恒温控制阀系统.docx

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恒温控制阀系统

恒温控制阀系统

STC设计室Marco及MarioDoninelli工程师编写

在这期杂志中我们将重点讨论运用

恒温控制阀的系统。

在第2期的水力杂志里我们曾研究

过这类系统带来的主要优点：

舒适

及节能。

在第4期的水利杂志里我们曾经讨

论过独立锅炉供热系统中使用恒温

控制阀会带来的一些严重的问题。

我们接下来的章节里会继续讨论这

些问题。

我们现在就实现恒温控制阀的系统■阀体噪音

会普遍遇到的问题做出分析。

■水泵工作异常

首先我们需要搞清楚究竟什么原因■水温过高

会让恒温控制阀对传统系统带来种

种问题。

然后我们将分析运用何种设备及方

法使安装了恒温控制阀的系统正常

地运行。

我们最后将提供适合于独立供暖或

集中供暖系统恒温控制阀的可行方■压差旁通阀

案。

这些方案已经在实际的系统中■膜片式压差调节器

运用，并且实践证明系统工作良好。

■变频泵

讨论的章节安排如下：

■自动流量平衡阀

■两通恒温阀■壁挂炉供暖系统

■三通恒温阀■落地锅炉供暖系统

■四通恒温阀■多层集中供暖系统

■混合型恒温阀■连排集中供暖系统

膨胀温包可以与调节旋钮一起安装在阀

体上或者分开安装。

恒温控制阀安装在散热器上，除了能当阀门安装在感温效果不理想的地方，

起到普通阀门的截止作用外，还能控如：

角落里，窗帘后或直接受太阳光照

制其安装区域内的空气温度。

射或空气流通剧烈的地方。

它主要由以下3个部件构成：

恒温阀调节室温的时间及方式可以归纳如下：

1，阀体：

内置阀杆和活塞。

a）空气温度高于设定温度时，温包膨胀

2，调节旋钮：

设定需要的温度。

将阀体的活塞（部分或全部）关闭。

3，膨胀温包：

提供使阀门开关的流经散热器的水流量会逐渐减少（最

动力。

终为零）,因此散热量也随之减少。

b）空气温度低于设定温度时，温包收缩使阀体的活塞（部分或全部）打开。

流经散热器的水流量会逐渐增多（最终全开），因此散热量也随之增多。

两通恒温阀运用于双管系统和集分水它与两通恒温阀一样运用于双管

器系统。

系统和集分水器系统。

两通恒温阀通过变化流经散热器和三通恒温阀通过改变流经散热器的流量

支管系统的流量来调节室温。

因此来调节室温，而同时保持二次支管循环

它使系统变流量运行。

流量恒定。

因为运用了旁通管，系统无论是在恒温阀开启或关闭状态下流量始终稳定。

四通恒温阀运用于单管循环系统混合型恒温阀运用于单管旁通系统

四通恒温阀（如三通恒温阀一样）通这类恒温阀（如同三通和四通恒温阀一

过改变流经散热器的流量来调节室温，样）由于有旁管旁通，因此系统能够定流

而同时保持支管循环系统流量不变，量运行。

因此系统能够保持定流量运行。

运用这类恒温阀目的在于免除传统的四

这些阀门如果不用远程的温包和调节通恒温阀调节手柄操作及感温的不便。

手柄，调节会更麻烦且感温位置不太它还适合用在单管系统板式散热器上，

理想及准确。

因为板式散热器不能插入注流管，只能由外部旁通管导流。

造成系统变流量运行的恒温控制阀

（即两通阀）会造成很多严重的问题。

实际上这些恒温控制阀在改变系统流

通过前面对恒温控制阀的介绍，我们量的时候也改变了系统压差，因此

了解到它们既可使系统定流量运行，也造成系统不平衡。

正因为系统的这种

可使系统变流量运行。

不平衡造成（下面我们将分析到）各

能使系统定流量运行的恒温控制阀（即种问题，如：

恒温控制阀噪音、水

有内部或外部旁通的阀）不会产生问题，泵不正常工作，锅炉区域水温过高。

实际上这类温控阀无论是在开或关的状但由于特有的审美观，这类阀门在我态下系统都按恒定流量运行。

但这类阀们国家更受青睐。

但我们得知道如

门（尽管大量运用在北欧国家）在我们国何正确运用这类阀门。

家很少运用，因为其尺寸较大且不太符我们尤其应该了解其隐藏的问题并合我们的审美标准。

且认识解决问题的方法和其设备。

对于这些关闭的阀门（即水流通道最

窄小的区域），压差的增大会很容易造成的气窝现象：

气窝现象：

即造成振动和剧烈的如水锤

的噪音。

正如前面提到的一样，两通恒温控制要定义造成气窝现象的压差值实际上

阀运用时会有如下问题不太可能。

因为造成这类现象的因素

■阀门的噪音很多，比如：

■水泵不正常工作■水温

■锅炉区域水温过高■系统水压

我们以下将分析造成这些问题的原因。

■阀门活塞与阀座的曲线

■水的排气量

当然大体上建议阀门（无论是自动恒

温或手动控制）工作压差不要超过

当温控阀开始关闭时，水泵对运行2000-2200毫米水柱。

的系统的动力（更确切说压差）加大。

这是因为水泵把不能消耗在部分或全

部关闭的阀门系统上的能量全部消耗

在开启的阀门系统上。

当两通温控阀开始关闭时，流经散热水流量减少时不仅造成水泵不正常工

器的水流关闭，由于没有旁通系统，作，而且也可能使锅炉区域水温过高。

系统水流量会明显减少。

当流量较少（或没有）时，系统不能

当系统实际流量少于设计流量时，普在燃烧器熄灭后吸收锅炉里蕴藏的

通水泵（即没有自动变速调节器）‘超热量,这些热量最终会导致水温过高

出曲线工作’，由此造成水温升高和烧而使锅炉控制元件不断地介入。

泵的可能。

过高的水温还可能损坏膨胀罐的隔

膜。

运用两通恒温控制阀可能对系统造成不良后果的简易图示

为避免由于运用两通恒温阀造成各压差旁通阀即可安装在系统的旁通管

类问题，可以运用如下平衡元件也可安装在水泵的旁通管。

系统旁通管

1,压差旁通阀的安装方式更可取，因为它保证恒温阀

2,膜片式定压差调节器在关闭时锅炉仍有正常水量循环。

3,变频泵

4,动态流量平衡阀

它运用在系统上通过旁通来限制两点之间的压差。

压差旁通阀有价格的优势，但在水温高或

水质较‘硬’的情况下，它们可能会结垢。

以致活塞与阀座‘粘合’在一起。

用于自动维持系统两点之间的压差

恒定。

它由一个调节旋钮，两个压力感应

管及一个由膜片控制的活塞构成。

随

着系统压差的改变，活塞开启或关

闭调节流量维持设定的压差值。

膜片式自力压差调节器能提供良好的性能。

但造价相对昂贵且体积较庞大。

变频泵可以自动控制和调节系统的压动态流量平衡阀能自动恒定流经它

力。

它既可以在稳定的压力情况下工作，的水流量，动态流量平衡阀的调节器

也可以在压力比例变化的情况下工作。

是一个可变几何形状为通道的活塞。

在第一种情况下（一定的流量范围内），

水泵的压差不受系统流量的影响始终

保持恒定。

动态流量平衡阀的压差/流量图示如下：

在第二种情况下（始终在一定的流量

范围内），水泵的压差随系统流量的

减少而减少。

而且很多国家由于大量运用三通或四通

恒温阀而不需要平衡元件，因此他们制

造的壁挂炉上没有这些旁通设施。

在前面的章节我们讨论了两通恒温可见选择壁挂炉独立供暖的方式时，不

阀对系统造成的问题及解决这些问能只看制造商的保证或声明，而是应该

题通常使用的平衡元件。

更客观地研究系统，确认以下要点：

下面我们将提供一些可行的系统图

示，大致分类为：

■壁挂炉压差/流量图表，而不是简单

1，壁挂炉独立供暖系统的水泵工作图

2，别墅落地炉独立供暖系统■查明制造商声明上指的压差平衡是

3，多层集中供暖系统固定型或可调节型。

4，连排住宅集中供暖系统无论在那种情况下，在供回水压差不

超过2000毫米水柱时，壁挂炉能在

低流量的情况下正常下工作。

■制造商保证其旁通平衡元件不受水

垢影响，至少在一定的水质情况下

不受影响。

总之，根据我们的经验，壁挂炉厂家很难接受使用变频泵或动态流量旁通元件，而落地锅炉厂家则已经接受并进行了这些改进。

这些系统（由于空间有限）通常不易

实现外部的旁通设施。

另外一个现象

就是：

越来越多的壁挂炉制造商保证

其壁挂炉内部安装了适于两通温控阀

关闭时压差仍然稳定的平衡元件。

但

事实上这些保证往往与系统真实情况

相悖。

我们在壁挂炉独立供暖系统上建议动态流量平衡阀（可以安装在区域阀

使用‘小区域’系统，这种系统即的旁通管上或区域回水管上）可以保证

在恒温阀系统旁构成一个普通阀和区域阀无论开或关时，回水流量始终恒

动态流量平衡阀的‘小区域’系统，定。

如下图所示：

动态流量平衡阀很有必要，因为如果没

小区域系统（由一个室内温控器控有它，在区域阀关闭时，由恒温阀控制

制）保证系统一定的流量，同时用的散热器会通过区域间的旁通管‘抢走’

于消除由恒温阀造成的不平衡现象。

水流以致增大流量。

对于这类系统可以适用两种控制方案：

一是预装完好的温控中心；一是变频泵

与动态流量阀结合的使用。

第一种方案（即温控中心方案）能让恒

温控制阀只起到调节热量的作用，而不影响整个系统，因为它具备以下功能：

■使系统能以较低水温运行

■保证散热器表面温度一致

■限制燃烧时的大气尘埃现象

卡莱菲150型温控中心由以下部件构成：

—四通混合调节阀

—气候补偿器

—电泵

—压差旁通阀

第二种解决方案在以下系统图示中标明了一套风机

运用变频泵以及动态流量平衡阀相盘管循环系统。

对于第一种解决方案更经济，当然这种情况存在于需要快速短时间加

并不具备其所有的特性。

热的地方，如洗衣房、车库，而用

这种方案使水温恒定因此恒温控制传统的散热器则不能到达此效果。

阀能全力调节室温。

对于风机盘管的调节，建议运用如

变频泵能控制系统压差的升高。

下元件：

带动态流量平衡阀的旁通管能保证■编程计时器

流经锅炉的最低水量（200～250升■风机盘管的温控器

/每小时）得到满足。

■水温低于45℃时停止风机盘管

的低温控制器

恒温控制阀

泵‘消耗’了大量扬程在这个散

热器的阀门上，这种情况下可以

对于这类相同（有别于独立供暖系统）推算水泵‘消耗’在开启的阀门

只在锅炉区域进行控制不能解决系统压上的压力不低于4000毫米水柱，

差升高的问题。

这个压力不能保证阀门安静地工

下例可以有效说明这个问题，参考下图作。

所示，此系统配备一个变频泵，其压力从另外一个角度看，即使带有压

调节器设定在6000毫米水柱（保证所有力比例调节器的水泵也可能会有

阀门全开时需要的最低循环压力）。

问题。

实际上这些水泵在一定流

假设系统只有一个阀门打开的情况。

量时相对应于压力值某一个点

这种情况下，由于流量微小，在锅炉与而这个压力值对于只供第一个工作的散热器之间的压差很小，因此水散热器来说过高，而只供最末一

个散热器来说又太低。

由此可见，集中供暖系统如果运用了第一种方案（见下图）要求使用以下

两通恒温阀，不能只在锅炉区域进行设备及元件：

压差控制，同时还需要在循环管路上■变频泵，配备调节器

进行控制。

大致可以归纳如下：

当水■锅炉区域旁通管上安装动态流量

泵扬程超过4000毫米水柱时，循环管平衡阀保证最低循环水量

路上应该进行平衡控制。

■回水主管上安装动态流量平衡阀，

对于这类平衡控制我们提供两种方案：

用于阀门全开时自动平衡流量。

一类针对于中型系统；一类针对于大■供回水管道顶端（或底部）安装压

型系统。

差旁通阀用于控制系统压差。

第二种方案（适于大型系统）通过大量运用压差旁通阀保证了每个

区域正常的工作，当然在每个水平主管

这套方案与第一种方案大致相似，或垂直主管之间的压差还会发生变化。

唯一的区别是不将压差旁通阀安

装在主管之间而是安装在每个区

域供回水管之间

在这类建筑中，有足够的空间安装膜

片式压差调节器，而在高层建筑的每户户供暖区域系统内安装不太可能。

尽

管价格高昂（相对于其它压力调节

元件）但它具备了前些方案压差平

同样对于下类系统，仅控制锅炉系统衡阀和动态流量平衡阀共有的功

的压差不够，当水泵工作扬程超过能：

阀门开启或关闭时平衡压差和

4000毫米水柱时需要进行主管压差的流量。

平衡。

这套解决方案要求使用膜片式压差调

节器。

总结

对于主管系统，可以安装带显示器和

锁定装置的压差旁通阀，这样使压差

就如我们在前言中说到的，我们推荐调节工作简易且防止人为失调。

的这类系统已经运用在实践中，而且我们相信运用两通恒温阀的供暖系统

至少良好运行了两年以上。

会推出更多更新的能简易有效控制

高层集中供暖系统中使用压差旁通阀系统的元件。

时，我们经常发现主管之间安装的或这类系统上还会有更多的技术更新。

区域供回水管之间安装的压差旁通阀我们希望还能在以后重新讨论这些系

调节不准确或人为失调。

统，向用户提供更好更有效的解决方

为避免旁通阀调节不准，可以在区域案及相关设备。

供回水之间安装压差为2000毫米水

柱的固定式旁通阀，这样能保证每个

区域的正常运作，避免压差过高或人

为失调。

然而对于主管来说，安装定

压差值的旁通阀不适合，因为它不同

于区域供回水管的压差那样容易以一个

定值衡量。

卡莱菲公司多年来致力与研究两通恒温阀系统的发展及提供相应的产品。

这些在卡莱菲产品目录上都能找到，有关本系统的产品诸如：

两通恒温控制阀

四通恒温控制阀

混用恒温控制阀

压差旁通阀

动态流量平衡阀

我们很快会向客户提供以下产品：

膜片式压差自动调节器

压差平衡型集分水器

锁定型压差旁通阀

带显示器压差旁通阀

卡莱菲200型恒温控制阀

详细技术数据请参阅卡莱菲恒温散热器控制阀中文资