目前,很多的熱水採暖方案會採用定流量循環的方式,主要是為了保護熱源和循環泵。譬如安裝了去耦罐的供暖系統,去耦罐隔離開的二次循環系統無論流量如何變化,從去耦罐到鍋爐之間的流量不會受到影響,從去耦罐到鍋爐之間就是定流量循環;再譬如供暖二次側通常採用分區配置水泵,各區的水泵提供給各自區域需要的流量,本區域循環流量不受其他區域循環泵啟閉引起的流量變化影響,本區水泵要麼全部開啟,要麼全部關閉,不存在流量的變化,如此二次側也可視為定流量循環。
但有時小型採暖循環系統因末端閥門時而開閉或調節等原因造成流量變化,有時大型系統為節約初投資,以選用總泵的方式代替按採暖分區分路配置水泵的方式,時而某分區支路關閉時也會造成流量變化。變流量系統的概念就是具有獨立循環泵系統的循環流量在運行過程中因循環支路的關閉或調節,時而會造成循環泵的流量變化,這稱之為變流量系統。變流量系統一般都會用到壓差旁通閥,本篇文案我們講述一下壓差旁通閥的應用。
變流量系統帶來的問題
1、對於採用燃氣鍋爐做熱源的供暖系統來說,當熱源循環水流量的減少太大(超過允許範圍內的波動)是有害的。
在鍋爐的熱交換器的設計中,通常有一個規定的水流量(壁掛爐水流量的波動不低於額定流量的50%)以保證換熱器管內水流速的均勻和換熱過程的及時穩定,這是非常重要的。如果流量減少太大,必然造成水流速不均勻,換熱器內局部可能會汽化、產生噪音、過高流速、系統平衡失調,超過熱源規定範圍的流量變化,鍋爐等元件可能受到損壞。
2、對於燃氣鍋爐的循環水泵有個高效率工作點,流量的變化使電機在高效率點處左右移動,但最終的結果,只要管路特性不變化,水泵會自動調節到高效率工作點,我們可以通過調節管路特性去改變水泵的工作效率點,也就是說,在流量的變化的時候,水泵要不斷的改變自己的運行狀態,這導致了電流不斷的變化(變大或者變小),這對電機的運行都是有害的,變頻泵的電機容易燒毀也就是這個原因,因此,在一般的情況下,最好能使水泵在一個穩定的狀態運行。
但另一方面,從末端設備的使用要求來看,用戶大都要求水系統變量運行以自由控制系統供熱量的多少。在分室控制的供暖系統裡,用戶是可隨意關閉末端散熱器或地暖迴路分水器閥門的;在使用恆溫控制閥的散熱器系統或熱電閥的地暖系統裡,當室溫達到設定值,閥門自動關閉,這些都會造成系統循環流量的很大變化,用戶經常會切斷超過一半以上的末端迴路或甚至全部關閉。
這兩者構成了一對矛盾,解決上述矛盾,保障熱源和循環水泵正常穩定長壽命的工作最常用的方法是在熱源的供回水管上設置壓差旁通閥,其工作原理是:在系統處於設計狀態下,所有設備都滿負荷運行時,壓差旁通閥開度為零(無旁通水流量)。當流量逐漸減小系統壓差上升時,超過壓差旁通閥設定的壓力,就會打開壓差旁通閥,以保持熱源熱交換器的最小流量。
壓差旁通閥的作用
壓差旁通閥打開並不意味著系統循環短路,並不會破壞其他正在運行迴路的正常運行,不會打破原循環迴路之間的壓差變化和流量變化,所以我們也把壓差旁通閥也叫做壓差旁通平衡閥,壓差平衡閥的功能作用就是當流量變化時,保護熱源能穩定運行,維持末端系統的水力平衡。
從系統安全穩定的原則出發,獨立的一次循環系統、二次循環系統和長距離循環水輸送加壓系統都應該配用壓差旁通閥。
譬如:
戶內的地暖混水系統,需要配置壓差旁通閥;
高品質的壁掛爐本體都配置壓差旁通閥;
小型商用熱水鍋爐採暖系統要配置壓差旁通閥;
大型換熱機房供回水主幹管要配置壓差旁通閥;
超高層供暖分區高區系統要配壓差旁通閥;
熱電站遠距離加壓站要配壓差旁通閥等等。
壓差旁通閥旁通值的設定
1、一般戶內地暖或散熱器分水器上的壓差旁通閥設定壓差旁通值一般為20Kpa。壓差旁通閥有一個止回閥芯,有一個調校為20KPa的作用力彈簧控制。當供回水壓差大於20Kpa時,止回閥成比例開啟,旁通相應流量維持系統設定的壓差值;當壓差低於設定值時止回閥關閉,供回水之間無旁通。
2、壁掛爐上的壓差旁通閥設定壓差旁通值一般為30Kpa。
3、大型熱力機房的壓差旁通閥的設定壓差旁通值大都是現場調試時設定,即系統滿負荷運行時,供回水主幹管(或分集水包)兩端接口處的壓力差(又稱供回水壓差)即是設定壓差值,壓差設定是不考慮建築高度的。當末端負荷變小後,末端的兩通閥關小,供回水壓差將會提高而超過設定值,旁通閥將自動打開,它的開度加大將使供回水壓差減小直至達到設定值時停止,部分水從旁通閥流過而直接進入回水管。
4、小型商用鍋爐用於會所別墅系統供暖系統,旁通壓差閥設定旁通值為30~50Kpa,如果系統採用風機盤管供暖時,旁通壓差閥的一般設定為70~150KPa或參照大型熱力機房現場設定。
壓差旁通閥的選型
1、戶內地暖分集水器旁通壓差閥
一般戶內地暖系統分水器上的壓差旁通閥口徑為DN15。
3、大型熱力站旁通壓差閥
大型熱力站常選用自力式壓差控制閥,自力式壓差旁通閥根據系統的實際要求選擇控制壓差,一般控制壓差在50~400Kpa範圍內可任意調節,通過設定壓差旁通閥門兩端的壓差而控制系統壓差,支持用戶系統變流量運行。依靠壓差自動工作,無須外接動力,運行安全穩定可靠。
大型熱力站機房工藝設計一般由專業的設計公司完成,不會讓暖通銷售公司進行設計,所以這裡就不做細述了。
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