摘要: 本文闡述了暖通空調水系統(tǒng)中選用水力平衡閥的原因,并介紹了水力平衡閥的特性,以及應用水力平衡閥對水系統(tǒng)進行水力平衡調節(jié)的步驟、方法,系統(tǒng)聯(lián)調的要求、過程和評價。
關鍵詞:水力失調;水力平衡閥;系統(tǒng)平衡調試
1 引言:
在建筑物暖通空調水系統(tǒng)中,水力失調是見的問題。由于水力失調導致系統(tǒng)流量分配不合理,某些區(qū)域流量過剩,某些區(qū)域流量不足,造成某些區(qū)域冬天不熱、夏天不冷的情況,系統(tǒng)輸送冷、熱量不合理,從而引起能量的浪費,或者為解決這個問題,提高水泵揚程,但仍會產(chǎn)生熱(冷)不均及更大的電能浪費。因此,必須采用相應的調節(jié)閥門對系統(tǒng)流量分配進行調節(jié)。
雖然某些通用閥門如截止閥、球閥等也具有一定的調節(jié)能力,但由于其調節(jié)性能不好以及無法對調節(jié)后的流量進行測量,因此這種調節(jié)只能說是定性的和不準確的,常常給工程安裝完畢后的調試工作和運行管理帶來極大的不便。因此近些年來,在越來越多的暖通空調工程水系統(tǒng)的關鍵部位(如集水器)、特別是在一些國外設計公司設計的工程項目中,均大量地選用水力平衡閥來對系統(tǒng)的流量分配進行調節(jié)(包括系統(tǒng)安裝完后的初調節(jié)和運行管理調節(jié),本文主要闡述的是前者,也可作后者的參考)。
水力平衡閥有兩個特性:⑴、具有良好的調節(jié)特性。一般質量較好的水力平衡閥都具有直線流量特性,即在閥二端壓差不變時,其流量與開度成線性關系;⑵、流量實時可測性。通過專用的流量測量儀表可以在現(xiàn)場對流過水力平衡閥的流量進行實測。
2 系統(tǒng)水力平衡調節(jié):
水系統(tǒng)水力平衡調節(jié)的實質就是將系統(tǒng)中所有水力平衡閥的測量流量同時調至設計流量。
2.1 單個水力平衡閥調節(jié)
單個水力平衡閥的調節(jié)是簡單的,只需連接專用的流量測量儀表,將閥門口徑及設計流量輸入儀表,根據(jù)儀表顯示的開度值,旋轉水力平衡閥手輪,直至測量流量等于設計流量即可。
2.2 已有精確計算的水力平衡閥的調節(jié)
對于某些水系統(tǒng),在設計時已對系統(tǒng)進行了精確的水力平衡計算,系統(tǒng)中每個水力平衡閥的流量和所分擔的設計壓降是已知的。這時水力平衡閥的調節(jié)步驟如下:⑴、在設計資料中查出水力平衡閥的設計壓降;⑵、根據(jù)設計圖紙,查出(或計算出)水力平衡閥的設計流量;⑶、根據(jù)設計壓降和設計流量以及閥口徑,查水力平衡閥壓損列線圖,找出這時水力平衡閥所對應的設計開度;⑷、旋轉水力平衡閥手輪,將其開度旋至設計開度即可。
2.3 一般系統(tǒng)水力平衡閥的聯(lián)調
對于目前絕大部分的暖通空調水系統(tǒng),其設計只有水力平衡閥的設計流量,而不知道壓差,而且系統(tǒng)中包含多個水力平衡閥,在調節(jié)時這些閥的流量變化會互相干擾。這時如何對系統(tǒng)進行調節(jié),使所有的水力平衡閥同時達到設計流量呢?
2.3.1 系統(tǒng)水力平衡調節(jié)的分析:
① 并聯(lián)水系統(tǒng)流量分配的特點:并聯(lián)系統(tǒng)各個水力平衡閥的流量與其流量系數(shù)KV值成正比(由于管道中水流速度較低,假定各并聯(lián)支路上平衡閥兩端的壓差相等),如圖1所示,調節(jié)閥V1、V2、V3組成的并聯(lián)系統(tǒng),則QV1 :QV2 :QV3= KV1 :KV2 :KV3(Q為流量,KV為流量系數(shù))。當調節(jié)閥V1、V2、V3調定后,KV1、KV2 、KV3保持不變,則調節(jié)閥V1、V2、V3的流量QV1 、QV2 、QV3的比值保持不變。如果將調節(jié)閥V1、V2、V3流量的比值調至與設計流量的比值一致,則當其中任何一個平衡閥的流量達到設計流量時,其余平衡閥的流量也同時達到設計流量。
② 串聯(lián)水系統(tǒng)流量分配的特點: 串聯(lián)系統(tǒng)中各個平衡閥的流量是相同的, 如圖1所示,調節(jié)閥G1和調節(jié)閥V1、V2、V3組成一串聯(lián)系統(tǒng),則
QG1= QV1 +QV2 +QV3;
③ 串并聯(lián)組合系統(tǒng)流量分配的特點:如圖1所示,實際上是一個串并聯(lián)組合系統(tǒng)。其中平衡閥V1、V2、V3組成一并聯(lián)系統(tǒng),平衡閥V1、V2、V3又與平衡閥G1組成一串聯(lián)系統(tǒng)。
根據(jù)串并聯(lián)系統(tǒng)流量分配的特點,實現(xiàn)水力平衡的方式如下:
首先將平衡閥組V1、V2、V3的流量比值調至與設計流量比值一致;再將調節(jié)閥G1的流量調至設計流量。這時,平衡閥V1、V2、V3、G1的流量同時達到設計流量,系統(tǒng)實現(xiàn)水力平衡。
實際上,所有暖通空調水系統(tǒng)均可分解為多級串并聯(lián)組合系統(tǒng)。
2.3.2 水力平衡聯(lián)調的步驟:
如圖2所示,該系統(tǒng)為一個二級并聯(lián)和二級串聯(lián)的組合系統(tǒng),(V1~V3、V4~V6、….V16~V18)為一級并聯(lián)系統(tǒng),又分別與閥組I(G1、G2…G6)組成一級串聯(lián)系統(tǒng);閥組I為二級并聯(lián)系統(tǒng),又與系統(tǒng)主閥G組成為二級串聯(lián)系統(tǒng)。該系統(tǒng)水力平衡聯(lián)調的具體步驟如下:
① 將系統(tǒng)中的斷流閥(圖中未表示)和水力平衡閥全部調至全開位置,對于其它的動態(tài)閥門也將其調至位置,例如,對于散熱器溫控閥必須將溫控頭卸下或將其設定為開度位置;
② 對水力平衡閥進行分組及編號:按一級并聯(lián)閥組1~6、二級并聯(lián)閥組I、系統(tǒng)主閥G順序進行,見圖2;
③ 測量水力平衡閥V1~V18的實際流量Q實,并計算出流量比q=Q實/Q設計;
④ 對每一個并聯(lián)閥組內的水力平衡閥的流量比進行分析,例如,對一級并聯(lián)閥組1的水力平衡閥V1~V3的流量比進行分析,假設q1 ⑤ 按步驟④對一級并聯(lián)閥組2~6分別進行調節(jié),從而使各一級并聯(lián)閥組內的水力平衡閥的流量比均相等;
⑥ 測量二級并聯(lián)閥組I內水力平衡閥G1~G6的實際流量,并計算出流量比Q1-Q6;
⑦ 對二級并聯(lián)閥組的流量比Q1~Q6進行分析,假設Q1 ⑧ 調節(jié)系統(tǒng)主閥G,使G的實際流量等于設計流量。
這時,系統(tǒng)中所有的水力平衡閥的實際流量均等于設計流量,系統(tǒng)實現(xiàn)水力平衡。但是,由于并聯(lián)系統(tǒng)的每個分支的管道流程和閥門彎頭等配件有差異,造成各并聯(lián)平衡閥兩端的壓差不相等。因此,當進行后一個平衡閥的調節(jié)時,將會影響到前面已經(jīng)調節(jié)過的平衡閥,產(chǎn)生誤差。當這種誤差超過工程允許范圍時,則需進行再一次的測量和調節(jié)。
結語:
通過以上論述,我們可以得出結論,在暖通空調水系統(tǒng)中,合理地安裝水力平衡閥以及采用正確的方法進行系統(tǒng)聯(lián)調,可以極大地改善系統(tǒng)的水力特性,使系統(tǒng)接近或達到水力平衡,從而既為系統(tǒng)的正常運行提供了保證,同時又節(jié)省了能源,使系統(tǒng)經(jīng)濟高效地運行。
參考文獻
[1]陸耀慶 等主編,供暖通風設計手冊。北京:中國建筑工業(yè)出版社,1987年
[2]賀平、孫剛主編,供熱工程。北京:中國建筑工業(yè)出版社,1990年
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