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ZYF自力式压差阀选用方案—郑州同力阀门


ZYF 自力式压差 阀选用方案 自力式压差阀选用方案
一 、 概述 在分户计量双管供暖系统中,为充分利用家用电器、灯光和人体等 自由热量,通常是在每一组散热器上安装预设定型温控阀,因此整个系统是变流量运 行,作用在温控阀上的压差随着流量的改变而发生变化。当其实际压差较大温控阀就 可能产生噪音,尤其是在房间热负荷较小时,温控阀会频繁开关,产生振荡。振荡除 引起不必要的磨损

外,还导致回水温度升高,并影响系统中的其它温控阀,因此在一 个设计良好的分户计量双管供暖系统中,一方面应使用系统中每个温控阀的热权度总 是大于等于 1,另一方面温控阀上所随的实际压差还应该保持在它的允许范围内。 自力式压差阀也称为 [1] 自力式压差控制阀 自力式压差控制阀,在变流量系统中,它通过感应供热 自力式压差阀 管道系统中两点的压力,可以使被控环路的压差保持恒定,保证被控环路中调节阀门 的正常工作,那么在分户计量双管供暖系统设计时,控制阀应如何布置呢?通常有以 下三个方案: 压差控制阀 a.压差控制阀 压差控制阀仅设在建筑物供暖引入口, 控制供暖引入口的压差为定值。 b.在下供下回式双管系统中,压差控制阀 压差控制阀设在每组共用立管的起始端,控制立管的压 压差控制阀 差为定值。 c.压差控制阀 压差控制阀设在每一户的引入口,控制户内系统的压差为定值。 压差控制阀 目前,在实际设计中,这 3 个方案应如何选择,争议颇多,仅就保证温控阀平稳 工作而言,方案 1 最差,但其初投资最少;方案 3 最好,但其初投资最高;方案 2 介于方案 1 和 3 之间。下面就针对这 3 个方案进行一些分析。 二、方案分析 1.方案 1:自力式 压差阀 压差阀仅设在建筑物的供暖引入口 由于是双管系统,因此以户为单位,供暖系统内各户之间是并联关系。每一用户 引入口作用压差 PS 可以由下式计算: PS=P1+P2-P3(1) 式中:P1--建筑物供暖引入口压差控制阀 压差控制阀控制压差; 压差控制阀 P2--所计算用户的自然作用压头; P3--从供暖引入口 压差控制阀 压差控制阀的压差控制点到所计算用户户引入口之间供回水 管路的阻力损失。 (1)式中各参数的讨论 a.建筑物供暖引入口 压差控制阀 压差控制阀控制压差 P1 在系统运行过程中,P1 是定值, 它取决于设计工况下,供暖系统最不利环路中,从供暖引入口压差控制点到最末端用 户户引入口之间供回水管路的阻力损失△P’3,最末端用户户内系统的总阻力损失△ P’s 以及最末端用户所随的自然作用压头△P’2。 根据式(1)有: △P1=△P’3+△P’s-△P’2(2) b.用户所随的自然作用压头 P2 P2 取决于用户所处的楼层以及供回水立管中供回水温度。 在系统的运行过程中, P2 是一个不断变化的量, 因此在设计工况下, 根据式 (1) 计算户引入口作用压差 PS 时,其自然作用压头 P2 应取最小值。因为如果取值较 大,那么根据式(1)所计算的户引入口作用压差 PS 就较大,在根据 PS 设计户

内系统时,其管道和温控阀的阻力损失就可能较大,当实际的自然作用压头 P2 小 于所选定值时,户引入口作用压差 PS 就会低于设计值,导致温控阀上的实际压差 小于设计值,此时,温控阀即使全开,散热器所提供的热量仍不足以维持设计室温, 所以在设计工况下,自然作用压头 P2 应取最小值。这样,在实际运行时,自然作 用压头 P2 总是大于等于最小值,因此能保证温控阀的热权度总是大于等于 1,房间 温度总是能达到设计值。不过,由于自然作用压头 P2 的影响因素较多,要确定每 一用户的最小值通常都很困难,因此为便于设计,在设计工况下计算户引入口作用压 差 PS 时,自然作用压头 P2 可以不考虑。 c.从供暖引入口压差控制阀 压差控制阀的压差控制点到所计算用户户引入口之间供回水管 压差控制阀 路的阻力损失 P3 在变流量系统中,供回水管路的阻力损失 P3 是一变量,它取决于管路中的流 量以及管路的长度。在设计工况下,其值最大,当管路中的流量趋近于零时,P3 也 趋近于零[1]。同一供暖系统当采用同程式时,其 P3 一般比采用异程式更大[2],因 此根据式(1)可知;各用户由 P3 所引起的 PS 波动,同程式比率经异程式系统 更大,由此可见,设计时应选择异程式系统。 d.户引入口作用压差 PS 对于双管系统,在散热器热负荷一定的情况下,当户引入口作用压差 PS 大于 设计值时,由于散热器上温控阀的调节作用,户内系统各管段的流量会保持不变[1], 因此各管段的阻力损失也不变,户引入口作用压差 PS 的增加值会等量地作用在户 内系统每一个温控阀上。由此可见,在系统设计时,只要保证运行过程中,户引入口 作用压差 PS 总是大于等于设计工况下户内系统总阻力损失,就可以保证在任何情 况下,温控阀上的实际压差总是大于等于设计工况下的设计值,因此温控阀的热权度 总是大于等于 1,用户随时能获得设计所要求的室温。那么应如何设计才能使户引入 口作用压差 PS 总是大于等于设计工况下户内系统总阻力损失呢? 根据前面的分析可知:在设计工况下进行设计时,自然作用压头可以不考虑,管路 的阻力损失 P3 为最大。 而在实际运行过程中,由于存在自然作用压头,管路的阻力损失 P3 又较小, 故根据式(1)可知:运行过程中,户引入口作用压差总是大于等于设计工况下的户 引入口作用压差,因此在设计工况下,只要使户引入口作用压差大于等于户内系统的 总阻力损失,那么运行过程中,户引入口作用压差就总是大于等于设计工况下户内系 统的总阻力损失。而这一点在设计工况下进行水力计算时,可以很容易做到。 另外,由于户引入口作用压差 PS 的波动反映了户内系统每个温控阀上作用压 差的波动,因此只要控制户引入口的作用压差 PS 的最大值,就能够保证运行过程 中温控阀不超过它的最大工作压差。根据文献[3~4]可知:在设计工况下,户内系统 包括热表和锁闭调节阀的阻力一般不应超过 30kPa, 因此在运行过程, 只要控制 PS 的最大值不超过 30kPa,就能保证温控阀的正常工作。 (2)方案 1 分析的小结

通过前面的分析可知:为保证运行过程中,温控阀上的实际作用压差不超过其正 常工作最大压差,用户引入口的最大作用压差不超过 30kPa,因此根据式(1)有: PS=P1+P2-P3kPa 从上式可知:当 P3=0 时,户引入口的作用压差 PS 最大,故根据上式有: P1≤30-P2kPa 上式中,对于自然作用压头 P2,在设计工况下,各用户所随的值最大[2],并且 其最大值可以由下式计算: P2=gH(ρh-ρg)kPa 式中:H--上供下回式双管系统中,为建筑物的高度;下供上回式双管系统中, 为建筑物的高度减去建筑物顶层的层高,m。 ρh、ρg--设计工况下,供回水温度所对应的水的密度,kg/m3。 故有 P1≤30-gH(ρh-ρg)/1000kPa 因此,当仅在供暖引入口设压差控制阀 压差控制阀时,其控制压差必须小于等于 30-gH 压差控制阀 (ρh-ρg)/1000kPa,才能保证系统运行过程中,温控阀上的作用压差能够小于其正 常工作的最大压差。另外,由于设计工况下进行水力计算时,不考虑自然作用压头, 故根据式(2)有:△P1=△P’3+△P’s 由此可见,只有当设计工况下最不利环路的阻力损失(△P’3+△P’s)小于 30-gH (ρh-ρg)/1000kPa 时,才可以采用方案 1。 2.方案 2:在每组共用立管上设压差控制阀 压差控制阀 本方案只适应于下供下回式双管系统。参照前面对式(1)各参数的分析,方案 2 在设计工况下进行水力计算时,其自然作用压头同样可以不考虑,因此压差控制阀 压差控制阀 的控制压差 P1 等于共用立管上最不利环路在设计工况下的阻力损失(△P’3+△ P’s),其中为△P’3 为立管上压差控制点到户引入口之间供回水管路的阻力损失,另 外,为保证共用立管上各用户在运行过程中户引入口作用压差 PS 不超过 30kPa, P1 同样应小于等于 30-gHρh-ρg)/1000kPa,当 P1 大于该值时,就不应采用方案 2 3.方案 3:在每户引入口设压差控制阀 压差控制阀 对于大型的供暖系统,当无法采用方案 1 和 2 时,就应采用本方案。其压差控制 压差控制 阀 的控制压差 P1 等于户内系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失,其中包括 户用热表和锁闭调节阀的阻力,P1 应小于等于 30kPa[3~4] 此时,各共用立管上只需设截止阀或闸阀,起关闭作用 在本方案中,由于 压差控制阀 压差控制阀的调节作用,在系统的运行过程中,自然作用压头 和系统流量的变化,不会对户内系统温控阀的工作产生影响。不过,为了在运行过程 中保证压差控制阀 压差控制阀的正常工作,其资用压差应始终大于等于其设计压差。压差控制阀 压差控制阀 压差控制阀 的设计压差应等于设计工况下其本身的阻力与其控制压差之和,因此在设计工况下进 行户外共用立管和供回水干管的水力计算时,自然作用压头可作为安全裕量,不予考 虑。

因为如果要考虑自然作用压头,一方面会使水力计算更复杂,另一方面自然作用 压头不恰当的取值,会导致运行过程中,压差控制阀 压差控制阀的资用压差小于其设计压差,有 压差控制阀 可能导致压差控制阀 压差控制阀即使全开,通过的流量也不能满足用户要求。 压差控制阀 另外在设计时应注意的是: 供暖系统中所使用的压差控制阀 压差控制阀一般都有最大工作压 压差控制阀 差限制,当作用在阀上的实际压差超过其最大工作压差时,阀就会被压坏,因此在使 用方案 2 和 3 时,如果运行过程中,室外管网在供暖引入口的资用压差会超过供暖系 统中所使用压差控制阀 压差控制阀的最大工作压差时, 就必须在供暖引入口设其它型号的压差控 压差控制阀 压差控 制阀,控制整个供暖系统的压差。此时,该压差控制阀 压差控制阀的控制压差应等于供暖系统最 制阀 压差控制阀 不利环路在设计工况下的总阻力损失。 4.户内和户外系统形式 对于户内系统,根据前面对供回水管路阻力损失 P3 分析的相同理由,为减少 运行过程中,温控阀作用压差的波动范围,应选择异程式系统。对于方案 2 和 3 的户 外系统,也建议采用异程式系统。因为同一供暖系统,当采用异程式时,其系统的总 阻力损失一般要比采用同程式更小[2]。这样,可以减小供暖系统引入口所需要的资用 压头 三、结论 (1)分户计量双管供暖系统在设计工况下进行水力计算时,其自然作用压头可 以不考虑,户内和户外系统应采用异程式。 (2)选用方案 1 时,其压差控制阀 压差控制阀的控制压差 P1 应等于供暖系统最不利环路 压差控制阀 在设计工况下的总阻力损失(△P’3+△P’s),并且 P1 应小于等于 30-gHρh-ρg) /1000kPa。 (3)选用方案 2 时,其压差控制 阀的控制压差 P1 应等于立管上最不利环路在设计工况下的总阻力损失 (△P’3+ △P’s),并且 P1 也应小于等于 30-gHρh-ρg)/1000kPa。 (4)方案 3 适应于大型供暖系统,其压差控制阀 压差控制阀的控制压差 P1 应等于户内系 压差控制阀 统最不利环路在设计工况下的总阻力损失,并且包括户用热表和锁闭调节阀的阻力, P1 应小于等于 30kPa。


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