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散熱器恒溫控製閥道理及利用

浏览次数:771日期:2019-11-30

摘要 : 本文先容了了散熱器恒溫控製閥的曆史、道理及分類。並結合工程實例闡述了在新形勢下供熱係統中不同散熱器布置方式中如何精確使用散熱器恒溫控製閥。

  關鍵詞: 散熱器 恒溫控製閥 分戶計量 旁通

  散熱器恒溫控製閥於20世紀40年代最早在歐洲出現,在80年代初我國開始自行研製散熱器恒溫控製閥,進進90年代中、後期,隨著熱計量政策及技術的不斷深化及廣大人民群眾對居室溫度的個性化要求,各種國產、進口散熱器恒溫控製閥產品應運而生,並在國內很多工程項目中被采用。

  在散熱器采熱的房間溫度控製方麵可以采用散熱器恒溫控製閥進行控製,也可采用阻力特性較好的手動溫控閥進行控製。采用散熱器恒溫控製閥控製的上風在於可以較好的利用“自由熱”達到節能的目的,同時避免了用戶進行煩瑣的反複調節。

  一、散熱器恒溫控製閥的工作道理及分類    散熱器恒溫控製閥由恒溫控製器和閥體兩部分構成。其感化道理為用戶將恒溫控製器旋到所需設定溫度,當室內溫度超過設定溫度時,恒溫控製器內溫包(內充感溫介質)受熱膨脹 ,體積增大,推動閥杆,使閥門關小,減小散熱器進水流量 ,使室溫達到設定溫度。當室內溫度低於設定溫度時,溫包受冷收縮,體積減小,閥芯內複位彈簧推回閥杆,使閥門開大,增大了散熱器進水流量,直到室溫達到設定值。

  1.恒溫控製器

  恒溫控製器根據其溫包所處位置可分為溫包內置型和遠傳型。由於溫包感受的是四周空氣溫度,同時溫控閥的調節動作也是由於溫包體積改變而產生,所以溫包所處位置對於溫控閥的精確使用十分首要。在大多數情況下,需要調節本組散熱器所處房間的室內溫度時,宜采用溫包內置溫控閥 。在一些特定情況下,如本組散熱器被散熱器罩遮擋,溫控閥位於罩內,或者在溫控閥近間隔內有其他熱(冷)源,如灶具,強照明燈具等,這時候溫包感受的是四周局部高溫,不是精確的房間溫度,宜采用遠傳型恒溫控製器,將傳感器置於能精確調節房間溫度所受強熱源幹擾較小的地方,才能達到精確控製房間溫度的目的。在一些特殊係統中,例如水平單管順流係統,隻能在第一組散熱器安裝散熱器溫控閥,而用戶又以調節客廳或主臥房間溫度為主,也可采用遠傳型溫控閥,將溫度傳感器置於客廳或主臥內采集其溫度進行調節。

  恒溫控製器又可根據其溫包所充感溫介質的不同進行分類,大致可分為以下四類。

  (1)蒸氣溫包式 。

  溫包內所填充的介質為一種低沸點液體,當外界溫度升高時,部分液體汽化為氣體,溫包體積增大推動閥杆,關小閥門開度,減小進散熱器進水流量,當外界溫度降低時,部分氣體又液化為液體,溫包體積減小,閥門開度增大從而增大散熱器進水流量。此溫包內感溫介質經常處於一氣液混合狀況,起優點是感化時間迅速,但對溫包密封要求非常嚴格,目前在國內利用很少。

  (2)液態溫包式。

  溫包內填充的感溫介質為特殊的液體,一般為甲醇或甲苯等。此種溫包體

  積較大,感化時間較短 ,目前在國內利用較為廣泛。

  (3)固態溫包式。

  溫包內填充的是膨脹係數較高的固體,多為石蠟等。由於固體相對氣體和

  液體受熱(冷)體積變化較小,所以其感溫動作較慢,但體積相對液體溫包小,在國內也有部分利用。

  (4)金屬片式。

  其恒溫控製器感溫裝配為一種特殊的具有記憶功能的合金金屬片,此金屬片受熱膨脹受冷收縮,帶動溫控閥動作。此種產品出廠前需對其感溫裝配進行嚴格的實驗和檢測,同時,由於金屬在頻繁伸縮和彎折後存在疲憊斷裂等特性改變題目 ,並且金屬具有延展性,所以會對此種感溫裝配壽命和精度造成影響。國內一些廠家生產此種溫控閥產品,其國外產品很少見到 。

  2.溫控閥閥體

  溫控閥閥體一般為銅製 ,外表鍍鎳,根據其進水出水及安裝溫控器閥芯之間角度可分為以下幾種。

  (1)直通型溫控閥閥體 :溫控閥進水與出水角度為180度。(如圖1)

  (2)角型溫控閥閥體:溫控閥進水與出水角度為90度。(如圖2)

(3)三維溫控閥閥體(立體溫控閥) :溫控閥進水、出水及閥芯各成90度夾角,類似於X、Y、Z坐標。(如圖3)

  (4) 特殊組合溫控閥閥體:針對一些新型散熱器(如衛浴散熱器等)及一些連接方式(如單管跨越式),很多廠家還推出了一些特殊的組合式溫控閥閥體。在此不做逐一列舉。

  3.溫控閥Kv值與Kvs值

  國外調節閥產品的水阻力特性一般用Kv值表示,目前很多國產溫控閥產品也采用Kv值標示水阻特性。Kv值定義為在此調節閥閥前閥後壓降為1bar時,通過此調節閥的流量。Kvs值表示調節閥的最大開度時的Kv值。可利用以下公式將Kv值換算為在國內常用的局部阻力係數 。

  二、散熱器溫控閥在多種散熱器係統中的精確使用    1.在我國的大多數舊有散熱器供熱係統中,采用的是上下貫通垂直式單管或雙管係統 。

  (1)在垂直單管順流係統中,由於前組散熱器水量全部流經下一組散熱器 ,且每組散熱器位於不同的樓層 ,無法安裝散熱器溫控閥。可考慮將此種係統改造為垂直單管跨越係統 ,如許可以在每組散熱器前安裝溫控閥或調節性能較好的手動調節閥。(如圖4)

  (2)在垂直雙管順流係統中,由於存在垂直失調題目,在係統改造時 ,可安裝帶預設定功能的散熱器溫控閥。所謂預設定功能即溫控閥閥體上具有預先設定初始阻力的裝配,可通過該裝配將溫控閥初始阻力設定,不同樓層間設定的初始阻力不同 ,可在一定程度上解決垂直失調的題目。但此種方法在實際使用上需做好以下工作。設計師要做好較具體的水力計算 。安裝時 ,施工方要細心比對供貨廠家提供的水阻力流線圖,將溫控閥調到精確的預設定位置。在供水運行後 ,可再根據具體情況進行個別調整。由於雙管係統采用高阻力溫控閥(後文將做具體先容),同時預設定調節又進一步減小了閥門開度,所以對供熱水質有較高要求,否則輕易造成阻塞。(如圖5)

2.在近幾年,隨著分戶熱計量技術的不斷發展,在廣大的民用與產業建築中戶內供熱水平分戶設環係統也獲得了普遍的利用,也是目前設計采用最多的一種戶內供熱布置方式。散熱器采熱水平布置方式首要分為 :水平單管順流式(標準中不許可,不建議采用)、水平單管跨越式、上分式雙管式、下分式雙管式、放射雙管式等幾大類。   (1)水平單管順流式:水平單管順流式係統與前麵所述垂直單管順流係統有相近的地方,采熱熱水流經前一組散熱器後完全流進下一組散熱器,所以不宜在每組散熱器上安裝溫控閥或手動調節閥門。此係統安裝溫控閥,可考慮在第一組散熱器進水前端安裝一帶遠傳的溫控閥,將溫控閥遠傳傳感器置於需溫度控製的首要房間內、如主臥室、客廳。此種布置方式的弊端在於通過溫控閥動作,會帶動全部房間的供熱熱水流量的變化,而溫控閥采集的信號僅僅為其中一房間的信號 ,這時候其它房間會是以出現溫度波動,且無法進行有效的精密調節。此種方式也可考慮在第一組散熱器前端安裝質量較高、開度與流量呈線形關係的手動調節閥,可通過此調節閥對係統進行粗調節 。此種散熱器布置方式是“標準”所不許可的,我們不建議采用此種方式。(如圖6)

  (2)水平單管跨越式:水平單管跨越式是近年利用較多的一種室內布置方式,其優點是可以分別對每組散熱器進行精確溫度控製,適應了用戶對居室的個性化要求,也符合“分戶計量,分室調溫”的政策要求。同時由於部分高溫熱水(未經過散熱器換熱)流進下一組散熱器,進步了下一組散熱器的進水溫度,保證了供熱品質。

  相對其他分戶設環的室內水平布置方式,單管跨越式是一種較為簡單,適應範圍較廣的布置方式。在具體利用上,根據采用各種不同的溫控閥產品(手動調節閥)其又有很多種不同的利用形式。

  (2.1)兩通溫控閥加跨越管形式:(如圖7)

  此種方式結構較為簡單,造價低廉。但是在實際利用中也存在一些題目。很多工程項目中,由於不加區別的采用了高阻兩通溫控閥,造成了進散熱器熱水量過小。有些工程中有些錯誤的用法 ,為了滿足散熱器進水量需求不得不在跨越管上再安裝一調節閥門來增大跨越管部分阻力。即使采用低阻兩通溫控閥也要進行散熱器進流係數的計算。散熱器進流係數是散熱器部分通路與跨越管部分通路的阻力比值。在水平單管加跨越管係統,一般在30%以上,能保證散熱器的進水流量 。但此計算較為複雜。

  (2.2)旁通溫控閥形式

  現在為了適應室內水平單管加跨越管係統的利用,一些廠家推出了一種特殊的旁通溫控閥1頁