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論文摘編
 ZY47型自力式壓差控制閥的適用條件與選型
   
   
   
作者:符 永 正 劉 萬 嶺
   摘 要 介紹了ZY47型自力式壓差控制閥的工作原理和選型方法,分析了它的適用條件。
   關鍵詞 壓差控制閥:適用條件:選型
1、引言
  ZY47型自力式壓差控制閥是用于閉式水循環系統(如熱水供暖系統、空調冷凍水系統等)的一種自力式調節閥,它的作用是被控環路出現外擾(網路的壓力波動)和內擾(內部阻力的改變)時,使被控環路的壓差保持恒定。本文對這種閥門的適用條件進行分析,并介紹其選型方法。
2、結構與工作原理

    ZY47型自力式壓差控制閥按照安裝在供水管上還是回水管上,分為供水式結構和回水式結構,二者不可互換使用。圖1a為回水式結構示意圖。圖1b為其安裝位置示意圖。圖中P1為網路的供水壓力,P2為被控環路的回水壓力,P3為網路的回水壓力。
  當網路的供回水壓差P1—P3增大,則感壓膜帶動閥瓣下移,使閥的阻力增大,P2—P3增大,從而使P1—P2(即施加于被控環路的壓差)保持不變;反之P1—P3減小,則感壓膜帶動閥瓣上移,使閥的阻力減小,P2—P3減小,從而使P1—P2保持不變。
  當被控環路內部的阻力發生改變,比如某一支路關斷,則環路的總阻力增大,在這個瞬間P2減小,P1—P2增大,但隨之感壓膜的受力平衡被打破,閥瓣下移,閥的阻力增大,又使P2—P3增大,P2又回升到原來的大小,即P1—P2不變。可見無論是網路壓力出現波動,還是被控環路內部的阻力發生變化,ZY47型自力式壓差控制閥均可維持施加于被控環路的壓差恒定。

3、適用條件

  (1)對于具有多個支路的環路,裝設ZY47型自力式壓差控制閥,可以達到兩個目的:①吸收外網的壓力波動,使被控環路的水力工況不受外網壓力波動的影響。②削弱各支路間的調節干擾(即一個支路的調節對其它支路的流量所產生的影響)。對于第①條是顯而易見的;對于第②條,這里與裝設手動調節閥作一個對比分析。
  如圖2a所示,對某環路裝設手動調節閥,則當環路的某個支路進行調節,比如第2個支路關閉時,由于環路的總阻力增大,總流量減小,使手動調節閥的壓降減小,導致施加于環路的壓差PA—PC增大,加之總流量的減小,又使環路干管AE和CF的阻力損失減小,從而使1、3兩個支路的壓差增大,流量增大。
  而如2b所示,將手動調節閥換為壓差控制閥,則支路2關閉時,施加于環路的壓差PA—PC保持不變,當然由于環路總流量的減小,也將使干管AE和CF的阻力損失減小,造成支路1、3的壓差增大,流量增大,但相對于裝設手動調節閥,增大的幅度有所降低,原因在于PA—PC不變。顯然,如果干管AE、CF的阻力相對于支路阻力可以忽略不計,則可把干管視為靜壓箱,各支路的調節互不干擾,即一個支路的調節對另外支路的流量不產生影響。實際上由于干管阻力的存在,各支路間的調節干擾不可避免。但在系統設計合理的情況下,這種干擾是微弱的。系統設計時對于被控環路的干管采用相對較大的管徑,且在干管上除壓差控制閥外,不再裝設其它閥門,盡可能減小干管的阻力,可以使各支路間的調節干擾降到最低程度,使環路具有較好的水力穩定性。
  對于分戶熱計量的供暖系統,強調用戶用熱調節的自主性,而又必須從設計上考慮盡可能減輕各用戶間的調節干擾,所以對于每個負擔多戶供暖的支路,宜采用自力式壓差控制閥。
  (2)對于無內部調節的環路(或負載),裝設ZY47型自力式壓差控制閥,可起到恒定流量的作用。因為被控環路(或負載)的阻力不變,在壓差恒定的情況下,流量自然是恒定的。
  (3)ZY47型自力式壓差控制閥可與電動調節閥配合使用。電動二通調節閥的選型應遵循兩個原則:①設計流量所對應的開度為90%左右;②閥權度不小于0.3。對于第①個條件往往難以滿足,因為同一種電動閥相鄰兩種口徑的流通能力大約相差60%,所以往往找不到流通能力恰好符合要求的口徑,而只好選偏大的口徑。這樣一來,一是可能造成較多的時間電動閥在較小開度下工作,使閥的控制不穩定、不精確;二是全開狀態不可避免(比如系統啟動時以及大的干擾出現時),而全開將使被控負載出現過流。對于這種情況,一個簡單的解決辦法是與電動閥串聯一個平衡閥,消耗一部分壓差,從而使電動閥在90%開度時為設計流量。但這種處理,有時會出現電動閥的閥權度過小的情況,即閥工作時的壓差變動范圍過大,造成閥的工作特性嚴重偏離理論特性,使控制的精確度變差。如果閥權度小于0.3,則可如圖3所示,與電動閥串聯裝設一個ZY47型自力式壓差控制閥(平衡閥不再裝設),用壓差控制閥控制電動閥的進出口壓差,使之基本恒定。而外網的壓力波動和負載的壓降變化,均由壓差控制閥吸收。
  (4)每一種壓差控制閥都有其可以正常工作的壓差范圍,超出這個范圍,就不能很好發揮應有的功能,甚至不能工作。所以當作用于壓差控制閥的壓差過大時,可串聯一個平衡閥,吸收一部分壓差,以保障壓差控制閥的正常工作。

4、選型方法

表1ZY47型自力式壓差控制閥性能參數表

DN 結構長度(mm) 流量系數(kv)
20 100 0.07-5.4
25 120 0.1-8.5
32 180 0.3-13.2
40 200 0.5-25
50 230 0.7-39
65 290 1.2-58.4
80 310 1.8-80.4
100 350 3.0-118
125 400 5.0-214
150 480 8.0-285
200 495 10-603
250 622 20-901
300 698 25-1390
350 787 30-1740
  按式中Kv=G/KPa式中(G,m3/h),根據最大流量和可能的最小工作壓差計算所需的最大Kv值,應小于閥門的最大Kv值;根據最小流量和可能的最大工作壓差計算所需的最小Kv值,如G=3-10m3/h,△P'最大=200KPa,△P'最小=20KPa,Kv最大=10/=25,Kv最小=3/=2.12,選擇DN50即符合要求,建議盡量不變徑選用閥門。
5、結論

  5.1 ZY47型自力式壓差控制閥,無論在網路壓力出現波動還是被控環路內部阻力變化的情況下均可保持施加于被控環路的壓差恒定。
  5.2 ZY47型壓差控制閥可削弱被控環路內部各支路間的調節干擾。對于分戶計量供暖系統。強調用熱調節的自主性,又應盡可能減小各用戶間的調節干擾,宜采用自力式壓差控制閥。
  5.3 ZY47型壓差控制閥可與電動二通調節閥配合使用,以維持電動閥上的壓差恒定,從而使電動閥工作穩定,控制精確。
  5.4 當作用于ZY47型壓差控制的壓差過大時,可與之串聯裝設一個平衡閥,配合使用。
  5.5 ZY47型壓差控制閥的選型主要依據被控環路的流量進行,系統設計人員應提供被控環路的控制壓差,以便生產廠家進行控制壓差的設定。

參考文獻
  1、施俊良著.調節閥的選擇.中國建筑工業出版社.1986.

The Adaption Condition and the Selection of the Valve of the Type ZY47
Controlled by the Pressure diffenence

FU Yong-zheng    Liu Wan-ling
(1.Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430070,china;
2.HeBei Balance Valve Manufacture Limited Company,Xianxian 062250,china)

Adstract:Introduces the working principle and the method of the selection about the type ZY47 Valve controlled by the pressure difference,and analyses its adaption condition.
Key words:differential pressure controller;adaption condition;selection


 
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