空调系统中调节阀的选择及安装

摘要：调节阀选择、安装、调试关系到整个空调系统是否正常运行, 只有对其工作原理、选型、安装、调试有一个深刻的理解, 才能保证工程的顺利运行。

关键词：空调系统；调节阀；选择；原理

中图分类号： TU831.3+5 文献标识码： A 文章编号：

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。

一、调节阀的工作原理

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, 连接如图1所示。

图 1 调节阀连接示意图

二、空调系统中常用调节阀类型

1、开关型温控阀。一般分为2 种, 一种是具有正反转功能的双向电机, 无需长期通电, 以达到节能的目的; 另外一种为单向电机配合弹簧复位执行, 无电源时可自动开关阀瓣及手动开关, 适用于风机盘管处。

2、比例调节型温控阀。通过温控4 件套( 阀体、电动执行器、控制器及温度传感器) 达到恒温控制, 适用于风柜处。

3、压差平衡阀。通过压差传感器、控制器及阀门执行器完成各种压差系统测控功能, 主要适用于并联安装冷水机组平衡及多区域供冷管网中各区域之间的平衡。

三、调节阀的选择的要点

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。

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、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。

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。

四、调节阀的安装

正确的安装阀门才能保证系统的正常运行, 安装调节阀时有许多重要的因素必须考虑, 具体如下：

1、在调节阀的附近管道设置旁通, 调节阀需要定期的维护以检查漏点、噪音、震动、调节范围等等。因此关键的部位应设旁通以保证系统在检修、调节阀关断时能正常运行, 如图2所示。

图2 调节阀旁通、直管段安装示意图

2、阀门前后直管段的要求。阀门前端水流进口处有10—20倍管道直径的直管段, 出口有3—5倍管道直径的直管段。

3、执行器的安装。必须保证阀杆垂直升降,执行器必须在阀杆的正上方, 另外阀门必须与其他设备有足够的空间距离以保证维修。调节阀两端设关断阀便于维修时取出调节阀。

4、过滤器。调节阀的上游加设过滤器,管道中含有的杂质可能会破坏阀门的正常运行。

5、通常固定流量的系统阀门安装在盘管的上游, 在变流量系统中应尽量安装在盘管的下游, 使盘管始终处于正压状态。阀门安装在上游, 关断时盘管可能处于负压, 空气可能会通过盘管上的泄漏点进入盘管, 影响盘管的运行效率。

6、支架固定牢靠, 并有防止管道伸缩对阀体影响的措施。

总之，只有对调节阀选型、原理及安装调试有充分的了解, 才能避免在运行中出现各种问题, 确保整个空调系统运行正常。

参考文献：

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