空调水系统调节阀性能改进施工方法

     随着时代的不断进步，中央空调已经遍布我们身边的很多场所，中央空调能耗在公共建筑的能耗中占了很大的比例，因此对中央空调节能途径的探讨目前仍是一个热点。中央空调的节能途径有很多，但电动调节阀的实际调节特性对中央空调的能耗影响则很少涉及。在此就简单谈一下水系统调节阀性能改进的施工方法。
　　阀门在供热空调水系统中被广泛应用于控制水的压力、流量和流向。供热空调水系统阀门的种类和工作原理：供热空调水系统中常用的阀门按阀体结构形式和功能可分为闸阀、蝶阀、截止阀、球阀、旋塞阀、止回阀、减压阀、安全阀、疏水阀、平衡阀等类。按照驱动方式分为手动、电动、液动、气动等四种方式。
　　1 调节阀的实际流量特性
　　应用于空调水系统的电动调节阀的理想流量特性一般为等百分比特性。实际工作中因为调节阀必须与末端空调盘管串联使用，调节阀在节流面积发生变化的同时，还发生阀前、后压差的变化，从而使实际流量特性偏离等百分比特性。调节阀的实际工作流量特性可用阀门的权度来反映。权度 s 为调节阀全开时阀上的压差与末端管路进出口压差的比值。随着阀门权度5 的下降，流量特性将趋向于直线特性。值太小时将严重影响自动调节系统的调节质量，通常5 的推荐值在0．3～0．5之间。
　　2 选择合适的水力平衡来保证电动调节阀的调节性能
　　平衡阀是一种特殊功能的阀门，它具有良好的流量特性，有阀门开启度指示，开度锁定装置及用于流量测定的测压小阀。利用专用智能仪表，输入阀门型号和开度值，根据测得的压差信号就可直接显示出流经该平衡阀的流量值，只要在各支路及用户入口装上适当规格的平衡阀，并用专用智能仪表进行一次性调试，就可使各用户的流量达到设定值。
　　2.1空调水系统中常用的水力平衡措施空调系统中常用的水力平衡措施包括设置静态平衡阀、动态平衡阀和压差类平衡阀等。同程管仅能解决管路长短不同而导致的水力不平衡问题，不在本文讨论范围内。静态平衡阀是一种可以精确调节阀门阻力系数的手动调节阀。在干管、支管上安装足够多的静态平衡阀，经过良好调试以后，可以解决水系统额定工况水力不平衡的问题。
　　2.2 动态平衡阀可以自动消除阀门两端压差变化的影响来恒定通过阀门的水流量，也叫“恒流阀或限流阀”。动态平衡阀没有固定的阻力系数，当两端压差增大时，这种阀门可自动增大阻力来补偿压差的变化值 ，以保持流量不变。当压差小于其最小压差(一般为 1～3m) 时 ，它 的阀胆开度达到最大，则不再有补充压差能力，这时它相当于一个局部阻力系数固定的普通阀门，流量将随着压差的减小而减小。反之，当压差大于其最大压差(正常的系统不可能出现 ，其最大压差可达 30～40m)时 ，阀胆开度达到最小 ，流量将随压差的增大而增大 。由于动态平衡阀的这种特性，它对电动调节阀调节性能的影响比较复杂，不能简单用权度来衡量。
　　2.3 压差类平衡阀实际上是一种压差控制阀，通过控制空调水系统某处供回水管的压差，使系统达到水力平衡的目的。无论是网路压力出现波动，还是被控对象内部的阻力发生变化，压差平衡阀均可维持施加于被控对象的压差恒定。前者除能维持静态水力平衡外，还可避免不同环路间工作时的互相影响 (即保持动态水力平衡)，常用于空调系统支干管进出口恒定环路进出口压差，也可在末端环路使用。后者将电动调节阀两端压差恒定 (现在多采用电动调节与压差控制二合一的阀门)后 ，使其达到理想的工作条件，即电动调节阀的实际工作流量特性与理想流量特性是一样的，具有最佳的调节效果。
　　3 采用合理的阀门选型方法改进电动调节阀的调节性能
　　调节阀的选型应根据末端环路管道设备的阻力，按照 0．3～0．5的权度值进行选型。然而，并联末端环路之间的阻力往往并不相等，除了管道长度可 能不同外，空调箱本身的阻力也因不同的型号及制冷 量而不同，同一系统中最低和最高空调箱阻力的差距可达好几倍。 假设某系统中阻力最大的环路(称为环路 A)设备管道总阻力为 6×10kPa，阻力最小的环路(称为环路 B)总阻力为 1 X 10kPa，两个环路均按照 0．5的权度选择调节阀，则包括调节阀在 内的总阻力为：A=12×10kPa，B=2 X 10kPa。显然，在这种场合下，虽然环路 B调节阀的选型权度符合要求 ，但实际上阀门的全行程范围内流量将同比偏大两倍以上很多，实际调节性能将大幅下降。 因此，中央空调水系统各末端环路电动调节阀的 选型，应使选型后的环路总阻力(包括调节阀在内)与最不利环路相近，这样调节阀的实际流量才能够保证在符合要求的范围内。上述选型方法需要进行所有环路阻力计算并比较，较为繁琐 ，也可以根据最不利环路的阻力(包括设备和管道、附件)，结合各环路空调设备的流量要求，按照 0-3～0．5的权度进行选型。
　　4 空调供热系统中调节阀的选用原则
　　供热系统最终目的是热力工况的平衡，要求在流量改变的同时，散热器（或换热器）散热量适应负荷的变化。就是说，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。即在调节过程中，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。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。从上至下的曲线分别表示供回水温差为10、20、30、40°C，供水温度为90°C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影响大；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。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）、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，柱塞式是小。
　　5 结语
　　优先推荐采用最不利环路权度选型法选择电动调节阀，当理论计算可以满足阀门权度和流量时，甚至可以不用水力平衡措施。当采用最不利环路权度选型法选择电动调节阀仍不能满足调节阀控制要求时，推荐采用静态平衡阀与调节阀配合使用 ，可以改善大开度时调节阀的调节性能。