摘要: 本文闡述了暖通空調(diào)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(yīng)用水力平衡閥對(duì)水系統(tǒng)進(jìn)行水力平衡調(diào)節(jié)的步驟、方法,系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的要求、過程和評(píng)價(jià)。
關(guān)鍵詞:水力失調(diào);水力平衡閥;系統(tǒng)平衡調(diào)試
1 引言:
在建筑物暖通空調(diào)水系統(tǒng)中,水力失調(diào)是見的問題。由于水力失調(diào)導(dǎo)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(fèi),或者為解決這個(gè)問題,提高水泵揚(yáng)程,但仍會(huì)產(chǎn)生熱(冷)不均及更大的電能浪費(fèi)。因此,必須采用相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥門對(duì)系統(tǒng)流量分配進(jìn)行調(diào)節(jié)。
雖然某些通用閥門如截止閥、球閥等也具有一定的調(diào)節(jié)能力,但由于其調(diào)節(jié)性能不好以及無法對(duì)調(diào)節(jié)后的流量進(jìn)行測量,因此這種調(diào)節(jié)只能說是定性的和不準(zhǔn)確的,常常給工程安裝完畢后的調(diào)試工作和運(yùn)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(diào)工程水系統(tǒng)的關(guān)鍵部位(如集水器)、特別是在一些國外設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目中,均大量地選用水力平衡閥來對(duì)系統(tǒng)的流量分配進(jìn)行調(diào)節(jié)(包括系統(tǒng)安裝完后的初調(diào)節(jié)和運(yùn)行管理調(diào)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(gè)特性:⑴、具有良好的調(diào)節(jié)特性。一般質(zhì)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(shí),其流量與開度成線性關(guān)系;⑵、流量實(shí)時(shí)可測性。通過專用的流量測量儀表可以在現(xiàn)場對(duì)流過水力平衡閥的流量進(jìn)行實(shí)測。
2 系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié):
水系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)的實(shí)質(zhì)就是將系統(tǒng)中所有水力平衡閥的測量流量同時(shí)調(diào)至設(shè)計(jì)流量。
2.1 單個(gè)水力平衡閥調(diào)節(jié)
單個(gè)水力平衡閥的調(diào)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(shè)計(jì)流量輸入儀表,根據(jù)儀表顯示的開度值,旋轉(zhuǎn)水力平衡閥手輪,直至測量流量等于設(shè)計(jì)流量即可。
2.2 已有精確計(jì)算的水力平衡閥的調(diào)節(jié)
對(duì)于某些水系統(tǒng),在設(shè)計(jì)時(shí)已對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了精確的水力平衡計(jì)算,系統(tǒng)中每個(gè)水力平衡閥的流量和所分擔(dān)的設(shè)計(jì)壓降是已知的。這時(shí)水力平衡閥的調(diào)節(jié)步驟如下:⑴、在設(shè)計(jì)資料中查出水力平衡閥的設(shè)計(jì)壓降;⑵、根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,查出(或計(jì)算出)水力平衡閥的設(shè)計(jì)流量;⑶、根據(jù)設(shè)計(jì)壓降和設(shè)計(jì)流量以及閥口徑,查水力平衡閥壓損列線圖,找出這時(shí)水力平衡閥所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)開度;⑷、旋轉(zhuǎn)水力平衡閥手輪,將其開度旋至設(shè)計(jì)開度即可。
2.3 一般系統(tǒng)水力平衡閥的聯(lián)調(diào)
對(duì)于目前絕大部分的暖通空調(diào)水系統(tǒng),其設(shè)計(jì)只有水力平衡閥的設(shè)計(jì)流量,而不知道壓差,而且系統(tǒng)中包含多個(gè)水力平衡閥,在調(diào)節(jié)時(shí)這些閥的流量變化會(huì)互相干擾。這時(shí)如何對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié),使所有的水力平衡閥同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量呢?
2.3.1 系統(tǒng)水力平衡調(diào)節(jié)的分析:
① 并聯(lián)水系統(tǒng)流量分配的特點(diǎn):并聯(lián)系統(tǒng)各個(gè)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(diào)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(dāng)調(diào)節(jié)閥V1、V2、V3調(diào)定后,KV1、KV2 、KV3保持不變,則調(diào)節(jié)閥V1、V2、V3的流量QV1 、QV2 、QV3的比值保持不變。如果將調(diào)節(jié)閥V1、V2、V3流量的比值調(diào)至與設(shè)計(jì)流量的比值一致,則當(dāng)其中任何一個(gè)平衡閥的流量達(dá)到設(shè)計(jì)流量時(shí),其余平衡閥的流量也同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量。
?、?串聯(lián)水系統(tǒng)流量分配的特點(diǎn): 串聯(lián)系統(tǒng)中各個(gè)平衡閥的流量是相同的, 如圖1所示,調(diào)節(jié)閥G1和調(diào)節(jié)閥V1、V2、V3組成一串聯(lián)系統(tǒng),則
QG1= QV1 +QV2 +QV3;
?、?串并聯(lián)組合系統(tǒng)流量分配的特點(diǎn):如圖1所示,實(shí)際上是一個(gè)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(diǎn),實(shí)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(diào)至與設(shè)計(jì)流量比值一致;再將調(diào)節(jié)閥G1的流量調(diào)至設(shè)計(jì)流量。這時(shí),平衡閥V1、V2、V3、G1的流量同時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)流量,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水力平衡。
實(shí)際上,所有暖通空調(diào)水系統(tǒng)均可分解為多級(jí)串并聯(lián)組合系統(tǒng)。
2.3.2 水力平衡聯(lián)調(diào)的步驟:
如圖2所示,該系統(tǒng)為一個(gè)二級(jí)并聯(lián)和二級(jí)串聯(lián)的組合系統(tǒng),(V1~V3、V4~V6、….V16~V18)為一級(jí)并聯(lián)系統(tǒng),又分別與閥組I(G1、G2…G6)組成一級(jí)串聯(lián)系統(tǒng);閥組I為二級(jí)并聯(lián)系統(tǒng),又與系統(tǒng)主閥G組成為二級(jí)串聯(lián)系統(tǒng)。該系統(tǒng)水力平衡聯(lián)調(diào)的具體步驟如下:
?、?將系統(tǒng)中的斷流閥(圖中未表示)和水力平衡閥全部調(diào)至全開位置,對(duì)于其它的動(dòng)態(tài)閥門也將其調(diào)至位置,例如,對(duì)于散熱器溫控閥必須將溫控頭卸下或?qū)⑵湓O(shè)定為開度位置;
② 對(duì)水力平衡閥進(jìn)行分組及編號(hào):按一級(jí)并聯(lián)閥組1~6、二級(jí)并聯(lián)閥組I、系統(tǒng)主閥G順序進(jìn)行,見圖2;
?、?測量水力平衡閥V1~V18的實(shí)際流量Q實(shí),并計(jì)算出流量比q=Q實(shí)/Q設(shè)計(jì);
?、?對(duì)每一個(gè)并聯(lián)閥組內(nèi)的水力平衡閥的流量比進(jìn)行分析,例如,對(duì)一級(jí)并聯(lián)閥組1的水力平衡閥V1~V3的流量比進(jìn)行分析,假設(shè)q1 ?、?按步驟④對(duì)一級(jí)并聯(lián)閥組2~6分別進(jìn)行調(diào)節(jié),從而使各一級(jí)并聯(lián)閥組內(nèi)的水力平衡閥的流量比均相等;
⑥ 測量二級(jí)并聯(lián)閥組I內(nèi)水力平衡閥G1~G6的實(shí)際流量,并計(jì)算出流量比Q1-Q6;
⑦ 對(duì)二級(jí)并聯(lián)閥組的流量比Q1~Q6進(jìn)行分析,假設(shè)Q1 ?、?調(diào)節(jié)系統(tǒng)主閥G,使G的實(shí)際流量等于設(shè)計(jì)流量。
這時(shí),系統(tǒng)中所有的水力平衡閥的實(shí)際流量均等于設(shè)計(jì)流量,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水力平衡。但是,由于并聯(lián)系統(tǒng)的每個(gè)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(dāng)進(jìn)行后一個(gè)平衡閥的調(diào)節(jié)時(shí),將會(huì)影響到前面已經(jīng)調(diào)節(jié)過的平衡閥,產(chǎn)生誤差。當(dāng)這種誤差超過工程允許范圍時(shí),則需進(jìn)行再一次的測量和調(diào)節(jié)。
結(jié)語:
通過以上論述,我們可以得出結(jié)論,在暖通空調(diào)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(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào),可以極大地改善系統(tǒng)的水力特性,使系統(tǒng)接近或達(dá)到水力平衡,從而既為系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供了保證,同時(shí)又節(jié)省了能源,使系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)高效地運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)
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[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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