空调系统中调节阀的选择、安装与调试

空调系统中调节阀的选择、安装与调试

李　震,肖勇全

(山东建筑工程学院,山东济南250014)

摘　要:说明调节阀在空调系统中的重要性,指出正确选择阀门应考虑的各种因素,包括阀门的流通能力、防止汽蚀和闪蒸现象、阀门的流量特性、阀体种类、阀门的执行器的大小,对涉及到的各个环节进行了分析,提出了计算方法和经验做法。同时指出了在变流量系统和固定流量系统中阀门的安装与调试做法上的区别,给出了安装和调试步骤。

关键词:流通能力;汽蚀和闪蒸;流量特性;阀门本体;执行器

中图分类号:T U832.24 文献标识码:B 文章编号:1002-3607(2003)06-0023-03

0　引言

随着自动调节控制在空调系统中的广泛应用,特别是变流量空调系统出现,调节阀将会日益得到广泛的应用。空调系统选择恰当的调节阀门尤为重要,因为调节阀是控制循环的实现部分,并且是最后的调节元件,它的选择、安装、调试正确与否关系到整个调节系统是否正常运行,能否达到节省人力和能源的目的。它应同控制循环的功能选择和测控仪器的选择具有同等重要的地位。作为安装和调试者要对它的工作原理、选型、安装、调试有一个深刻的理解,才能保证工程项目的顺利运行。

1　定义和工作原理

调节阀由执行机构和调节机构组成,它通过外部调节装置的信号控制阀门的开启度使流经阀门的流量调整。在空调系统上就是在末端设备(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,连接如图1。

2　选择阀门应考虑的因素

正确选择阀门应考虑如下参数:阀门的流通能

作者简介:李震(1973～),男,山东济南人,山东建筑工程学 院空调工程系,硕士研究生,研究方向:空调节能

与自动控制。力、汽蚀和闪蒸、阀门的流量特性、阀体种类、阀门的执行器的大小等

。

图1　调节阀连接示意图

2.1　根据阀门的流通能力确定阀门的尺寸

阀门的直径大小是阀门最重要的选项之一。阀门选型如果太小,在最大负荷时可能不能提供足够的流量,如果太大可能超过调节点,阀门的开启度过小会导致阀塞的过度磨损,并且系统不稳定而且会增加工程造价。

调节阀门的尺寸由计算的流通能力所决定。流通能力是指当阀门全开时,阀两端压力降为1kg/cm 时,流体密度为1g/cm时,每小时流经调解阀的流体的立方数。

对于一个紊流流动,计算流通能力的公式如下:

C=W

ρ

ΔP

C—阀门的流通能力,m3/h;

W—水流量,m3/h;

ΔP—阀门前后压差,kg/cm2;

ρ—水的密度,kg/m3。

2003年　12月总131期　第6期

安　装

I NST A LLATI ON

Dec.2003

T otal№.131　№.6

通过计算得到阀门的直径还应满足如下两条:

(1)阀门尺寸不要小于管道直径的一半。

(2)避免使用低于10%或高于80%的行程,阀门最容易在10%～80%的开启度区间进行调节。

阀门尺寸的选择还要考虑要求的压力降参数,这要考虑调节过程和设备本身的结构。通常阀门的压降应占到全部系统压降的25%～35%。为了提供适当的调节范围,流通能力应考虑到在一些极端情况下的状况。通常,考虑到一些额外的流量,在计算时,应选择在阀门开度90%时有最大流通能力,阀门的开启度为10%～15%应有最小的流通能力。

还有一种建议选择阀门压力降时的经验公式是当全部的压力降小于1.38×105pa ,统一用一个压力降3.4×104pa 。当系统的全部压降大于1.38×105pa ,靠近泵的最近位置阀门的压力降为泵的压头50%。并且在最远点位置阀门的压力降为泵的压头

的25%,但不要超过阀门的压力承受能力。2.2　避免汽蚀和闪蒸现象

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。

如图2所示,流体流过阀芯与阀口的狭窄处,速度增加压力减少,出口处压力增加速度减少。如果减少的流体压力靠近汽化点,气泡会在流体中产生。流体通过最狭窄处,速度降低压力增加,气泡迅速破裂,产生噪音并破坏金属表面,这种现象叫汽蚀。对于一个给定流速和两端压力降的调节阀门应校核是否会产生汽蚀现象

。

图2　流体流经阀门前后的压力、速度变化示意图

以下给出校核汽蚀参数的计算〔1〕公式:

δ=P 1-P v

ΔP δ—汽蚀参数(无量纲);P 1—阀门的进口压力,pa ;P v —液体的汽化压力,pa ;

ΔP —阀门的前后压力差,pa 。

δ值在10～15时流体不发生汽蚀,δ=2.7时开始初始汽蚀,此时用仪器可以检测出来;δ=2.3时开始持续汽蚀,这也是设计所要控制的点。

如果在阀门的出口压力仍然低于流体的汽化压力,气泡将仍然在系统的下游存在,这个过程叫“闪蒸”。“闪蒸”具有很强的破坏性,可以侵蚀阀门的内部结构,磨损金属壁面,表1给出常用的不同水温时的汽化压力值。

表1　不同水温时的饱和蒸汽压力

项　目参

数

水温(℃

)510155060饱和蒸汽压头(m )0.090.1250.175 1.272 2.066饱和蒸汽压力(kPa )

0.89 1.23 1.7112.3319.92

2.3　阀门的流量特性

阀门的基本流量特性如图3。

图3　阀门理想流量特性示意图

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,如图4。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。2.4　阀门的本体

空调系统常用的阀体各种特性总结如表2。

42安 装 2003年12月