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如何選用供熱調節(jié)閥
標簽：焊接球閥|球型平衡閥|流量控制閥
近年來，為解決供熱、空調系統(tǒng)中的水力失調、冷熱不均等問題，自動控制系統(tǒng)應用得越來越多，因而調節(jié)閥得到廣泛的應用，同時對調節(jié)閥性能特別是其流量特性的要求也越來越高。
調節(jié)閥的流量特性，即流量隨閥門開度變化的關系，取決于閥芯的型線及其在系統(tǒng)中的位置。目前，在閥門設計時，即使流量特性為百分比型的調節(jié)閥，在實際工作中也會變成快開特性，使系統(tǒng)無法進行正常的調節(jié)。其原因是多方面的，但有個重要原因是現有調節(jié)閥閥芯型線設計中存在某些問題，使得調節(jié)閥的工作參數與設計參數不一致，在很多情況下滿足不了運行調節(jié)的要求。為些，需要對閥芯的型線設計進行修正。
此外，調節(jié)閥的規(guī)格或口徑選擇也非常重要，它直接影響到調節(jié)系統(tǒng)效果的好壞，因此需根據調節(jié)對象的特性、調節(jié)閥的使用場合和流通能力來正確選用調節(jié)閥。
調節(jié)閥的選用原則
供熱系統(tǒng)的目的是熱力工況的平衡，要求在流量改變的同時，散熱器（或換熱器）散熱量適應負荷的變化。就是說，調節(jié)閥的開度變化與散熱器散熱量的變化成線性關系，這才是供熱系統(tǒng)調節(jié)的較佳的原則。亦即文獻所述在調節(jié)過程中，調節(jié)閥的放大系數和調節(jié)對象的放大系數乘積維持不變。
從文獻可得出散熱器的流量與散熱量之間的關系。Q為相對散熱量，指散熱器某一 流量下的散熱量與額定流量（設計流量）下的散熱量的比值，G為散熱器相對流量，曲線1、2、3、4分別表示供回水溫差為10、20、30、40℃時散熱器流量與散熱量之間的關系。流量小時流量變化對散熱器的散熱量影響大；流量大時影響小，即散熱器的散熱量隨流量變化的放大系數逐漸減小。
為了得到散熱器的相對散熱量Q/Qmax和調節(jié)閥的相對開度L/Lmax的線性關系，須選擇等百分比性能的調節(jié)閥。這一點對于散熱器和換熱器，只要其介質為熱水，都是如此，而直線型的調節(jié)閥將達不到線性關系的要求。
對于不同的供回水溫差，散熱器放大系數（曲線的斜率）的變化率不一樣；調節(jié)閥在不同的安裝地點，閥權度PV值不同，放大系數的變化率不一樣。為保證兩個放大系數的乘積為一常數，在選用調節(jié)閥時使其閥門全開時的阻力應不一樣。由此可得出：在目前供熱系統(tǒng)中大流量、小溫差運行方式下，調節(jié)系統(tǒng)調節(jié)質量變差。
熱水供暖系統(tǒng)應選用等百分比型調節(jié)閥，此外還應考慮閥門阻力，這一點對于調節(jié)閥用在不同場合非常重要。一般而言，系統(tǒng)的阻力數在熱源的分、集水器（注：對于熱源的分、集水器處的調節(jié)閥，其調節(jié)對象為整個供熱系統(tǒng)，熱力站處為較大，干線分支處和用戶的熱力入口次之。對于柱塞式、開口式和套筒式閥芯的調節(jié)閥，它們全都采用截止閥的閥體，閥芯呈流開狀態(tài)。在相同的測試條件下，一般來說，套筒式調節(jié)閥阻力較大，開口式其次，柱塞式較小。因此，可認為在選擇等百分比調節(jié)閥時，當調節(jié)對象的阻力較大時，宜選用套筒式或開口式調節(jié)閥；阻力較小時，這三種調節(jié)閥都可以用。
當調節(jié)閥的調節(jié)對象為一供熱系統(tǒng)時，如熱源的分、集水器處，干線分支處和用戶的熱力入口處等，調節(jié)閥起分配流量的作用，即開度與流量的關系，沒有涉及到閥開度與設備散熱量的關系。當閥權度PV=0.1時，調節(jié)閥的工作特性相對開度與相對流量基本成線性關系，也能起到很好的分配流量的作用。在這種情況下如果還要求如前所述的閥權度PV≥0.3，那么所選擇的調節(jié)閥的阻力過大 ，造成系統(tǒng)阻力過大，水泵耗電太大。如果調節(jié)閥的調節(jié)對象為換熱器或散熱器等，為了滿足閥門調節(jié)與設備換熱或散熱關系，后來所要求的是散熱器相對散熱量或換熱器的相對換熱量與調節(jié)閥的相對開度成線性關系，這時就有必要要求所選閥門在工作中的閥權度PV≥0.3。
此外，用戶熱力入口的調節(jié)閥是安裝在供水管還是回水管上，應根據水壓圖來確定。如果在高層建筑中安裝在供水管上，有可能造成閥后壓力過小（閥門阻力大），部分管道處于負壓區(qū)，產生倒空現象，此時應考慮把調節(jié)閥安裝在回水管上；反之，對低層建筑就應安裝在供水管上，還可以用閥門減壓。
如果熱媒為蒸汽，一定壓力下，汽化潛熱為定值，散熱量或換熱量與蒸汽量成正比，為保證相對散熱量或相對換熱量與調節(jié)閥的相對開度成線性關系，僅需要求調節(jié)閥的工作特性成線性關系即可。因此當系統(tǒng)或設備阻力較小時，選用直線型調節(jié)閥；反之，選用等百分比型調節(jié)閥，但是，此時的閥權度PV應為0.1左右。還應注意：如果熱媒為蒸汽，為防止汽壓下降過大，所選擇的調節(jié)閥的阻力應較小。
調節(jié)閥的口徑選擇計算
目前在供暖系統(tǒng)設計中有一部分人往往不進行調節(jié)閥口徑的選擇計算，一般認為多大的 管徑選擇多大口徑的閥門，這種觀念是錯誤的。對于調節(jié)閥一定要按照其流通能力來選擇口徑。從前文已看出，調節(jié)閥的壓降對于閥芯型線設計非常重要，對于口徑的選擇亦是如此。選擇計算步驟如下：
確定調節(jié)閥的壓差Δp
式中η--系數，當調節(jié)閥用于熱源的分、集水器處，干線分支處和用戶熱力入口等時，η=0.15～0.5；當用于調節(jié)散熱器或換熱器等時，η=0.5～0.7；
pg--系統(tǒng)或設備供水壓力，Pa；
ph--系統(tǒng)或設備回水壓力,Pa。
計算調節(jié)閥的較大流通能力Gmax
流通能力C是指在調節(jié)閥全開、閥兩端壓力為105Pa、流體密度ρ為1g/cm3時，每h流經調節(jié)閥的流量Gmax，以m3/h計為：
在調節(jié)閥產品規(guī)格中，根據Cmax值選取大于Cmax且近來一檔的C值，選出調節(jié)閥的規(guī)格或口徑。
按照如上的步驟即可正確選擇調節(jié)閥的口徑。文獻也指出：按口徑比管道直徑小的方法選擇用戶熱力入口調節(jié)閥，從流通能力方面考慮是可行的。具體的口徑比管道直徑應該縮小幾號，需根據供熱系統(tǒng)的設計條件或設計水壓圖而定。如果選擇口徑與管道直徑一樣的調節(jié)閥，按照上面的分析，就有可能造成流通能力過剩，調節(jié)范圍減小，即實際可調比R減小，調節(jié)特性不好，有時會造成系統(tǒng)或設備無法進行正常的調節(jié)。
無論是調節(jié)閥閥芯型線的設計，還是閥芯形狀和閥門口徑的選擇，其目的都是為了使供熱系統(tǒng)具有良好的可調性。但是，不同工況下散熱器的散熱特性是不同的（主要是指供回水溫差的不同），其放大系數也不同；調節(jié)閥安裝在不同的地點，其閥權度PV值不同，因而其放大系數也不同。因此要想使得兩個放大系數的乘積保持不變，對于工業(yè)產品要求系列化來說是非常困難的，也只有希望散熱器的散熱量隨調節(jié)閥的開度變化能基本保持線性關系即可。
綜合以上分析，可得出以下結論：
調節(jié)閥的流通截面積計算公式應按照計算，不應簡單認為相對流通截面積等于相對流量；
根據調節(jié)對象的不同選擇不同閥芯形狀的等百分比型調節(jié)閥，同時，如果調節(jié)閥的調節(jié)對象為一系統(tǒng)時，PV≥0.1，如果為一設備時，PV≥0.3；
對調節(jié)閥的規(guī)格或口徑應根據閥門的流通能力來選擇計算，調節(jié)閥的安裝地點不同，其計算公式中的系數有差別；
用戶入口的調節(jié)閥是否安裝在供回水管上，應根據水壓圖而定。
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