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談壓差控製閥之雙管供熱利用

更新时间:2019-11-06 05:11人气:9975
一、概述

在分戶計量雙管供熱係統中,為充分利用家用電器、燈光和人體等自由熱量,通常是在每一組散熱器上安裝預設定型溫控閥,是以全部係統是變流量運行,感化在溫控閥上的壓差隨著流量的改變而發生變化。當實在際壓差較大溫控閥就可能產生噪音,特別是在房間熱負荷較小時,溫控閥會頻繁開關,產生振蕩 。振蕩除引發不必要的磨損外,還導致回水溫度升高 ,並影響係統中的其它溫控閥,是以在一個設計良好的分戶計量雙管供熱係統中,一方麵應使用係統中每個溫控閥的熱權度總是大於即是1,另一方麵溫控閥上所隨的實際壓差還應當保持在它的許可範圍內[1]。

壓差控製閥也稱為自力式壓差控製閥,在變流量係統中,它通過感應供熱管道係統中兩點的壓力,可以使被控環路的壓差保持恒定,保證被控環路中調節閥門的正常工作,那麽在分戶計量雙管供熱係統設計時,控製閥應如何布置呢?通常有以下三個方案:a.壓差控製閥僅在設在建築物供熱引進口,控製供熱引進口的壓差為定值。b.鄙人供下回式雙管係統中,壓差控製閥設在每組共用立管的起始端,控製立管的壓差為定值。c.壓差控製閥設在每一戶的引進口,控製戶內係統的壓差為定值。

目前,在實際設計中,這3個方案應如何選擇,爭議頗多,僅就保證溫控閥平穩工作而言,方案1最差,但其初投資最少;方案3最好,但其初投資最高;方案2介於方案1和3之間。下麵就針對這3個方案進行一些分析,希看為工程職員設計時 ,方案的選擇提供一些有益的建議。另外應說明的是:本文所討論的雙管供熱係統是指戶內、戶外都為雙管的係統。

二 、方案分析

1.方案1:壓差控製閥僅設在建築物的供熱引進口

由於是雙管係統 ,是以以戶為單位,供熱係統內各戶之間是並聯關係。每一用戶戶引進口感化壓差ΔPS可以由下式計算 :

ΔPS =ΔP1 +ΔP2-ΔP3 (1)

式中:ΔP1--建築物供熱引進口壓差控製閥控製壓差;

ΔP2--所計算用戶隨的自然感化壓頭;

ΔP3--從供熱引進口壓差控製閥的壓差控製點到所計算用戶戶引進口之間供回水管路的阻力損失。

(1)式中各參數的討論

a. 建築物供熱引進口壓差控製閥控製壓差ΔP1在係統運行過程中,ΔP1是定值,它取決於設計工況下,供熱係統最不利環路中,從供熱引進口壓差控製點到最末端用戶戶引進口之間供回水管路的阻力損失△P'3,最末端用戶戶內係統的總阻力損失△P's和最末端用戶所隨的自然感化壓頭△P'2。根據式(1)有:

△P1=△P'3+△P's-△P'2  (2)

b. 用戶所隨的自然感化壓頭ΔP2

ΔP2取決於用戶所處的樓層和供回水立管中供回水溫度[2]。在係統的運行過程中 ,ΔP2是一個不斷變化的量,是以在設計工況下,根據式(1)計算戶引進口感化壓差ΔPS時,其自然感化壓頭ΔP2應取最小值。由於假如取值較大,那麽根據式(1)所計算的戶引進口感化壓差ΔPS就較大,在根據ΔPS設計戶內係統時,其管道和溫控閥的阻力損失就可能較大,當實際的自然感化壓頭ΔP2小於所選定值時,戶引進口感化壓差ΔPS就會低於設計值,導致溫控閥上的實際壓差小於設計值,此時,溫控閥即使全開,散熱器所提供的熱量仍不足以維持設計室溫,所以在設計工況下,自然感化壓頭ΔP2應取最小值 。如許,在實際運行時,自然感化壓頭ΔP2總是大於即是最小值,是以能保證溫控閥的熱權度總是大於即是1 ,房間溫度總是能達到設計值。不過,由於自然感化壓頭ΔP2的影響身分較多,要確定每一用戶的最小值通常都很困難 ,是以為便於設計,在設計工況下計算戶引進口感化壓差ΔPS時,自然感化壓頭ΔP2可以不考慮。

c. 從供熱引進口壓差控製閥的壓差控製點到所計算用戶戶引進口之間供回水管路的阻力損失ΔP3

在變流量係統中,供回水管路的阻力損失ΔP3是一變量,它取決於管路中的流量和管路的長度。在設計工況下,其值最大,當管路中的流量趨近於零時,ΔP3也趨近於零[1]。同一供熱係統當采用同程式時,其ΔP3一般比采用異程式更大[2],是以根據式(1)可知;各用戶由ΔP3所引發的ΔPS波動,同程式比率經異程式係統更大,因而可知,設計時應選擇異程式係統。

d. 戶引進口感化壓差ΔPS

對於雙管係統,在散熱器熱負荷一定的情況下,當戶引進口感化壓差ΔPS大於設計值時,由於散熱器上溫控閥的調節感化 ,戶內係統各管段的流量會保持不變[1],是以各管段的阻力損失也不變,戶引進口感化壓差ΔPS的增加值會等量地感化在戶內係統每一個溫控閥上。因而可知 ,在係統設計時,隻要保證運行過程中,戶引進口感化壓差ΔPS總是大於即是設計工況下戶內係統總阻力損失,就可以保證在任何情況下,溫控閥上的實際壓差總是大於即是設計工況下的設計值,是以溫控閥的熱權度總是大於即是1,用戶隨時能獲得設計所要求的室溫。那麽應如何設計才能使戶引進口感化壓差ΔPS總是大於即是設計工況下戶內係統總阻力損失呢?

根據前麵的分析可知:在設計工況下進行設計時,自然感化壓頭可以不考慮,管路的阻力損失ΔP3為最大。而在實際運行過程中 ,由於存在自然感化壓頭,管路的阻力損失ΔP3又較小,故根據式(1)可知:運行過程中 ,戶引進口感化壓差總是大於即是設計工況下的戶引進口感化壓差,是以在設計工況下,隻要使戶引進口感化壓差大於即是戶內係統的總阻力損失,那麽運行過程中,戶引進口感化壓差就總是大於即是設計工況下戶內係統的總阻力損失。而這一點在設計工況下進行水力計算時,可以很輕易做到。

另外,由於戶引進口感化壓差ΔPS的波動反映了戶內係統每個溫控閥上感化壓差的波動,是以隻要控製戶引進口的感化壓差ΔPS的最大值 ,就能夠保證運行過程中溫控閥不超過它的最大工作壓差 。根據文獻[3~4]可知:在設計工況下,戶內係統包括熱表和鎖閉調節閥的阻力一般不應超過30kPa,是以在運行過程,隻要控製ΔPS的最大值不超過30kPa ,就能保證溫控閥的正常工作。

(2)方案1分析的小結

通過前麵的分析可知:為保證運行過程中 ,溫控閥上的實際感化壓差不超過其正常工作最大壓差,用戶引進口的最大感化壓差不超過30kPa,是以根據式(1)有:

  ΔPS =ΔP1 +ΔP2 -ΔP3 kPa

從上式可知:當ΔP3=0時,戶引進口的感化壓差ΔPS最大,故根據上式有:

  ΔP1≤30 -ΔP2 kPa

上式中 ,對於自然感化壓頭ΔP2,在設計工況下,各用戶所隨的值最大[2],並且其最大值可以由下式計算 :

  ΔP2=gH(ρh-ρg) kPa

式中:H--上供下回式雙管係統中,為建築物的高度;下供上回式雙管係統中,為建築物的高度減往建築物頂層的層高,m 。

 ρh、ρg--設計工況下 ,供回水溫度所對應的水的密度 ,kg/m3 。

 故有ΔP1≤30-gH(ρh-ρg)/1000 kPa

是以,當僅在供熱引進口設壓差控製閥時,其控製壓差必須小於即是30-gH(ρh-ρg)/1000 kPa,才能保證係統運行過程中,溫控閥上的感化壓差能夠小於其正常工作的最大壓差。另外,由於設計工況下進行水力計算時,不考慮自然感化壓頭,故根據式(2)有 :△P1=△P'3+△P's

因而可知,隻有當設計工況下最不利環路的阻力損失(△P'3+△P's)小於30-gH(ρh-ρg)/1000kPa時,才可以采用方案1。

2.方案2:在每組共用立管上設壓差控製閥

本方案隻適應於供下回式雙管係統。參照前麵對式(1)各參數的分析,方案2在設計工況下進行水力計算時,其自然感化壓頭同樣可以不考慮,是以壓<1頁

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