工业空调系统调节阀的应用

工业空调系统调节阀的应用

倪同斌

河南省郑州市河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心，河南郑州450000

摘要：工业空调在进行通风的过程中系统调节阀有着十分重要的应用，文章从几个不同的系统入手来介绍工业空调调节阀中的具体作用。

关键字：工业空调；系统调节阀；调节阀应用

1、前言

定风量阀通常用于通风空调的系统当中，属于一种机械自力的装置，实际运行的过程中靠风管的气流来控制阀门位置进而控制流量。

2、应用时有关的参数

调节阀最主要的功能是满足对于流量调节的需要。但是口径和流量特性均正确无误的调节阀，并不能保证其在水系统实际运行过程中一定能够安全、可靠地工作，还需要有其他条件的配合。下面只列举几项需要注意的参数。

2.1机械强度

从耐压能力来说，正规厂家的调节阀样本中都会给出公称压力PN值，一般在选择阀门时需要注意核对该公称压力是否满足实际需要。校核时，由于阀全关状态承受的压差最大，其极大值接近于水泵扬程，因此，可考虑将阀所在位置的水静压与水泵形成的全压两者相加，再考虑10%~15%富裕度之后的计算值，看作是此时阀门实际承受的压力。从受力情况来说，由于阀体在安装和使用过程中难免受拉和受弯，而铸铁的抗拉强度与抗弯强度都较低，抗冻性和抗冲击性也很差，所以尽可能不要采用铸铁材质的阀门，而应优先采用铸钢或锻钢阀体，口径较小时，也可采用铸铜、锻铜阀体。考虑到价格因素，如无特殊需要，不宜选用不锈钢制作的阀体。

2.2执行机构的输出力

流体流过阀门时，由于静压、动压的作用，阀芯会受到来自上方和下方的轴向力，它们的合力就形成了不平衡力，这个不平衡力的大小与阀门的构造型式、通道尺寸以及阀芯位置有关，例如大口径的单座阀接近关闭时产生的不平衡力会很大。这就要求调节阀所配的执行机构必须提供足够大的输出力来克服这个不平衡力，否则，阀芯就不可能达到控制信号所要求的位置，从而导致调节失效。不过一般情况下，用不着选用者自行计算输出力，因为调节阀产品样本中都会给出与之配套的执行机构规格型号、其所提供的输出力以及最大允许的阀门关断压差，选用的执行机构提供的驱动力和关断压差不得低于原配套执行机构所提供的驱动力和关断压差。

2.3阀门开度下限

有些应用条件下，不允许调节阀处于完全关死状态，需要保证所通过的流量在任何时候均不得低于某个下限值，例如使用燃气或电力的热水装置不允许“干烧”，冷水机组内部不允许结冰等等就属于这种情况。这个问题事关安全，需要特别注意，但解决起来并不十分困难。可以在阀门订货时，将具体要求提给供货方，厂家会在阀门出厂前设置好。如果自己有能力，也可以在阀门到货、安装之后，在进行系统调试的阶段，自行设定阀门行程。执行器接受来自控制器的信号都是标准信号，在其0~100%的变化范围内，可以任意选择执行器的起始点，即执行器开始动作时所对应的控制器输出信号值，在控制器输出的20%~100%范围内，用户可以任意选择阀门全行程的间隔，即执行器从全关到全开（或从全开到全关）所对应的控制器输出信号范围。

3、调节阀的工作原理

近年来，随着我国社会经济的快速发展，建筑能耗也持续增长。依据有关的资料统计，我国的建筑用能已经超过全国能源消费总量的1/4，并将随着人民生活水平的提高逐步增加到1/3以上。在建筑能耗中，供暖和空调的能耗所占比例均在60%以上。随着调节阀在空调自动控制系统中的广泛应用，对调节阀的选择是否恰当，直接影响到整个空调系统是否正常运行和是否节能。调节阀在空调自动控制系统中的作用，已不单单是传统设计中仅起的开、关作用。调节阀是由执行机构和调节机构组成,它通过外部调节装置的信号调节阀门的开启度大小使流经阀门的流量在最小和最大流量之间进行调整。在空调系统上的应用就是在末端设备（盘管）处用二通阀,依据室内恒温器的信号或送风温度的信号,控制执行器的动作,从而推动阀杆使阀芯上下移动,改变阀芯与阀座之间的流通面积,从而实现调节流量的目的,满足用户的要求。

4、在变风量空调系统中的应用

在变风量空调系统中，一般外区采用变风量方式，内区采用定风量方式，在一个风量、风压不断变化的送风系统中，内区定风量设计是离不开定风量阀的。在净化空调系统中维持洁净房间的正压值至关重要，在排风或送排风系统中加设定风量阀，就能有效保证洁净房间的正压值。洁净手术室手术进行时与不进行时均需保持手术室正压，手术进行时新风量为保证正压所需的新风量加人员所需新风量，手术不进行时新风量为只保证正压所需的新风量，所以新风管上需要设双位定风量阀。在全空气系统中，由于受建筑条件的影响，各支管之间阻力肯定不均衡，一般采用三通调节阀或对开多叶调节阀来完成风量分配。为保证重要房间或主要支管上的风量不致于过大或过小，减少调试的盲目性，可适当加设定风量阀来取代三通调节阀或对开多叶调节阀。定风量阀是自动机械机构，无需外部动力，可另加电动执行器通过遥控信号改变流量设定。定风量阀在送、排风系统中均可应用，工作温度一般为1050℃，压差范围为501000Pa，即阀前阀后至少应用50Pa压差，否则定风量阀不能工作。这点应注意，因为新风系统新风机组的风压值一般都不大。定风量阀安装时不受位置限制，但阀片轴应保证水平，一般要求有阀门长边1.5倍距离的直线入口风管及0.5倍距离的直线出口风管。定风量阀控制精度高，有外部指针显示流量刻度，调节精度约为±4%，限流机构无需维护，为与系统配套，定风量阀矩形、圆形、保温、消声型均可选择。空调系统中常采用电动执行器,选择执行器的考虑因素如下。动力源、调节器失效后阀门所处的状态、其他调节的附件、运行速度、运行的频率、工作环境、阀门的尺寸、系统组件的花费、系统的维护等。当阀门的控制器失灵时,阀芯应设计为停留在最安全的位置,通常是全开或全闭或停留在原位置。这个位置的选择应结合实际的需要仔细的分析。分支阀门的压力变化范围可能很大,通常阀门执行器的关断能力为泵扬程1.5倍的压头。当流体流过阀门时压力会下降,由于这个原因流体可能部分会发生汽化,这种汽化对于控制阀门有严重的破坏作用。同时,在运行调节过程中,会引起很强的噪音。大的阀门例如大于DN80的阀门即使阀门两端很小的压差也需要很大的执行器来关断。在控制中一般是采用线性控制,因为根据盘管的特性刚开始小的流量输入会引起盘管大的输出,而等百分比阀门在刚开启时只能提供小的流量,两者可以相互抵偿,复合后成线性,这是在控制上比较容易实现的。因此在需要流经盘管的流量可调控时,采用等百分比阀门。在控制阀只需有选择通、断两种状态时宜选择快开特性的阀门。

5、结束语

工业空调运行的过程中定风量阀由于能够精确的自动调整流量平衡，可以起到十分重要的作用，因而得到了广泛的应用。

参考文献：

[1]周钟.空调箱调节阀的选择与节能[J].暖通空调,2018,v.48；No.344(5):23-32.

[2]沈阳.汽车空调通风阀门步进电机控制系统及噪音分析[D].长江大学,2018.

[3]赵建伟.阀门定位器工作原理及三断保护功能应用[J].宁波化工,2018(2):1-4.

[4]朱宏耀,张吉礼.水量连续调节阀动态性能现场标定方法[J].建筑热能通风空调,2018,37(2):24-28.

[5]胡泽宽,高岩,林惠阳.动态压差平衡型电动调节阀应用案例研究[J].山西建筑,2018,44(7):126-127.

[6]李明雀.试论空调水系统中阀门的选用[J].时代农机,2018,v.45；No.308(6):192-192.