡，最有利于溫控閥的動作；但它的缺點是人工操作過多，難以達到理想的調節效果。循環水泵變流量運行，各熱力用戶入口處理想的設定壓差應隨室外溫度變化。對于這一點，自力式平衡閥和差壓調節閥并不理想，但不會出現失控調節。因此，可以采用這種類型的調節閥，有利于提高供熱系統的調節性能。