温控阀的工作原理及应用
温控阀是供暖系统流量调节的zui主要的调节设备,一个供暖系统如果不设置温控阀就不能称之谓热计量收费系统。本文简介了温控阀的构造和原理,通过分析温控阀的流量特性,结合散热器的流量特性,同时引进阀权度的概念,阐述在散热器热特性、温控阀流量特性和阀权度的共同作用下如何确保散热器系统调节的有效性;并介绍了温控阀的安装方案;zui后阐述温控阀节能作用。
关键词:温控阀流量特性阀权度热计量节能
1、散热器温控阀的构造及工作原理
用户室内的温度控制是通过散热器恒温控制阀来实现的。散热器恒温控制阀是由恒温控制器、流量调节阀以及一对连接件组成,其中恒温控制器的核心部件是传感器单元,即温包。温包可以感应周围环境温度的变化而产生体积变化,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量。恒温阀设定温度可以人为调节,恒温阀会按设定要求自动控制和调节散热器的水量,从而来达到控制室内温度的目的。
2、散热器的调节特性是由散热器热特性、温控阀流量特性及阀权度共同决定的。
温控阀在某开度下的流量与全开流量之比G/Gmax称为相对流量;温控阀在某开度下的行程与全行程之比l称为相对行程。相对行程和相对流量间的关系称为温控阀的流量特性,即:G/Gmax=f(l)。它们之间的关系表现为线性特性、快开特性、等百分比特性、抛物线特性等几种特性曲线。
对散热器而言,从水利稳定性和热力是调度角度讲,散热量与流量的关系表现为一簇上抛的曲线,随着流量G的增加,散热量Q逐渐趋于饱和。为使系统具有良好的调节特性,易于采用等百分比流量特性的调节阀以补偿散热器自身非线性的影响(1)。
阀权度对调节特性的影响。可调比R为温控阀所能控制的zui大流量与zui小流量之比:
R=Gmax/Gmin
Gmax为温控阀全开时的流量,也可看作是散热器的设计流量;Gmin则随温控阀阀权度大小而变化。在散热器系统中,由于温控阀与散热器为串联,故可调节比R与阀权度的关系为:R=Rmax(2)
以某型号的温控阀和散热器为例,散热器的流通能力为5m3/h,温控阀的阀权度为88%,实际可调比为28,对应的流量可调节范围*-4%。散热器在不同进出口温差下散热量的实际可调节范围见表。
进出口温度差(℃)
25
20
15
10
5
可调节范围(%)
100~11.6
100~13.5
100~16.1
100~20.2
100~28
有表可知,当散热器进出口温差较小时,散热量的实际可调节范围也见小。但散热器进出口温差小于10℃时,温控阀的zui小可调节散热量约为标准散热量的20%,温控阀的有效工作范围减小。
此外值得注意的一点是,温控阀的高阻力是由散热器的调节特性决定的,设计时必须考虑温控阀的这一特性,以免出现资用压力不够的情况。
3温控阀的安装位置
3.1散热器恒温阀一般安装在每台散热器的进水管上或分户采暖系统的总入口进水管上。尤其是对内置式传感器不主张垂直安装,因为阀体和表面管道的热效应可能会导致恒温控制器的错误动作,应确保恒温阀的传感器能够感应到市内环流空气的温度,不得被窗帘盒、暖气罩等覆盖。
3.2为了减少投资,提出在户内系统(一户一个供暖系统)上只装一个温控阀的方案。
通常的情况下,应该每一组散热器(即每个房间)上安装一个温控阀。为了减少投资,提出在户内系统(一户一个供暖系统)上只装一个温控阀的方案。下面首先分析单管系统的热特性,即流量与室温的变化规律,并指出温控阀的安装方法。
3.2.1单管户内系统只在末端房间装一个温控阀。利用热网工况模拟分析软件对一个五层楼的上分式单管顺流系统(也适用于户内单管顺流系统)进行计算,其结果见表1。表1为供水温度恒定的情况,这种情况较符合一个大的供热系统出现流量分配不均的实际工况,因而具有代表性。在设计外温下,凡实际流量小于设计流量的(相对流量小于1),均出现上层热、下层冷的现象;凡实际流量大于设计流量的(相对流量大于1.0)都发生上层冷、下层热的情形。
表1:上分式单管顺流系统供水温度恒定时流量与室温变化
室温(℃)
相对流量(%)
5层
4层
3层
2层
1层
1.80
18.5
18.7
18.9
19.3
19.6
1.00
18.6
18.3
18.2
17.7
17.5
0.48
17.8
16.8
15.8
14.8
13.5
0.24
17.3
15.3
12.3
9.9
8.6
注:供水温度81℃
上述室温与流量之间的变化规律,具有普遍性。当室外温度不等于设计外温时。这种变化规律仍然存在,所不同的只是在设计外温,即气温zui冷时,系统垂直失调zui严重,也就是zui高层与zui低层之间的室温偏差zui大;随着气温变暖,垂直失调也逐渐趋缓。单管系统发生这种垂直失调现象的原因,主要是流量变化与散热器表面温度的变化不一致所造成的。一般而言,散热器的散热量主要取决于散热器的表面平均温度。在设计状态下,散热器传热面积的选取,都是根据设计工况下,各层散热器的设计表面平均温度计算的。但在实际运行中,由于流量分配不均,各层散热器的表面平均温度的变化比率将与设计工况发生差异。当立管实际的流量小于设计流量(即相对流量小于1.0)时,立管的供、回水温差即大于设计时的温差,此时上层散热器的表面平均温度比下层的散热器表面平均温度更有利于散热,因而出现上热下冷现象;相对流量大于1.0时,情况正相反。
单管系统垂直失调的特点是流量愈大,末端房间室温愈高;流量愈小,末端房间室温愈低,根据这种热特性,对于单管系统,每户一个温控阀,应该按如下原则安:(1)对于单管顺流的户内系统,一个温控阀应该装在该户内系统zui末端房间的散热器上;
(2)对于带跨越管的单管户内系统,一个温控阀应装在户内系统的入口供水管或回水管上,该温控阀的远程温度传感器需放在户内系统zui末端房间里;
(3)对于旧建筑的上分式单管顺流系统,每根立管的一个温控阀,应装在zui底层房间的散热器上,此时,供热量应采用热量分配器计量。应该指出:这种温控阀的使用方法,其优点是既提高了供暖系统的调节性能,又能减少工程的初投资;其缺点是每户各房间的室温为同一标准,不能随心所欲的进行调节。
3.2.2双管户内系统一个温控阀装在户内入口处。双管系统的垂直失调,是由于自然循环作用压头的变化引起系统流量变化而产生的。这种系统,的方案是在每个散热器上都装温控阀。一些房地产开发商不愿意增加投资,取消了所有的温控阀,尽管在户内系统中,不会出现严重失调现象,但必然导致楼内各层之间的垂直失调。在工程实践中,也证明了这一点。为降低造价,又不影响供暖系统的调节功能,在双管户内系统中,在户内入口处装置一个温控阀,其远程温度传感器可放置任何房间。这一方案,虽然每房间的室温调节缺乏灵活性,但却改善了楼内各层之间的冷热不均,比较符合目前国内的经济状况。
4、散热器恒温阀在采暖系统中的节能作用
散热器恒温阀正确安装在采暖系统中,用户可根据对室温高低的要求,调节并设定温度。这样就确保了个房间的室温恒定,避免了立管水量不平衡以及单管系统上下层室温不均匀的问题。同时,通过恒温控制、自由热、经济运行等作用可以既提高室内热环境舒适度,又实现节能。
恒温控制——随气候的变化动态的调节出力,控制室温恒定,即可节能。同时,消除温度的水平和垂直失调,也能是有利环路减少能量浪费,同时使不利环路达到流量和温度的要求。
自由热——阳光入射、人体活动、炊事、电器等热量称为采暖自由热,这部分热量由于不确定性而没有在设计运行中予以充分考虑,仅作为安全系数考虑。实现室温控制后,这部分能量可以取代部分散热量,同时,不同朝向的房间温差也可以消除,既提高了市内热环境的舒适度,又节省了能量。
经济运行——办公建筑、公共建筑在夜间、休息日无需满负荷供热。住宅用户也以尽量做到无人断热,以节省能量和热费。甚至在不同的房间可以实行不同的温度控制模式:当人员集中在客厅时,卧室温度可以降低设定,客厅温度可以提高设定;在睡眠休息的时间里,卧室温度可以提高设定,客厅温度可以降低设定等等。这些措施都可以通过散热器恒温阀来实现,已达到节能目的。
- 凡本网注明"来源:智能制造网 "的所有作品,版权均属于智能制造网 ,转载请必须注明智能制造网 ,https://www.gkzhan.com。违反者本网将追究相关法律责任。
- 企业发布的公司新闻、技术文章、资料下载等内容,如涉及侵权、违规遭投诉的,一律由发布企业自行承担责任,本网有权删除内容并追溯责任。
- 本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
- 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
- 01扬州市俊平试验机械有限公司成功入驻智
扬州市俊平试验机械有限公司是一家集橡塑、建材、公路工程实验及检测设备的业制造单位。[详细]
- 02业绩爆发,这家显示大厂23年营收冲破50
尽管全球经济面临纷繁复杂的挑战,但消费电子行业自2023年下半年开始逐步回暖,各大手机厂商[详细]
- 03《长大桥梁无人机巡检作业技术规程》5
日前,浙江省市场监督管理局批准发布《DB33/T310022-2024长大桥梁无人机巡检作业技术规程》[详细]
- 042024年世界隧道大会在深圳开幕
4月22日,由国际隧道和地下空间协会(ITA)主办,中国土木工程学会承办的2024年世界隧道大会(W[详细]
- 05《纺织机械 染料自动配液装置》等16项标准本月底施行
近日,中国中小商业企业协会批准发布《纺织机械染料自动配液装置》等16项团体标准,于2024年[详细]
- 06攻克极限地层掘进 都四山地轨道交通首
中铁隧道局承建的1标段线路全长8.57公里,设三站两区间。本次贯通的永丰站-蒲阳站区间全长32[详细]
- 07数控机床、飞行器!中国机电产品流通协会发布20项标准
近日,中国机电产品流通协会发布《新能源汽车用紧固件轻量化技术要求》等20项团体标准立项通[详细]
- 086G Logo正式亮相:中国也要参与制定6G
6GLogo预计将于2024年5月8日至10日在鹿特丹举行的SA1工作组主办的“3GPPIMT2030用例第一阶段[详细]
- 012024年人工智能将以三种方式改变能源行
虽然人工智能在2023年才开始成为主流,但多年来它已应用于各个行业,以优化和自动化运营。在[详细]
- 02动力电池生产过剩严重 装车率首次跌破5
当前动力电池和储能电池的生产存在过剩现象,库存压力相对较大。特别是在2024年3月,动力电[详细]
- 032024年,人形机器人会在工业应用场景“下血本”
智能制造网认为,2024年,人形机器人的应用场景将主要集中在工业领域,如汽车和3C(计算机、[详细]
- 04苹果回收机器人来到中国:从iPhone中回
苹果公司大中华区董事总经理葛越在地球日到来之际宣布,苹果的回收机器人Dave和Taz已经抵达[详细]
- 05国际标准、船舶配套、应用产业,这里的成果落地开花
近日,中国船舶集团七一二所成功中标黑龙江乌苏里江航道维护自航应急清障船综合电推推进系统[详细]
- 062023年度智慧城市领军企业业务浅析
近期,高新兴、虹软科技、佳都科技、千方科技、易华录、太极股份、深天马、京东方、利亚德、[详细]
- 07123.8亿元!国网2024年第一批次智能电
近日,国网2024年第一次电能表(含用电信息采集)招标采购中标结果公示,合计中标总金额约123.[详细]
- 08一周趣评:量子光源芯片有新突破;超充
大家好,欢迎来到《一周趣评》。2024年4月15日-4月21日,氮化镓量子光源芯片、液氢运输船、A[详细]
- 01智能制造盛会在京开幕!
“第十三届中国智能制造高峰论坛暨第二十一届中国智能制造岁末盘点颁奖典礼”在北京盛大开幕[详细]
- 02智己CEO揭秘第一代固态电池:跟清华学霸联合打造
智己L6预计5月上市,将首次搭载超快充固态电池,具备三大亮点:超高能量密度、超快充和超高[详细]
- 03把握智能制造大势,智能制造年度盛会在
由湖北省中小企业服务中心、e-works数字化企业网主办的第十三届中国智能制造高峰论坛暨第二[详细]
- 04新消息!比亚迪发布MEB低速紧急制动功能
在低速场景下,MEB能够准确识别机动车、非机动车、行人等障碍物,以及小型路障如立柱、雪糕[详细]
- 05关于开展2024年上海智能制造能力成熟度
为进一步推动国家标准在更多区域和行业的深度应用,贯彻落实《“十四五”智能制造发展规划》[详细]
- 062023年度青岛市分析测试学会年会系列学
2023年度青岛市分析测试学会年会系列学术报告会暨国际科学仪器及实验室装备展览会定于2024年[详细]
- 07展位基本售罄,规模再创新高丨第二十一
第二十一届中国国际科学仪器及实验室装备展览会(CISILE2024)定于2024年5月29—31日在中国国[详细]
- 0890后大牛稚晖君再融一笔!人形独角兽投
本轮融资是开年以来国内第二笔人形机器人制造商获得的亿元级融资,上一笔10亿融资投给了杭州[详细]