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平衡閥的設計與選型

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平衡閥是空調系統中常用的一種閥門,一般分為手動和自動控制兩種類型,它的正確選型,直接關系到整個控制系統的正常運行,下面我們通過手動和自動兩種結構來分別談談它們的原理和選型問題。

一、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的,不能夠自動地隨系統工況變化而變化阻力系數,所以稱靜態平衡閥。手動平衡閥作用的對象是阻力,能夠起到手動可調孔板的作用,來平衡管網系統的阻力,達到各個環路的阻力平衡的作用。能夠解決系統的穩態失調問題:當運行工況不同于設計工況時,循環水量多于或小于設計工況,由于平衡閥平衡的是系統阻力,能夠將新的水量按照設計計算的比例平衡的分配,使各個支路的流量將同時按比例增減,仍然滿足當前負荷下所對應的流量要求

1.2 手動平衡閥的選型與設計中應注意的問題

(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95%~100%之間的流量變化是沒有意義的,那么開度從0~5%即實現了流量的 全程變化,這樣的閥門是不能作為水利工況平衡調節使用的。由于閥門理論特性曲線實在頂壓差下測定的,而實際工況只要閥權度不為1則閥門在小開度線閥門前后壓差大,大開度是閥前后壓差小,導致閥dG/dC值在小開度變大,在大開度時變小,使閥門實際工作曲線向快開方向偏移,閥權度越小其偏移越大,對于直線特性的閥門由于實際性能的偏移會導致閥門的有效調節的得開度空間變小,因此閥門的理論性曲線以下弦弧如等百分比特性為好。等百分比特性曲線閥門,在閥權度 0.3~0.5時實際工作曲線可能接近直線特性。

(2)通常閥門在小開度情況下閥門的流速過高,在閥后會形成旺盛紊流的渦旋區,渦旋區和新壓力很低,該處壓力低于水溫對應的飽和壓力時水蒸氣的閃發揮導致 汽水擊現象:嚴重的噪音,閥門及管道的振動,閥門、管道、管支架的破壞。防治這種事故的發生首先在閥們流道設計上考慮閥塞和閥座在小開度時形成狹長的節流 通道,約束旺盛紊流渦旋的形成;其次選用閥門時盡量加大閥權度,以避免閥門在小開度下運行。另外,在不牽涉壓力工況問題時盡量堿平衡閥安裝在水溫較低的回 水管道上。

二、自力式平衡閥

2.1 自力式平衡閥工作原理

自力式平衡閥則可在沒有外接電源的情況下,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)前后壓差一定而實現流量限定的,因此,也可稱定流量閥。

定流量閥作用對象是流量,能夠鎖定流經閥門的水量,而不是針對阻力的平衡。他能夠解決系統的動態失調問題:為了保持單臺制冷機、鍋爐、冷卻塔、換熱器這些設備的高效率運行,就需要控制這些設備流量固定于額定值;從系統末端來看,為了避免動態調節的相互影響,也需要在末端裝置或分支處限制流量。

設計中應注意的問題

自力式流量控制閥的缺點是在于閥門有最小工作差的要求,一般產品要求最小工作壓差20KPa,如果安裝在最不利回路上,勢必要求循環水泵多增加2米水柱的 工作揚程,所以應采取近端安裝,遠端不安的方法。用戶離熱源距離大于供熱半徑的80%時就不要安裝這種自力式流量控制閥。

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