供热系统中调节阀的选用

发布时间:2011年11月27日

【调节阀选用的原则】

        调节阀的开度变化与散热器散热量的变化成线性关系,这才是供热系统调节的最佳原则。因为供热系统最终目的是让热力工作情况平衡,要求在流量改变的同时,散热器(有的是换热器)散热量要适应负荷的变化。也相当说调节阀的放大系数和调节对象的放大系数乘积维持不变。

 
       散热器的流量与散热量之间的关系,如下图所示。Q为相对散热量,指散热器某一流量下的散热量与额定流量(设计流量)下的散热量的比值,G为散热器相对流量,曲线1、2、3、4分别表示供回水温差为10、20、30、40℃时散热器流量与散热量之间的关系。从图中可以看出:流量小时流量变化对散热器的散热量大;流量大时影响小,即散热器的散热量随流量变化的放大系数逐渐减小。


        为了得到散热器的相对散热量Q/Qmax和调节阀的相对开度L/Lmax的线性关系,必须选择等百分比性能的调节阀。这一点对于散热器和换热器,只要其介质为热水,都是如此,而直线型的调节阀将达不到线性关系的要求。 

 

   
                      图1

           对于不同的供回水温差,散热器放大系数(曲线的斜率)的变化率不一样;调节阀在不同的安装地点,阀权度PV值不同,放大系数的变化率不一样。为保证两个放大系数的乘积为一常数,在选用调节阀时使其阀门全开时的阻力应不一样。由此可得出:在供热系统中大流量、小温差运行方式下,调节系统调节质量变差。

        通过以上分析,热水供暖系统应选用等百分比型调节阀,此外还应考虑阀门阻力,这一点对于调节阀用在不同场合非常重要。一般而言,系统的阻力数在热源的分、集水器(注:对于热源的分、集水器处的调节阀,其调节对象为整个供热系统,其散热量与流量的关系也类似图3的形状[5])、热力站处为最大,干线分支处和用户的热力入口次之。对于柱塞式、开口式和套筒式阀芯的调节阀,它们全都采用截止阀的阀体,阀芯呈流开状态。在相同的测试条件下,一般来说,套筒式调节阀阻力最大,开口式其次,柱塞式最小。因此,可认为在选择等百分比调节阀时,当调节对象的阻力较大时,宜选用套筒式或开口式调节阀;阻力较小时,这三种调节阀都可以用。

 

        当调节阀的调节对象为一供热系统时,如热源的分、集水器处,干线分支处和用户的热力入口处等,调节阀起分配流量的作用,即开度与流量的关系,没有涉及到阀开度与设备散热量的最终关系。由图2b可以得出当阀权度PV=0.1时,调节阀的工作特性相对开度与相对流量基本成线性关系,也能起到很好的分配流量的作用。在这种情况下如果还要求如前所述的阀权度PV≥0.3,那么所选择的调节阀的阻力过大 ,造成系统阻力过大,水泵耗电太大。如果调节阀的调节对象为换热器或散热器等,为了满足阀门调节与设备换热或散热关系,最终所要求的是散热器相对散热量或换热器的相对换热量与调节阀的相对开度成线性关系,这时就有必要要求所选阀门在工作中的阀权度PV≥0.3。
此外,用户热力入口的调节阀是安装在供水管还是回水管上,应根据水压图来确定。如果在高层建筑中安装在供水管上,有可能造成阀后压力过小(阀门阻力大),部分管道处于负压区,产生倒空现象,此时应考虑把调节阀安装在回水管上;反之,对低层建筑就应安装在供水管上,还可以用阀门减压。

   

         如果热媒为蒸汽,一定压力下,汽化潜热为定值,散热量或换热量与蒸汽量成正比,为保证相对散热量或相对换热量与调节阀的相对开度成线性关系,仅需要求调节阀的工作特性成线性关系即可。因此当系统或设备阻力较小时,选用直线型调节阀;反之,选用等百分比型调节阀,但是,此时的阀权度PV应为0.1左右。还应注意:如果热媒为蒸汽,为防止汽压下降过大,所选择的调节阀的阻力应较小。

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