浅析流量调节阀的选型的设计

        流量控制阀在计量收费供暖供暖系统中占有非常重要的地位。因此，如何正确选择和设计流量控制阀就显得尤为关键。本文从流量控制阀的结构和工作原理入手，提出了在选择和设计控制阀时应注意的问题。
        在温控阀的选择和设计中，在选择与管路通径相同的温控阀的同时，也为所选的温控阀创造了理想的压差工况；电动调节阀适用于计算机监控系统中的流量调节设备，一般用于无人值守的热力站；对于手动平衡法，如何利用阀门的特性曲线来分析阀门的调节性能，如何解决阀门开度小问题，阀门易引起苏打水锤问题；在设计和选择自力式流量控制阀时，要注意阀门的最小工作差。在供热系统中实施热量计量收费，可以节约能源，提高供热系统的能效。就目前的情况而言，我国供热系统的能效只有30%左右。人们往往只关注锅炉和外网的热损失，而忽略热用户的热损失。热用户的热量损失主要是由于冷热不均造成的。这部分的热损失约为30-40%，相当可观。供暖系统进行计量和充电。从节能的角度来看，主要目的是挖掘这部分的节能潜力。
        计量计费主要采用三种节能方式：一是加装流量控制阀，实现流量平衡，二是克服冷热不均现象；其次，通过温控阀的作用，利用太阳能、家电、照明等设备的自由热量；三是提高用热居民的节能意识，减少开窗等不必要的散热。在这三种节能方法中，有两种是通过流量控制阀实现的。可见，流量控制阀在计量收费供热系统中占有重要地位。因此，如何正确选择和设计流量控制阀非常重要。
        一。温控阀
        一、散热器温控阀的结构和工作原理 用户房间的温度控制是通过散热器温控阀来实现的。散热器恒温控制阀由恒温控制器、流量调节阀和一对连接件组成。恒温控制器的核心部件是传感器单元，即温度球。温度球可以感应周围环境温度的变化产生体积变化，带动调节阀阀芯产生位移，进而调节散热器的水量来改变散热器的散热。恒温阀的设定温度可以手动调节，恒温阀会根据设定的要求自动控制和调节散热器的水量，从而达到控制室内温度的目的。温控阀一般安装在暖气片前，自动调节流量，达到住户所需的室温。温控阀分为二通温控阀和三通温控阀。三通温控阀主要用于跨管的单管系统。其分流系数可在0-100%范围内变化。流量调节空间很大，但价格较贵，结构较复杂。有的二通温控阀用于双管系统，有的用于单管系统。二管系统使用的二通温控阀的阻力比较大；单管系统使用的阻力比较小。温控阀的感温球一般与阀体组装为一体，感温球本身就是现场室内温度传感器。如有必要，可使用远程温度传感器；远程温度传感器放置在需要控温的房间内，阀体放置在供暖系统的某个部位。
         2、温控阀的选择与设计温控阀是供暖系统流量调节最重要的调节装置，其他调节阀是辅助设备，因此温控阀是重要的。如果供热系统没有配备温控阀，就不能称为热量计量收费系统。在温控阀的设计中，正确的选择非常重要。温控阀选型的目的是根据设计流量（在已知热负荷下）和允许的阻力降来确定KV值（流量系数）；然后通过KV值确定温控阀的直径（型号）。因此，设计图谱或制造商样品中必须给出KV值与直径的关系，否则不便于设计人员使用。在温控阀的选择和设计上，绝不是简单地选择与管道口径相同的温控阀。但在选型过程中，要为所选的温控阀创造一个理想的压差工况。温控阀的正常工作压差在2～3mH2O之间，不超过6～10mH2O。为此，必须给出温控阀的预设值范围，以防止噪音影响温控阀的正常工作。同一KV值下有两种以上口径选择时，应优先选用口径较小的温控阀。目的是提高温控阀的调节性能。
         2、电动调节阀电动调节阀是一种适用于计算机监控系统中进行流量调节的装置。一般用于无人值守的热力站。电动调节阀由阀体、驱动机构和变送器组成。温控阀是一种通过温度传感器自行调节流量的装置。需要外接电源；电控阀一般需要单相220V电源，通常用作计算机监控系统的执行机构（调节流量）。电控阀或温控阀是供暖系统中流量调节的最重要设备，其他是其辅助设备。
         3、平衡阀平衡阀分为手动平衡阀和自力式平衡阀。无论是手动平衡阀还是自力式平衡阀，其作用都是增加供暖系统近端阻力，限制实际操作流量不超过设计流量；换句话说，它们的作用是克服供暖系统近端的过剩资源。配合压头，电动调节阀或温控阀可在允许的资本压头下工作。因此，手动平衡阀和自力式平衡阀是温控阀或电控阀的辅助流量调节装置，但也很重要。如果选择不当或设计不合理，电控阀或温控阀都不能正常工作。
         1.手动平衡阀
        1.1 手动平衡阀的工作原理 手动平衡阀是一次性手动调节，不能随着系统工况的变化而自动改变阻力系数，故称为静平衡阀。手动平衡阀的对象是阻力，它可以起到手动调节孔板的作用，平衡管网系统的阻力，达到各回路阻力平衡的作用。可解决系统稳态失衡问题：当运行工况与设计工况不同时，循环水量大于或小于设计工况。由于平衡阀平衡系统阻力，新水量可按设计计算比例平衡分配，使各支路流量同时按比例增减，仍能满足相应的流量要求在当前负载下。
         1.2 手动平衡阀选型设计应注意的问题
        (1)阀门特性曲线决定了阀门的调节性能，如截止阀的流量曲线，如果认为流量在95%~100%之间变化是没有意义的，所以0~5%的开度实现了全流量变化。这种阀门不能作为水利条件的平衡调节。由于阀门的理论特性曲线是在顶压差下测得的，只要阀权不为1，阀门在小开度线处阀门前后会有较大的压差。大开度是指阀门前后压差小，导致阀门dG/dC值在小开度时变大，在大开度时变小，从而使阀门的实际工作曲线阀门切换到快开方向。阀权度越小，偏差越大。偏移量会引起阀门的有效调整开口空间变小，所以最好有低于阀门理论曲线的弦弧，如等百分比特性。对于等百分比特性曲线的阀门，当阀权度为0.3-0.5时，实际工作曲线可能接近线性特性。
         (2)一般阀门在小开度的情况下流量过大，在阀门后会形成剧烈的湍流涡流区。涡流面积和新压力很低，压力低于水温对应的饱和度。压力下水蒸气的闪蒸导致苏打水锤现象：噪音剧烈，阀门和管道振动，阀门、管道和管道支架损坏。为防止此类事故的发生，首先在阀门流道设计中考虑阀芯和阀座，在开度较小时形成狭长的节流通道，限制形成强烈的湍流；其次，在选择阀门时，尽量增大阀门功率。避免阀门在小开度下工作的程度。另外，在不涉及压力条件的情况下，尽量在水温较低的回水管上安装碱平衡阀。
         2、自力式平衡阀
        2.1 自力式平衡阀的工作原理 自力式平衡阀无需外接电源即可自动实现系统的流量平衡。自力式平衡阀是通过保持孔板（固定孔径）前后压差恒定来实现流量限制的，因此也可称为恒流阀。恒流阀的对象是流量，它可以锁定流经阀门的水量，而不是阻力的平衡。他可以解决系统的动态不平衡问题：为了保持单个冰箱、锅炉、冷却塔、换热器等的高效运行，需要控制这些设备的流量固定在额定值；从系统的末端，为了避免动态调整的相互影响，还需要在末端设备或分支处限制流量。设计中应注意的问题 自力式流量控制阀的缺点是阀门有最小的工作差要求。一般产品要求zui低工作压差为20KPa。如果安装在最不利的回路上，必然需要循环水泵增加2米的水柱。因此，应安装在近端，而远端则不安。当用户远离热源超过加热半径80%时，请勿安装此自力式流量控制阀。
        四。差压调节阀
        一、差压调节阀的原理 差压调节阀的原理与自力式平衡阀基本相同。只是在自力式平衡阀中，孔板作为阀体中的一个部件存在；差压调节阀没有孔板，而将差压调节阀后面的系统视为孔板。因此，调节阀的压差值实际上是指它是后续系统的入口和出口之间的压力差。从压差调节阀的结构可以看出，这种调节阀的作用是将系统的进出口压差控制在一定的范围内。基本功能是根据热力用户的热负荷需求，自动调整热力用户的运行流量。建筑物时，由于一些较热的用户要求降低室温，相应的室温调节阀的开度变小，导致压差调节阀的压差值增大，超过设定值。此时，压差调节阀自动关闭阀芯，加大节流作用，减小系统压差，直至回到设定值。最终的效果是降低流量，适应热力用户的热量需求，从而减少温控阀的频繁操作。当热用户要求提高室温时，差压调节阀起相反的作用。
         2、设计时应注意的问题。有些人认为每个室内系统或立管上都应该安装一个压差调节阀。经模拟计算：如果在建筑物的热入口处安装平衡阀（包括手动和自力式）或差压调节阀（但设计要合理），室内温控阀前后会有压力在任何调整范围内。相差不会超过6-10mH2O，即温控阀可以在合理的条件下工作。因此，安装太多的压差调节阀是没有必要的，也是不经济的。
         5、循环水泵变流量运行时，流量控制阀的选择主要是指手动平衡阀、自力式平衡阀和差压控制阀的选择。循环水泵变流量运行时，手动平衡阀失衡，最有利于温控阀的动作；但它的缺点是人工操作过多，难以达到理想的调节效果。循环水泵变流量运行，各热力用户入口处理想的设定压差应随室外温度变化。对于这一点，自力式平衡阀和差压调节阀并不理想，但不会出现失控调节。因此，可以采用这种类型的调节阀，有利于提高供热系统的调节性能。