暖通空调自控系统中调节阀口径的选择
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暖通空调水系统管路设计及管道阀门选型空调水系统的分类方法很多,按照管道的布置形式和工作原理,一般可归纳为以下几种主要类型:按原理可分为:闭式循环和开式循环;按供回水管道数量分为:两管制、三管制和四管制;按供回水在管道内的流动关系分为:同程式和异程式;按调节方式可分为:定水量和变水量。
水系统分类1、闭式循环系统定义:管路系统不与大气接触,在系统最高点设膨胀水箱并有排气和泄水装置的系统。
当空调系统采用风机盘管、诱导器和水冷式表冷器冷却用时,冷水系统宜采用闭式系统。
高层建筑宜采用闭式系统。
闭式循环的优点:•管道与设备不易腐蚀;•不需为提升高度的静水压力,循环水泵压力低,从而水泵功率小;•由于没有贮水箱、不需重力回水、回水不需另设水泵等,因而投资省、系统简单。
2、开式循环系统定义:管路之间有贮水箱(或水池)通大气。
自流回水时,管路通大气的系统。
空调系统采用喷水室冷却空气时,宜采用开式系统。
开式循环的优点:冷水箱有一定的蓄冷能力,可以减少开启冷冻机的时间,增加能量调节能力,且冷水温度波动可以小一些。
3、两管制水系统定义:供冷系统和供暖系统采用相同的供水管和回水管,只有一供一回两根水管的系统。
两管制系统的优点:系统简单,施工方便。
缺点:不能同时供冷供暖。
4、三管制水系统定义:分别设置供冷管路、供热管路、换热设备管路三根水管;其冷水与热水的回水管共用。
三管制系统的优点:三管制系统能够同时满足供冷和供热的要求。
缺点:比两管制复杂,投资也比较高,控制较复杂,且存在冷、热回水的混合损失。
5、四管制水系统定义:冷水和热水的系统完全单独设置供水管和回水管,可以满足高质量空调环境的要求。
四管制系统的优点:能够同时满足供冷和供热的要求,并且配合末端设备能够实现室内温度和湿度精确控制的要求。
缺点:系统复杂,投资高。
6、同程式系统定义:经过每一并联环路的管长基本相等,阻力相近;若通过每米长管路的阻力损失接近相等,则管网的阻力不需调节即可保持平衡。
调节阀的选型0 引言调节阀是调节系统中非常重要的一个环节,在生产实践中控制系统的正常与否,常常涉及到调节阀的问题。
调节阀所反应出来的问题又多集中在调节阀的工作特性和结构参数上,如流通能力、公称通径、阀芯引程及流量特性等。
在这些参数中,流通能力更重要,它的大小直接反映调节阀的容量,它是设计选型中的主要参数。
因此,调节阀的选择主要从以下几个因素进行考虑。
1 选择原则(1)满足自控系统的要求;(2)满足经济性的要求。
2 调节阀流量系数Cv及口径的计算(1) 流量系数C v(流通能力)的定义为:调节阀前后的压差为1Kg/cm2,重度为1g/cm2流体,每小时通过阀门的体积流量(m3/h)。
调节阀流量系数C v的计算方法很多,也比较繁琐,以下列出几种主要流通介质的C v值的计算方法。
表1 液体阻塞流:当阀前压力P1保持一定而阀后压力P2逐渐降低时,流经调节阀的流体流量会增加到一个极限值,这时即使P2再继续降低,流量也不会再增加,此极限流量即为阻塞流。
显然,形成阻塞流之后,相当于流量已达到饱和状态(临界状态),这时流经调节阀的流量不再随调节阀前后的压差△P的增加而增加。
因此,流体在阀内是否形成阻塞流,调节阀C值的计算公式将不一样。
判断是否是属于阻塞流的情况,就可以决定取用相应的C值计算公式。
(表2)情况相同。
表2 气体和蒸汽上表2中:C v—调节阀流量系数C f—临界流量系数G f—流体流动温度下的比重(水G f=1,15℃;空气G f=288G/T)G—气体比重(空气G=1.0)P1—调节阀进口压力,0.1MPa(绝对)P2—调节阀出口压力,0.1MPa(绝对)P v—液体流动温度下的饱和蒸汽压力,0.1MPa(绝对)P c—热力学临界压力,0.1MPa(绝对)Δp—压降,100kPa(ΔP=P1- P2)Δp s—口径计算用最大压降,0.1MPaΔp s=P1-(0.96- 0.28P v/P c)P v若P v<0.5P1,ΔP s=P1- P vq—液体流量,m3/hQ—气体流量,标准m3/h(15℃,绝对压力为101.3kPa时)T—绝对温度,K(K=273+℃)T sh—蒸汽过热温度,℃(饱和蒸汽T sh=0)W—流量,t/h(2) 阀口径的计算,根据生产能力、设备负荷、以被控介质的工况决定流通能力计算所需的数据,求得最大、最小流量时的C v max和C v min。
暖通空调自控系统中调节阀口径的选择刘克华,张宁(南京禄口国际机场,江苏南京210029)摘要:在暖通空调(HV AC)系统的自动化控制中,调节阀口径大小的选择会直接影响到自控系统的调节特性,从而影响到空调系统的节能效果和设备运作效率。
文章以南京禄口机场物流中心空调自控系统为例,介绍如何选择空调自控系统中阀门口径。
关键词:调节性能;流量系数;流量特性;阀门口径当今社会,在日益普及的楼宇设备自动化控制系统中,暖通空调系统的自动化控制占有相当重要的地位。
而在暖通空调系统的自动化控制中,则重点又是通过调节阀来控制介质的流量、压力及液位等参数。
1 空调自控系统中阀门口径选择的重要性及方法空调自控系统中,选择调节阀口径的目的,是要使调节阀和换热盘管组合在一起工作,产生一个合理的组合线性特性,使系统调节能按照设计要求进行有效地控制。
在通常的设计中,设计者出于对系统的最大负荷或者出于留有余量的考虑,选择偏大口径是很普遍的,往往就直接选择调节阀口径与空调机组冷热水管道的管径一致,或者简单地相对管径缩小一级口径。
这些随意性的设计不仅造成投资浪费,同时降低了系统的调节品质,影响系统的寿命。
就阀门口径的选择而言,过大会使调节性能变差,易使系统受到冲击和振荡,并且投资成本也会增加。
而口径过小的阀门固然对控制而言更有效,但一方面达不到系统的容量要求,另一方面阀门将需要通过系统提供较大的供回水压差以维持足够的流量,加重循环水泵的负荷,阀门本身也容易受到损害,缩短使用寿命。
因此,在前期设计时选择适当的调节阀口径,对日后系统的正常运转是非常重要的环节。
调节阀口径的选择和确定主要是依据阀的流通能力即流量系数。
流量系数为流量计算时使用的系数,现在使用的符号较杂,美国、日本多用Cv这个符号,欧洲多用Kvs表示,而国际标准应该是Kv,Kv也是我国调节阀传统使用的流量系数代号。
Cv与Kv的关系为:Cv=11167Kv,而Kv和Kvs是相当的。
调节阀口径的选择在楼宇自动化系统(BAS)中,执行器处于最后一个环节,是各种控制系统中不可缺少的一部分,它的重要性不言而喻。
合理选择与正确使用执行器将对智能技术的实现起积极作用。
执行器是自动控制系统的末端部件,例如,调节阀、风门、电加热器的调整装置和电磁阀等,其中调节阀是智能建筑中使用最广泛的一种执行器。
在供热、通风和空调系统中使用了大量控制阀门。
执行器的好坏直接影响到系统是否能正常工作。
由于执行器的原理比较简单,人们在设计中常忽视这一环节。
事实上,执行器处在生产现场的环境中,长期和生产介质接触,要保证它的安全运行并非一件易事,它也是楼宇自动化系统中最薄弱的一个环节。
由于设计时对执行器选择不当或运行时维护不善,常使整个自动控制系统工作不正常,或严重影响调节品质而导致整个系统失灵。
在目前已竣工的智能建筑工程中,相当部分的控制系统不尽人意,虽不全是执行器引起的问题,但的确占有相当比例。
因此在楼字自动化系统中必须对执行器的选择与应用给予加倍的重视,从设计阶段就应该重视执行器的选用,精心考虑应用的要求直至安装细节,注意考虑各种因素,包括人为因素,客观评价方案的先进性。
造价时应力求做到技术领先、价格合理,使配置满足要求。
这样做可以真正做到部件与系统的无缝连接。
优化的工程设计方案是实现预期目的和效果的重要保证。
1控制阀门的选择在楼字系统的供热、通风和空调系统中经常采用各种控制阀门,如冷冻水、热水等的控制。
控制阀门的选型主要包括阀的口径选择、型号选择、阀的流量特性选择以及阀的材质选择,包括阀体、阀芯、阀座。
同时阀门的防护等级、控制信号、电源、额定功率、泄漏、最大压差和环境温度等也需考虑。
1.1调节阀口径的选择根据工艺参数计算调节阀的流通能力,从而确定口径大小。
假设控制特性优良,则调节阀口径的选择就成了控制品质好坏的关键。
有些设计人员凭经验估计阀口径大小,不加以认真计算和核对,有时难免选择不够合理。
还有一种情况,就是做暖通空调的工程师把这部分工作完全委托给控制工程师做,这样也会出现一些问题,控制工程师选择调节阀时通常对控制品质考虑较多,可能导致口径偏小。
在暖通空调水系统里电动调节阀的选型摘要:电动调节阀在中央空调和集中供热系统里是一个非常重要的控制部件,但只有根据换热设备的特性进行正确的选型才能发挥作用。
关键词:电动调节阀阀权度自动调节引言随着中国城市化进程的不断发展,城市里商业和民用建筑不断增多,为了创造良好的工作和居住环境,在我国的大部分地区,中央空调系统在上述建筑中得到了广泛的安装和应用,在北方地区冬季还有集中供热系统。
在上述系统里电动调节阀得到了广泛的应用。
设计院的暖通设计师在方案设计过程中对电动调节阀的选型并不十分了解,尤其是面对大量的国内和国外产品手册,各厂家介绍的选型方式不尽相同,国内阀门和国外阀门标注的技术参数也有差别,导致设计师在阀门选型过程中产生困惑,阀门的选择到底是根据什么技术参数和指标来进行,不同的设计师有不同的理解,大多数的情况下设计师都是根据中央空调和集中供热系统里管径的大小来确定电动调节阀的大小,最后造成在实际运行过程中电动调节阀没有起到良好的自动调节作用,造成房间温湿度或水温等参数波动过大、运行能耗增加、电动调节阀的损坏等等一些现象。
针对上述情况,为了保证在中央空调和集中供热水系统里电动调节阀能够在最佳工况下工作,保证控制对象的精度,笔者在此总结了电动调节阀的选型方法,因为电动二通调节阀的使用数量远大于电动三通调节阀,故本文中只讲述电动二通调节阀的选型,并且着重论述阀门口径的确定和调节特性选择的这两个最重要的选型因素。
1 确定阀门口径1.1 阀门流通能力阀门流通能力,也叫流量系数,用Kv表示,表示阀两端的压差为1bar,流体密度ρ=1g/cm3时,流经阀门的流量,单位是m3/h。
而Kvs表示阀门处于全开状态时阀门的流通能力,公式表示如下:式中,Q--通过阀门的流量,m3/h;△P--通过阀门的压降,bar。
1.2 阀门的理想流量特性阀门的流量特性反映的是阀门的相对流量(Q/Qmax)与相对行程(l/lmax)之间的关系,即Q/Qmax=?(l/lmax)式中,Q--调节阀在某一开度时的流量;Qmax--调节阀在全开时的流量;l--调节阀在某一开度时阀芯的行程;lmax--调节阀在全开状态时阀芯的行程。
调节阀的流通能力Kv值,是调节阀的重要参数,它反映流体通过调节阀的能力,也就是调节阀的容量。
根据调节阀流通能力Kv值的计算,就可以确定选择调节阀的口径。
为了正确选择调节阀的尺寸,必须准确计算调节阀的额定流量系数Kv值。
调节阀额定流量系数的定义是:在规定条件下,即阀的两端压差为105Pa,流体的密度为1g/cm3,额定行程时流经调节阀以m3/h或t/h 的流量数。
1.一般液体的Kv值计算a.非阻塞流式中:F L—压力恢复系数,查表1。
F F—液体临界压力比系数,F=0.96-0.28Pv—阀入口温度下,液体的饱和蒸汽压(绝对压力),查表4~表10。
Pc—物质热力学临界压力,查表2和表3。
Q L—液体流量m3/h。
ρ—液体密度g/cm3P1—阀前压力(绝对压力)KPa.P2—阀后压力(绝对压力)KPa.b.阻塞流式中:各字母含义及单位同前。
2.低雷诺数修正(高粘度液体Kv值的计算)液体粘度过高时,由于雷诺数下降,改变了流体的流动状态,在Re<2300时流体处于低速层流,这样按原来公式计算出的Kv值,误差较大,必须进行修正。
此时计算公式为:式中:φ—粘度修正系数,由Re查图求得。
对于单座阀、套筒阀、角阀等只有一个流路的阀:Re=70000对于双座阀、蝶阀等具有二个平行流路的阀:Re=49600式中:K'v—不考虑粘度修正时计算的流通能力。
γ—流体运动粘度mm2/s。
雷诺数Re粘度修正曲线3.气体的Kv值的计算:a.一般气体当P2>0.5P1时当P2≤0.5P1时式中:Qg—标准状态下气体流量m3/h,Pm—(P1、P2为绝对压力)KPa,△P=P1-P2G—气体比重(空气G=1),t—气体温度℃b.高压气体(PN>10MPa)当P2>0.5P1时,当P2≤0.5P1时,式中:Z—气体压缩系数,可查GB2624-81《流量测量节流装置的设计安装和使用》。
4.蒸汽的Kv值的计算a.饱和蒸汽当P2>0.5P1时,当P2≤0.5P1时式中:Gs—蒸汽流量Kg/h P1、P2含义及单位同前K—蒸汽修正系数部分蒸汽的K值如下:水蒸汽K=19.4 甲烷、乙烯蒸汽K=37氨蒸汽K=25 丙烷、丙烯蒸汽K=41.5氟里昂11K=68.5 丁烷、异丁烷蒸汽K=43.5b. 过热水蒸汽当P2>0.5P1时当P2≤0.5P1时式中:△t—水蒸汽过热度℃ Gs、P1、P2含义及单位同前。
暖通空调系统过滤器目数孔径选择及对应表目前很多设计人员仅在水泵进口设置过滤器,而在其他位置不设置过滤器,并且在过滤器前后均不加压力表,以下是相关规范对设置过滤器的规定,望在今后设计中最好设置过滤器。
《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019-2003)7.7.3中第二条,《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736-2012)中8.6.4第二条中均明确“水泵或冷水机组的入口管道上应设置过滤器或除污器”。
在解释条文中是这样说的:“为了避免安装过程的焊渣、焊条、金属碎屑、砂石、有机织物以及运行过程产生的冷却塔填料等异物进入冷凝器和蒸发器,宜在冷水机组冷却水和冷冻水入水口前设置过滤孔径不大于3mm的过滤器。
对于循环水泵设置在冷凝器和蒸发器入口处的设计方式,该过滤器可以设置在循环水泵进水口”《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB 50736-2012)中8.5.22::“冷水机组或换热器、循环水泵、补水泵等设备的入口管道上,应根据需要设置过滤器或除污器”;条文解释中是这样说明的:“设备入口除污要求。
设备入口需除污,应根据系统大小和设备的需要确定除污装置的位置。
例如系统较大、产生污垢的管道较长时,除系统冷热源、水泵等设备的入口外,各分环路或末端设备、自控阀前也应根据需要设置除污装置,但距离较近的设备可不重复串联设置除污装置。
”《全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调·动力》5. 9. 6 冷水机组、换热器、水泵、电动调节阀等设备的入口管道上,应安装过滤器或除污器,且宜优先选用除污器;各设备相距不远时可不重复设置。
过滤器孔径宜如下确定:1 水泵进口:4mm;2 空气处理机组和新风机组进口:2.5mm;3 风机盘管进口:1.5mm。
一般DN15--DN150过滤器分为60目、80目、100目三种常用滤网规格,60目-80目均可用在热力入口装置处。
准确地说,筛目为“60目”的孔径是0.25mm。
暖通空调管道阀门选型原则摘录:闸阀是作为截止介质使用,在全开时整个流通直通,此时介质运行的压力损失最小。
闸阀通常适用于不需要经常启闭,而且保持闸板全开或全闭的工况。
不适用于作为调节或节流使用。
对于高速流动的介质,闸板在局部开启状况下可以引起闸门的振动,而振动又可能损伤闸板和阀座的密封面,而节流会使闸板遭受介质的冲蚀。
从结构形式上,主要的区别是所采用的密封元件的形式。
根据密封元件的形式,常常把闸阀分成几种不同的类型,如:楔式闸阀、平行式闸阀、平行双闸板闸阀、楔式双闸板闸等。
最常用的形式是楔式闸阀和平行式闸阀。
截止阀截止阀的阀杆轴线与阀座密封面垂直。
阀杆开启或关闭行程相对较短,并具有非常可靠的切断动作,使得这种阀门非常适合作为介质的切断或调节及节流使用。
截止阀的阀瓣一旦处于开启状况,它的阀座和阀瓣密封面之间就不再的接触,并具有非常可靠的切断动作,合得这种阀门非常适合作为介质的切断或调节及节流使用。
截止阀一旦处于开启状态,它的阀座和阀瓣密封面之间就不再有接触,因而它的密封面机械磨损较小,由于大部分截止阀的阀座和阀瓣比较容易修理或更换密封元件时无需把整个阀门从管线上拆下来,这对于阀门和管线焊接成一体的场合是很适用的。
介质通过此类阀门时的流动方向发生了变化,因此截止阀的流动阻力较高于其它阀门。
常用的截止阀有以下几种:1)角式截止阀;在角式截止阀中,流体只需改变一次方向,以致于通过此阀门的压力降比常规结构的截止阀小。
2)直流式截止阀;在直流式或Y形截止阀中,阀体的流道与主流道成一斜线,这样流动状态的破坏程度比常规截止阀要小,因而通过阀门的压力损失也相应的小了。
3)柱塞式截止阀:这种形式的截止阀是常规截止阀的变型。
在该阀门中,阀瓣和阀座通常是基于柱塞原理设计的。
阀瓣磨光成柱塞与阀杆相连接,密封是由套在柱塞上的两个弹性密封圈实现的。
两个弹性密封圈用一个套环隔开,并通过由阀盖螺母施加在阀盖上的载荷把柱塞周围的密封圈压牢。
暖通空调自控系统中调节阀口径的选择随着经济发展和人民生活水平的提高,各类建筑的通风与空调系统得到了广泛应用,它们为人们的日常生活和工作提供了极大的便利和舒适。
在这些系统中,调节阀作为控制空气流量的重要部分,其质量直接影响系统性能和节能效果。
针对暖通空调自控系统中调节阀口径的选择问题,本文就一些基本概念、影响因素、选择方法和注意事项进行了探讨和总结。
一、基本概念调节阀,也称流量阀或调节阀门,是一种用于控制工业、建筑和民用建筑中流体流量的装置。
其结构一般包括阀体、阀瓣、阀座、阀杆、传动机构等部件。
根据口径和作用方式的不同,调节阀可分为手动阀和自动阀,例如,手动蝶阀门、自由浮动球阀、气动或电动调节阀等。
调节阀的主要作用是根据流体的控制要求,调整管道中流体的流量和压力,以满足生产或建筑空调系统对温度、湿度和空气质量等方面的要求。
在暖通空调系统中,调节阀除了能够调节空气流量和分配空气热负荷外,还可根据温控仪表的信号变化,自动控制温度和湿度。
二、影响因素在进行调节阀口径的选择时,需要考虑以下一些前提因素和影响因素:(1)管道的材料和尺寸。
管道通常分为金属管和塑料管两大类,其内径、长度、弯头、转接件以及阀门的数量等都会影响系数和压力损失,进而影响流量和调节阀的选型。
(2)需要调节的流体特性。
流体的物理性质,如密度、粘度、介质的温度、压力、含气量等,对于流量的计算和压降的估算都有重要的影响,以此来确定调节阀的规格。
(3)调节阀的种类及使用要求。
根据暖通空调系统的不同需要,调节阀的种类和使用要求也会有所区别,其流量范围、精度、稳定性、可调节范围和流量示意图等都有所不同。
此时需要根据实际需要选用合适的类型。
(4)空气流量和换气次数。
空气流量和换气次数是影响调节阀口径的重要因素。
在暖通空调系统中,流量可以用换气次数、热负荷或面积来计算,但调节阀的选型应尽量与实际的系统性能匹配。
三、选择方法在暖通空调自控系统中,调节阀的口径选择要根据实际的需求和系统的性能来进行,一般的选择方法有以下几种:(1)根据压降限值来推算流量。
A Winging Team for Success卓越的技术支持与服务团队与您携手 Automation Control System 共步成功!龙创自控 Please Visit Our Website 阀门口径的选择阳 杰一般,系统上,设计院会有空调机管径值,我们选择阀门时一般缩小一级口径,以利于控制。
但如果需要我们自己来选择,就需要一通计算,因为缩小一级口径并不是完全准确,实际上口径小了流通能力也小了。
首先必须了解 流量系数 的概念,对于阀门,流量系数的选择与口径的选择是相对应的,流量系数为流量计算时使用之系数,现在使用的符号很杂,其实美、日多用Cv 这个符号和概念,欧洲多用Kvs 这个符号和概念,英国用fp,国际单位应该是Kv ,Kv 也是我国调节阀传统用流量系数代号。
在国际标准中,Kv 值是这样定义的:指压力降 为1Bar 时流过调节阀的每小时立方米,流量系数的计算有如下的公式:式中:Q —最大流量m3/hG —比重(一般用1)P1—进口压力barP2—出口压力bar△P=P1-P2 bar而且Cv 与Kv 的关系如下:Cv=1.17Kv ,实际上准确点说Cv=1.167Kv ,而Kv 和Kvs 是相当的。
理论上讲,在不同的空调回路中,ΔP 值是不同的,是一个动态变化的值,对Cv/Kv 计算影响还是比较大的。
当阀门公斤级不变时,ΔP 选择的越大,相应的口径就却小,对介质的可控制能力就越大,但流通能力却越小,口径过小的阀门一方面达不到系统的容量要求,另一方面阀门将需要通过系统提供较大的压差以维持足够的流量,加重泵的负荷,阀门易受损害;阀门口径过大会使控制性能变差,易使系统受冲击和振荡,而且投资也会增加。
阀门过大过小都会带来控制阀寿命缩短和维护不便的后果。
所以我们选择阀门压力降时,尽可能选得大一些,而且压力降的大小在系统运行中最好能恒定,这样也能保证阀门的流量特性恒定,能够保证PI调节有好的效果,当压力降的大小占总供回水压力降的比重越大时,压力的波动对于压力降的大小影响越小时。
暖通空调阀门选型原则暖通空调阀门选型原则暖通空调阀门一般都用到水泵出口处,还有管道地方都会有阀门,种类很多,截止阀、止回阀、蝶阀比较常用,还有一般像管道进房间之前都会有阀门,不同的阀门功能不同,摆放位置也不同,看认真的工况及阀门性能,还是看看规范。
暖通空调系统中常用水阀的种类及特性.暖通空调的应用,使得人们的生活和生产环境得以改善,但是在实际应用中对暖通空调的运行和调试中却不尽人意,究其原因,暖通空调系统建设的各个阶段都影响着其性能,系统调试对这些阶段来说具有紧要的意义,会对系统的运行有侧紧要的影响,本文基于此对暖通空调系统的管理进行相关探讨。
1.暖通空调阀门选型原则设计阶段设计阶段对系统调试的影响是很显著的。
系统的设计以及负荷计算等都会影响到系统的调试。
由于设计失误而造成的失误使得调试中碰到的问题无法解决,因此,要在设计阶段进行解决相关问题。
1.1暖通空调阀门选型原则暖通专业和楼宇自控专业的协作暖通空调设计师依据设定的把握原理,在楼宇自动把握工程师的协作下,对室内温度进行温湿度设置,并以此要求的模式来进行运行。
一般而言,暖通空调把握是不会消失什么问题的,但是当系统对室内环境有着比较*的要求时,就应当在各个方面予以相关的留意,比如在对温湿度有相关把握要求时候,风机有很多用途时对风管的阀门进行把握时具有不同的要求等。
这时候暖通设计师应当把把握原理很直白的表述并应用到实际中。
此时,楼宇工程师应当对实际工程进行深化的分析和讨论,对设计图进行相关分析和理解,以编写相关的设计程序,对实际中实施过程消失的相关问题要尽快反馈和记录和调整。
除此之外,在把握原理图中应对室外温湿度传感器的位置等测量点进行清楚的说明。
闸阀:闸阀是指关闭件(闸板)沿通道轴线的垂直方向移动的阀门,在管路上重要作为切断介质用,即全开或全关使用。
一般,闸阀不行作为调整流量使用。
它可以适用低温压也可以适用于高温高压,并可依据阀门的不同材质。
但闸阀一般不用于输送泥浆等介质的管路中。
暖通空调水系统管路设计及管道阀门选型空调水系统的分类方法很多,依照管道的布置形式和工作原理,一般可归纳为以下几种重要类型:按原理可分为:闭式循环和开式循环;按供回水管道数量分为:两管制、三管制和四管制;按供回水在管道内的流动关系分为:同程式和异程式;按调整方式可分为:定水量和变水量。
水系统分类1、闭式循环系统定义:管路系统不与大气接触,在系统最高点设膨胀水箱并有排气和泄水装置的系统。
当空调系统采纳风机盘管、诱导器和水冷式表冷器冷却用时,冷水系统宜采纳闭式系统。
高层建筑宜采纳闭式系统。
闭式循环的优点:管道与设备不易腐蚀;不需为提上升度的静水压力,循环水泵压力低,从而水泵功率小;由于没有贮水箱、不需重力回水、回水不需另设水泵等,因而投资省、系统简单。
2、开式循环系统定义:管路之间有贮水箱(或水池)通大气。
自流回水时,管路通大气的系统。
空调系统采纳喷水室冷却空气时,宜采纳开式系统。
开式循环的优点:冷水箱有肯定的蓄冷本领,可以削减开启冷冻机的时间,加添能量调整本领,且冷水温度波动可以小一些。
3、两管制水系统定义:供冷系统和供暖系统采纳相同的供水管和回水管,只有一供一回两根水管的系统。
两管制系统的优点:系统简单,施工便利。
缺点:不能同时供冷供暖。
4、三管制水系统定义:分别设置供冷管路、供热管路、换热设备管路三根水管;其冷水与热水的回水管共用。
三管制系统的优点:三管制系统能够同时充足供冷和供热的要求。
缺点:比两管制多而杂,投资也比较高,掌控较多而杂,且存在冷、热回水的混合损失。
5、四管制水系统定义:冷水和热水的系统完全单独设置供水管和回水管,可以充足高质量空调环境的要求。
四管制系统的优点:能够同时充足供冷和供热的要求,并且搭配末端设备能够实现室内温度和湿度精准明确掌控的要求。
缺点:系统多而杂,投资高。
6、同程式系统定义:经过每一并联环路的管长基本相等,阻力相近;若通过每米长管路的阻力损失接近相等,则管网的阻力不需调整即可保持平衡。
暖通空调自控系统中调节阀口径的选择【摘要】:在暖通空调系统的自动化控制期间,对阀口径进行调节将对自控系统的调节特性有一定程度的作用,进而干扰到空调系统的节能效果与设备运行效率。
下面以某地机场物流中心空调自控系统类来进行说明,描述怎样选择空调系统中阀门口径。
【关键词】:暖通空调自控系统调节阀口径选择【正文】:前言:现在社会,对于越来越普遍的楼宇设备自动化控制系统,暖通空调系统的自动化控制占有一定的地位。
但对于暖通空调系统的自动化控制,尤其是经由调节阀来掌控介质的流量、压力和液位等数据。
1 空调自控系统中阀门口径选择的重要性及方法而空调自控系统,选择调节阀口径为了让调节阀与换热盘管组合到一块工作,出现一个恰当的组合线性性能,让系统调节可以根据设计需要来有效地控制。
在一般的设计中,相关工作者由于对系统的最大负荷或者由于留有余量的思考,选择偏大口径是非常广泛的,常常就选择调节阀口径和空调机组水管道的管径相符,或者相对管径缩小一下口径。
此类随意性的设计不但引起投资浪费,还影响了系统的调节质量,对系统的寿命不利。
就阀门口径的选择来说,太大将让调节性能降低,易让系统获得冲击与振荡,另外投资成本也得到一定程度的提高。
而口径太小的阀门虽然对控制来说特别有效,然而一方面不符合系统的容量需求,另一方面阀门会需经由系统供给更大的供回水压差来确保足够的流量,加大循环水泵的负荷,阀门本身也会受到损害,减小使用寿命。
所以,在初期设计时选择恰当的调节阀口径,对今后系统的稳定运转是特别关键的环节。
调节阀口径的选择大多为参考阀的流通能力就是流量系数。
流量系数是流量计算时应用的系数,目前应用的符号贴别杂,部分发达国家多用Cv这一符号,欧洲场用Kvs表示,但国际标准当为Kv, Kv也为我国调节阀经常应用的流量系数代号。
Cv和Kv的关系是:Cv=1.167Kv,而Kv与Kvs为相当的。
在国际标准中,Kv 值是如此定义的:温度设计5~40℃的水在100 kPa的条件下,1 h通过调节阀的数量,以m3/h表示。
空调自动控制系统中调节阀的选择张大镇;强天伟;黄翔;文力【摘要】电动调节阀是空调自动控制系统中常用的执行器.本文介绍了常见的调节阀的形式;分析了在工程应用中正确选择电动调节阀应考虑的因素,如流量特性、结构形式、开闭形式、工作范围和口径计算.【期刊名称】《发电技术》【年(卷),期】2010(031)001【总页数】3页(P20-22)【关键词】电动调节阀;空调自动控制系统;流量特性;口径计算【作者】张大镇;强天伟;黄翔;文力【作者单位】西安工程大学,环境与化学工程学院,陕西,西安,710048;西安工程大学,环境与化学工程学院,陕西,西安,710048;西安工程大学,环境与化学工程学院,陕西,西安,710048;西安工程大学,环境与化学工程学院,陕西,西安,710048【正文语种】中文【中图分类】TH1340 引言近年来,随着我国社会经济的快速发展,建筑能耗也持续增长。
依据有关的统计资料,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。
与世界上发达国家相比,在相同的气候条件和保持同样的室内热环境条件下,我国的单位建筑面积供暖和空调的耗能指标却高得多,究其原因主要是建筑围护结构热工性能较差、供暖空调设备效率较低。
由此可见,在我国空调系统的节能有着十分重要的现实意义。
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。
1 常见的电动调节阀形式电动调节阀接收电动、电子式调节器或者DDC控制器输出的调节信号,切断或者调节输送管道内流动介质的流量,以达到自动调节被控参数的目的。
它的基本结构一般由电动执行结构和调节机构两大部分组成,可以集成一体,也可以分装成电动执行机构(简称为执行器)和调节结构(简称为调节阀)。
1、调节阀的选用概述下面具体地论述了所有的阀门类型,如球形阀、球阀、蝶阀、偏心旋转阀、隔膜阀及用于控制的其他类型的阀门。
这份资料使用户知道每种类型阀门的操作条件范围和口径大小,以及随着环境和使用场合的不同,一种类型阀门的性能与另一种阀门性能的差别。
一种类型阀门的性能实际上是与价格和质量有关系的。
控制质量与不同稳定度下的粗略的、适度的或精确的流量控制、可调范围(调节比)和阀内件寿命有关。
正确的阀门必须和合适的仪表一起使用,使其在控制系统的动态特性中起适当的作用。
考虑到选择调节阀包括许许多多的变量,这里只能给出一般性的指导原则。
下面给出的表格指了调节阀口径的典型颁布情况。
调节阀口径在加工工厂中的典型颁布情况口径累积的百分数等于或小于1?英寸调节阀总数的65%等于或小于2英寸调节阀总数的83%等于或小于3英寸调节阀总数的91%等于或小于4英寸调节阀总数的96%阀门的选用一般考虑采用下述的操作变量来选择阀门的类型,它能够用来处理已规定的操作条件:1)管线压力(阀门压力等级)。
2)流量(在流动状态下的Cv值,与阀门的口径有关)。
3)压差(在节流稳定、低噪音、防气蚀及较小磨损下的许用△P)。
4)操作温度范围(与结构及使用的材料有关)。
5)腐蚀率(与具体的阀门类型中经济地使用材料有关)。
评价的因素对于具体的应用场合,用哪种阀门最好、这取决于下述因素的相对重要性: 1)噪音级——小于90分贝(A)和(或)达到声带的阻塞流量。
(随着下游压力的降低,限制了流量的增加)。
2)气蚀——大于起始值(较小的)在气蚀状态下的阻塞流量。
3)闪蒸——阀门的口径是按阻塞流量计算的,阀体材料能够耐较大的磨蚀。
4)磨蚀——用结构和硬化的阀内件来减小或补偿。
5)节流稳定性——满足工艺流量和压力变化的需要。
6)价格总的价格包括:采购、安装、操作动力及维修。
7)口径大小——适合于可以使用的空间。
考虑配管强度、地震力、管道的大小头与管线尺寸的关系及阀体与缩小流通面积阀内件的关系。
调节阀口径的计算和选定调节阀口径的确定依据,有两个基准:一是阀全开时,应至少通过正常流量的1.25倍,这是一个停止阀工作在全开或全关位置的安全系数;二是阀的特性和从经济角度来考虑,希望在正常流量时,阀的开度范围控制在30~70%(直线阀)或30~80%(等百分比阀)。
一、确定使用条件1、介质名称,性质及主要物化参数2、工艺参数(流量、阀前、后压力、温度等)3、配管情况(型式、阀前、后直径、系统阻力计算、预估压降比S值等)4、自控对象类型、特点,如主调参数及主要干扰因素等5、调节性能要求,如对泄漏量、稳定性等要求。
二、初选阀型1、根据使用条件初选阀型,并决定流向及流量特性12、按初选的阀型找到该产品系列参数,如DN、PN、Kv等三、Kv值计算公式Kv是国际单位的流量系数。
它定义为:温度为5℃至40℃5Pa下,流过调节阀的每小时立10 的水,在压降方米。
在目前常采用的几种符号中,Cv=1.167C,Kv≈C,除此以外,还有用Cg表示气体,Cs表示蒸汽的流量系数。
Kv值的计算公式有很多种,下面介绍的是一种计算简单,涉及的物化参数较少的计算公式。
Kv-额定流量系数△t-水蒸汽过热度(℃) K-蒸汽修正系数23/h) P-阀前绝对压力(Pa) Q1-液体流量(m 水1蒸汽K=19.3 3/h) P-阀后绝对压力(Pa) 气体流量Qg-(Nm 氨蒸2汽K=25 Gs-蒸汽流量(kg/h) △P-阀前后压差(Pa) 氟里昂K=68.5 r-相对密度(水=1,5~40℃) 甲烷、乙烯蒸汽K=37G-气体比重(空气=1) Pm=(P+P)/2(Pa) 丙烷、丙烯蒸汽K=41.5 21t=介质温度(℃)丁烷、异丁烯蒸汽K=43.5四、计算Kv值根据Kv值计算公式表中的公式,分别计算出最大Kv计大和最小正常流量状态下Kv计小。
五、选定口径31、根据所选择的阀型及流量特性参照m计算值表确定放大系数m从前面介绍的两个依据出发,来圆整Kv计大值,Kv计大是基于最大正常流量Q和最大正常流量时的阀上压差计算得来的,放大系数m=Kv选/Kv计大,在这里推荐,线性阀m=1.63,等百分比阀m=1.972、Kv选=m.Kv计大,参照产品样本中的DN与Kv关系,进行圆整、靠近,确定出相应的DN,Kv.3、根据圆整后Kv/Kv计大,Kv/Kv计小,再查m计算值表,可确定阀相应的最大和最小开度。
第五节 调节阀的流通能力及阀门的口径的选择调节阀的口径是根据工艺要求的流通能力来确定的。
调节阀的流通能力直接反映调节阀的容量,是设计、使用部门选用调节阀的主要参数。
在工程计算中,为了合理选取调节阀的尺寸,就应正确计算流通能力,否则将会使调节阀的尺寸选得过大或过小。
如选得过大,将使阀门工作在小开度的位置,造成调节质量不好和经济效果较差;如选得过小,即使处于全开位置也不能适应最大负荷的需要,使调节系统失调。
因此必须掌握调节阀在各种流体时的流通能力的计算公式。
正确选择阀门应考虑如下参数:阀门的流通能力、汽蚀和闪蒸、阀门的流量特性、阀体种类、阀门的执行器的大小等。
一、调节阀的流通能力 1.流通能力的定义众所周知,调节阀是通过改变阀芯行程来改变阀门的局部阻力系数,从而达到调节流量的目的。
由流体力学可知,对于不可压缩流体,调节机构上的压头损失为:(4-12)式中 h ——调节机构的压头损失(m ); p 1、p 2——阀前、后的流体压力(Mpa );ρ——流体的密度(Kg/m 3); ζ——调节机构的阻力系数;v ——流体平均流速(m/s );V q ——流体的体积流量(m 3/s );F ——调节阀的流通截面(m 2); g —重力加速度(m/s 2)。
将Fq V=v 代入(4-12)式,并整理则得V q ==(4-13)例如对于阀两端压差为0.1M pa ,流体密度为1000 kg/m 3时,每小时流经阀的介质流量为:65.0910V q -=⨯= ( 4- 14 )上式采用以下单位:F —m 2;△p —MPa ;ρ—kg/m 3v q —m 3/h 。
当△p 单位采用Pa ,流体密度采用g/cm 3(相当于103 kg/m 3)时,流量表达式为:V q = ( 4- 15 )式(4-15)在工程中经常采用。
2.流通能力C 值的计算阀门的流通能力C 的定义是:当阀门全开时,阀两端压力降为105Pa ,流体密度为1g/cm 3时,每小时流经调节阀的介质体积流量,单位为m 3/h 。
暖通空调自控系统中调节阀口径的选择
作者:张宏宝张微齐威曾琳
来源:《城市建设理论研究》2013年第14期
【摘要】随着社会的发展,楼宇设备自控系统的日益普及,暖通空调自控系统也显得尤为重要。
本文主要依据调节阀流量特性的数学方程,导出了流量特性分别为直线型和等百分比型调节阀流通截面积的计算公式,指出了现有调节阀阀芯形状设计中存在的问题,认为应根据流通能力来选择调节阀的口径,而不是由连接管的管径来确定,并认为调节阀的安装地点不同,其计算公式中的系数有差别。
【关键词】暖通空调自控系统调节阀口径
中图分类号:TB657.2 文献标识码:A 文章编号:
一.引言
近几来,为空调系统中水力失调、冷热不均、解决供热等问题,自控系统应用得越来越广泛,因此调节阀得到更广泛的应用,同时对调节阀性能的要求也越来越高,而调节阀口径的选择是其中一个重要部分。
在暖通空调自控系统中,选择了一个合适的调节阀口径,完美组合调节阀和换热盘管,产生了一个合理的组合线性特性,能根据设计要求控制系统调节。
然而在通常的设计中,设计者考虑系统的最大负荷或者其他因素,往往选择偏大的口径,这样空调机组冷热水管道与调节阀口径的管径一样,更有甚者相对管径缩小一级口径。
这样的设计不仅仅造成投资的浪费,同时大大的降低了自控系统的调节性能,严重影响了自控系统的寿命。
对于阀门口径的选择,选择过大会使调节的性能变差,也容易使系统受到振荡和冲击,并且增加投资成本。
口径过小的阀门固然可以更有效控制,但一方面系统的容量要求达不到,另一方面为了维持足够的流量,自控系统就得提供大的供回水压差,使循环水泵处于负荷状态,容易损害阀门本身,缩短其使用寿命。
因此,为了日后系统的正常运转,在前期设计时,选择合适的调节阀口径是一个十分重要的环节。
选择和确定调节阀口径主要是依据调节阀的流通特性,即流量随阀门开度而变化的关系,也取决于阀芯的型线及其在自控系统中的位置,因而需要对阀芯的型线进行了解。
二.调节阀阀芯型线
调节阀阀芯形状一般可分为3类:套筒式、开口式和柱塞式。
可是无论哪种阀芯,都可以具有一样的流量特性,并且流量特性的数学模型和数学方程都是相同的。
目前等百分比流量特性的对数方程和应用最为广泛。
直线流量特性和等百分比流量特性是指调节阀的理想流量特性,理想流量的特性是在阀前后压差恒定的情况下得到的。
可是,在实际工况下阀前后的压差不是恒定的。
因此研究调节阀最重要的是研究它的工作特性,也就是流量与阀门开度在实际工况下变化的关系。
直线流量特性的数学方程:
上式中:G/Gmax是一相对流量,即调节阀处于某一开度下的流量与全开时流量之比;
L/Lmax是一相对开度,即调节阀处于某一开度下的行程与全开时行程之比;
K是常数,即调节阀的放大系数。
等百分比流量特性的数学方程:
可得
上述两个只适用于计算流量特性为等百分比型和直线型的调节阀在各个开度下的流量,并不能用于计算在各个开度的流通截面积大小,但这正是目前调节阀阀芯设计的问题,实践中可以认为:G/Gmax=F/Fmax。
计算在各开度下的流通截面积:
上式中:G为流量,kg/s;
Α为流量系数;
F为调节阀的流通截面积,m2;
Ρ为介质的密度,kg/m3;
Δp为调节阀前后的压差,Pa。
由上式可得:
下角标max是指调节阀处于最大行程时的参数。
直线型调节阀的流通截面积计算公式:
等百分比型调节阀的流通截面积计算公式:
三.调节阀的口径选择
从调节阀的Kv计算到阀门的口径确定一般需经以下步骤:1.阀前后压差的确定
(一)Δpmax值的确定
Δpmax为调节阀处于全开时阀上的压差,它和自控调节系统总压差的比值称为阀权度PV,也称阀门能力。
上式中PV为调节阀的阀权度(阀门能力);Δpx为系统阻力压降;Δpmax+Δpx=Δps。
PV值的大小将直接关系到系统的调节质量。
在实际的工作中,理想状态的直线特性应趋于快开特性,理想状态的等百分比特性趋于直线特性,若PV值越小,则系统的调节质量就越差。
因此,在实际使用中,通常希望PV值最小不得低于0.3。
(二) Δp的计算
Δp是指调节阀处于某一开度下的压差。
其值处于Δpmax和Δpmin(Δpx为调节阀在最小可调量流量时的压差)之间波动,因而可以采用内插法进行估算。
确定调节阀的压差Δp
上式中η--系数,当调节阀用于热源的集、分水器处,用户热力入口和干线及其分支处等时,η=0.15~0.5;当用来调节换热器或散热器等时,η=0.5~0.7;
Pg指设备或系统供水压力,Pa;
Ph指设备系统或系统回水压力,Pa。
2.计算流量的确定调节阀的口径计算,通常是按最大流量Qmax来考虑的。
目前的生产能力、设备负荷以及介质状况,决定了计算流量的Qmix和Qmax。
但是如果不知道Qmax值,只是提供正常的流量,一般的做法是:直线特性的调节阀放大,对数(等百分比)特性的调节阀也放大,这样就可以求得Qmax。
如果连正常流量这个参数也没有提供,在暖通空调自控系统中,也可以依据其它的资料,计算出盘管的流量。
比如可以查询空调机组的技术参数表中换热盘管的加热量(或制冷量),再根据热量(或冷量)来计算阀门的流量。
装置(或设备)的热量(或冷量)和流量之间可以按如下公式进行计算:G=L×T×t/3600Q=L/P 上式中:G指冷量或热量,kW;Q指流体的体积流量,m3/h;L指流体的质量流量,t/h;P指流体的容重,
t/m3;C指流体的质量热容,j/(kg·K);△t指进出口流体温度差,水的质量热容为4。
1868KJ/(kg·K)。
3.Kv,值计算依据已决定的计算压差、计算流量及其他参数,可以求出最大工作流量时的Kvmax。
但是不同工艺、不同介质要求的流量系数的计算公式并不相同,对于空调水系统中选阀时流量系数的计算,可以按照如下的公式:上式中:Q指额定流量,m3/h;p2指阀门出口
压力,kPa;△p=p1-p2γ指介质重度,10N/cm3(介质水一般取1);p1指阀门进口压力,kPa。
4.决定调节阀的口径根据计算可以得出的Kvmax值就可以选择阀门了,在实际工程中,阀门口径是分级的,通常Kv值也不连续(然而公式计算的Kvmax值是连续的)。
不同厂商的同类型产品都有不同的Kv,并且与口径对应表,只要选取大于Kvmax与其接近的一档Kv 值,就可以得出口径。
5.调节阀开度验算最简单的开度K的计算公式为:直线流量特性阀门对数流量特性阀门
上式中:Kvi指计算开度Kv值;Kvg指所选阀的标准Kv值;Ki指对应Kvi的开度调节阀的开度范围在30~80%以内。
6.调节阀实际可调比的验算调节阀的可调比:就是指调节阀所能控制的最小流量与最大流量之比。
调节阀的理想可调比:就是指当调节阀上的压差一定时,其可调比可称为理想得可调比,用R表示。
调节阀的实际可调比:调节阀处于实际工作时,因为调节阀上的压差随管路系统的阻力而变化,或旁通阀开启程度大小的不同,导致调节阀的可调比随之也产生相应的变化,这时调节阀的可调比可称为实际可调比,用R′表示。
验算公式:s指称压降比或阀阻比。
验算时,一般用R=10来进行,将R=10带入上式,就可调比验算公式为:当s≥0.3时,且R′≥5.5,只要能满足一般的生产要求,此时就可以不用验算。
7.压差校核在选择好合适的阀门口径后,阀门的闭合压差△ps也就是选择阀门时必须要注意的一个十分重要的参数,当△ps为阀门关闭时,安全返回弹簧或执行器可以保持阀门闭合时的压差。
对于已经选择好的阀门,它的△ps必须高于供回水系统的压差,不然会出现阀门关不死,进而造成泄漏的现象,严重的直接导致系统失控。
但是也不用盲目的追求阀门的△ps值,从而增加投资成本,造成不必要的浪费。
上述验算合格,则表明所选阀口径合格。
假如不合格,则需重定口径或另选其它阀再验算直至合格。
四.结束语
无论是阀门口径和阀芯形状的选择,还是调节阀阀芯型线的设计,都是为了使供热系统具有更好的可调性。
但是,由于供回水温差的不同,不同工况下散热器的散热特性也是不同的,其放大系数也有所不同;调节阀安装的地点的不同,其阀权度PV值也不同,因而其放大系数也不尽相同。
综上所述,调节阀口径的选择应因地制宜,须与实际紧密联系,在实践的过程中不断总结,不断完善。
参考文献:
[1]施俊良.《调节阀的选择》.北京:中国建筑工业出版社,1986.
[2]陆耀庆主编,实用供热空调设计手册,北京:中国建筑工业出版社,1993。
[3]石兆玉.供热系统运行调节与控制.清华大学出版社,1994.
[4]李晖.暖通空调自控系统中调节阀口径选择的重要性及方法,中国建筑工业出版社,1998.。