谈压差操纵阀之双管供暖应用.docx

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谈压差操纵阀之双管供暖应用

谈压差操纵阀之双管供暖应用

　摘要：

本文对压差操纵阀在分户计量双管供暖系统中的3个应用方案进行了分析，给出了各方案的选择原那么，并指出分户计量双管供暖系统在设计工况下进行水力计算时，自然作用压头能够不予考虑，户内和户外系统应采纳异程式。

　　关键词：

压差操纵阀分户热计量双管供暖系统

　　一、概述

　　在分户计量双管供暖系统中，为充分利用家用电器、灯光和人体等自由热量，一般是在每一组散热器上安装预设定型温控阀，因此整个系统是变流量运行，作用在温控阀上的压差随着流量的改变而发生转变。

当其实际压差较大温控阀就可能产生噪音，尤其是在房间热负荷较小时，温控阀会频繁开关，产生振荡。

振荡除引发没必要要的磨损外，还致使回水温度升高，并阻碍系统中的其它温控阀，因此在一个设计良好的分户计量双管供暖系统中，一方面应利用系统中每一个温控阀的热权度老是大于等于1，另一方面温控阀上所随的实际压差还应该维持在它的许诺范围内[1].压差操纵阀也称为自力式压差操纵阀，在变流量系统中，它通过感应供热管道系统中两点的压力，能够使被控环路的压差维持恒定，保证被控环路中调剂阀门的正常工作，那么在分户计量双管供暖系统设计时，操纵阀应如何布置呢？

通常有以下三个方案：

　　a.压差操纵阀仅在设在建筑物供暖引入口，操纵供暖引入口的压差为定值。

　　b.在下供下回式双管系统中，压差操纵阀设在每组共用立管的起始端，操纵立管的压差为定值。

　　c.压差操纵阀设在每一户的引入口，操纵户内系统的压差为定值。

　　目前，在实际设计中，这3个方案应如何选择，争议颇多，仅就保证温控阀平稳工作而言，方案1最差，但其初投资最少；方案3最好，但其初投资最高；方案2介于方案1和3之间。

下面就针对这3个方案进行一些分析，希望为工程人员设计时，方案的选择提供一些有利的建议。

另外应说明的是：

本文所讨论的双管供暖系统是指户内、户外都为双管的系统。

　　二、方案分析

　　1.方案1：

　　压差操纵阀仅设在建筑物的供暖引入口由于是双管系统，因此以户为单位，供暖系统内各户之间是并联关系。

每一用户户引入口作用压差ΔPS能够由下式计算：

ΔPS=ΔP1+ΔP2-ΔP3

（1）

　　式中：

ΔP1——建筑物供暖引入口压差操纵阀操纵压差；

　　ΔP2——所计算用户随的自然作用压头；

　　ΔP3——从供暖引入口压差操纵阀的压差操纵点到所计算用户户引入口之间供回水管路的阻力损失。

（1）式中各参数的讨论

　　a.建筑物供暖引入口压差操纵阀操纵压差ΔP1在系统运行进程中，ΔP1是定值，它取决于设计工况下，供暖系统最不利环路中，从供暖引入口压差操纵点到最结尾用户户引入口之间供回水管路的阻力损失△P'3，最结尾用户户内系统的总阻力损失△P's和最结尾用户所随的自然作用压头△P'2.依照式

（1）有：

△P1=△P'3+△P's-△P'2　

（2）

　　b.用户所随的自然作用压头ΔP2ΔP2取决于用户所处的楼层和供回水立管中供回水温度[2].在系统的运行进程中，ΔP2是一个不断转变的量，因此在设计工况下，依照式

（1）计算户引入口作用压差ΔPS时，其自然作用压头ΔP2应取最小值。

因为若是取值较大，那么依照式

（1）所计算的户引入口作用压差ΔPS就较大，在依照ΔPS设计户内系统时，其管道和温控阀的阻力损失就可能较大，当实际的自然作用压头ΔP2小于所选定值时，户引入口作用压差ΔPS就会低于设计值，致使温控阀上的实际压差小于设计值，现在，温控阀即便全开，散热器所提供的热量仍不足以维持设计室温，因此在设计工况下，自然作用压头ΔP2应取最小值。

如此，在实际运行时，自然作用压头ΔP2老是大于等于最小值，因此能保证温控阀的热权度老是大于等于1，房间温度老是能达到设计值。

只是，由于自然作用压头ΔP2的阻碍因素较多，要确信每一用户的最小值通常都很困难，因此为便于设计，在设计工况下计算户引入口作用压差ΔPS时，自然作用压头ΔP2能够不考虑。

　　c.从供暖引入口压差操纵阀的压差操纵点到所计算用户户引入口之间供回水管路的阻力损失ΔP3在变流量系统中，供回水管路的阻力损失ΔP3是一变量，它取决于管路中的流量和管路的长度。

在设计工况下，其值最大，当管路中的流量趋近于零时，ΔP3也趋近于零[1].同一供暖系统当采纳同程式时，其ΔP3一样比采纳异程式更大[2]，因此依照式

（1）可知；各用户由ΔP3所引发的ΔPS波动，同程式比率经异程式系统更大，由此可见，设计时应选择异程式系统。

　　d.户引入口作用压差ΔPS关于双管系统，在散热器热负荷必然的情形下，当户引入口作用压差ΔPS大于设计值时，由于散热器上温控阀的调剂作用，户内系统各管段的流量会维持不变[1]，因此各管段的阻力损失也不变，户引入口作用压差ΔPS的增加值会等量地作用在户内系统每一个温控阀上。

由此可见，在系统设计时，只要保证运行进程中，户引入口作用压差ΔPS老是大于等于设计工况下户内系统总阻力损失，就能够够保证在任何情形下，温控阀上的实际压差老是大于等于设计工况下的设计值，因此温控阀的热权度老是大于等于1，用户随时能取得设计所要求的室温。

那么应如何设计才能使户引入口作用压差ΔPS老是大于等于设计工况下户内系统总阻力损失呢？

　　依照前面的分析可知：

在设计工况下进行设计时，自然作用压头能够不考虑，管路的阻力损失ΔP3为最大。

而在实际运行进程中，由于存在自然作用压头，管路的阻力损失ΔP3又较小，故依照式

（1）可知：

运行进程中，户引入口作用压差老是大于等于设计工况下的户引入口作用压差，因此在设计工况下，只要使户引入口作用压差大于等于户内系统的总阻力损失，那么运行进程中，户引入口作用压差就老是大于等于设计工况下户内系统的总阻力损失。

而这一点在设计工况下进行水力计算时，能够很容易做到。

　　另外，由于户引入口作用压差ΔPS的波动反映了户内系统每一个温控阀上作用压差的波动，因此只要操纵户引入口的作用压差ΔPS的最大值，就能够够保证运行进程中温控阀不超过它的最大工作压差。

依照文献[3～4]可知：

在设计工况下，户内系统包括热表和锁闭调剂阀的阻力一样不该超过30kPa，因此在运行进程，只要操纵ΔPS的最大值不超过30kPa，就能够保证温控阀的正常工作。

（2）方案1分析的小结通过前面的分析可知：

为保证运行进程中，温控阀上的实际作用压差不超过其正常工作最大压差，用户引入口的最大作用压差不超过30kPa，因此依照式

（1）有：

ΔPS=ΔP1+ΔP2-ΔP3kPa从上式可知：

当ΔP3=0时，户引入口的作用压差ΔPS最大，故依照上式有：

ΔP1≤30-ΔP2kPa上式中，关于自然作用压头ΔP2，在设计工况下，各用户所随的值最大[2]，而且其最大值能够由下式计算：

ΔP2=gH（ρh-ρg）kPa式中：

H—上供下回式双管系统中，为建筑物的高度；下供上回式双管系统中，为建筑物的高度减去建筑物顶层的层高，m.ρh、ρg—设计工况下，供回水温度所对应的水的密度，kg/m3.故有ΔP1≤30-gH（ρh-ρg）/1000kPa因此，当仅在供暖引入口设压差操纵阀时，其操纵压差必需小于等于30-gH（ρh-ρg）/1000kPa，才能保证系统运行进程中，温控阀上的作用压差能够小于其正常工作的最大压差。

另外，由于设计工况下进行水力计算时，不考虑自然作用压头，故依照式

（2）有：

△P1=△P'3+△P's由此可见，只有当设计工况下最不利环路的阻力损失（△P'3+△P's）小于30-gH（ρh-ρg）/1000kPa时，才能够采纳方案1.

　　2.方案2

　　在每组共用立管上设压差操纵阀本方案只适应于供下回式双管系统。

参照前面对式

（1）各参数的分析，方案2在设计工况下进行水力计算时，其自然作用压头一样能够不考虑，因此压差操纵阀的操纵压差ΔP1等于共用立管上最不利环路在设计工况下的阻力损失（△P'3+△P's），其中为△P'3为立管上压差操纵点到户引入口之间供回水管路的阻力损失，另外，为保证共用立管上各用户在运行进程中户引入口作用压差ΔPS不超过30kPa，ΔP1一样应小于等于30-gHρh-ρg）/1000kPa，当ΔP1大于该值时，就不该采纳方案2.

　　3.方案3：

　　在每户引入口设压差操纵阀关于大型的供暖系统，当无法采纳方案1和2时，就应采纳本方案。

其压差操纵阀的操纵压差ΔP1等于户内系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失，其中包括户用热表和锁闭调剂阀的阻力，ΔP1应小于等于30kPa[3～4].现在，各共用立管上只需设截止阀或闸阀，起关闭作用。

　　在本方案中，由于压差操纵阀的调剂作用，在系统的运行进程中，自然作用压头和系统流量的转变，可不能对户内系统温控阀的工作产生阻碍。

只是，为了在运行进程中保证压差操纵阀的正常工作，其资用压差应始终大于等于其设计压差。

压差操纵阀的设计压差应等于设计工况下其本身的阻力与其操纵压差之和，因此在设计工况下进行户外共用立管和供回水干管的水力计算时，自然作用压头可作为平安裕量，不予考虑。

因为若是要考虑自然作用压头，一方面会使水力计算更复杂，另一方面自然作用压头不适当的取值，会致使运行进程中，压差操纵阀的资用压差小于其设计压差，有可能致使压差操纵阀即便全开，通过的流量也不能知足用户要求。

　　另外在设计时应注意的是：

供暖系统中所利用的压差操纵阀一样都有最大工作压差限制，看成用在阀上的实际压差超过其最大工作压差时，阀就会被压坏，因此在利用方案2和3时，若是运行进程中，室外管网在供暖引入口的资用压差会超过供暖系统中所利用压差操纵阀的最大工作压差时，就必需在供暖引入口设其它型号的压差操纵阀，操纵整个供暖系统的压差。

现在，该压差操纵阀的操纵压差应等于供暖系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失。

　　4.户内和户外系统形式关于户内系统，依照前面对供回水管路阻力损失ΔP3分析的相同理由，为减少运行进程中，温控阀作用压差的波动范围，应选择异程式系统。

关于方案2和3的户外系统，也建议采纳异程式系统。

因为同一供暖系统，当采纳异程式时，其系统的总阻力损失一样要比采纳同程式更小[2].如此，能够减小供暖系统引入口所需要的资用压头。

　　三、结论

（1）分户计量双管供暖系统在设计工况下进行水力计算时，其自然作用压头能够不考虑，户内和户外系统应采纳异程式。

（2）选用方案1时，其压差操纵阀的操纵压差ΔP1应等于供暖系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失（△P'3+△P's），而且ΔP1应小于等于30-gHρh-ρg）/1000kPa.

　　（3）选用方案2时，其压差操纵阀的操纵压差ΔP1应等于立管上最不利环路在设计工况下的总阻力损失（△P'3+△P's），而且ΔP1也应小于等于30-gHρh-ρg）/1000kPa.

　　（4）方案3适应于大型供暖系统，其压差操纵阀的操纵压差ΔP1应等于户内系统最不利环路在设计工况下的总阻力损失，而且包括户用热表和锁闭调剂阀的阻力，ΔP1应小于等于30kPa.

　　参考文献：

　　一、戈特.磨擦勒，雷纳特.奥贝尔，编著，供暖操纵技术，北京：

中国建材工业出版社，1998

　　二、贺平，孙刚，编著，供热工程（新一版），北京：

中国建材工业出版社，1993

　　3、DBJ01-605-2000新建集中供暖住宅分户热计量设计技术规程（北京市标准）

　　4、DB29-26-2001集中供热住宅计量供热设计规程（天津市标准）