一些風(fēng)量調節閥廠(chǎng)家宣傳其風(fēng)閥壓降非常低,只有20-30 Pa,而有些風(fēng)閥的壓降要100 Pa甚至200 Pa以上。低阻力可以節約風(fēng)機電耗,但是風(fēng)量調節閥的壓降越低越好嗎?
工作壓差vs全開(kāi)壓降
風(fēng)閥在額定風(fēng)量(最大設計風(fēng)量)下的阻力通常是風(fēng)閥處于全開(kāi)時(shí)的壓降。該阻力值對于評價(jià)關(guān)斷閥(如密閉閥、防火閥、止回閥)有意義。然而,對于調節閥我們更關(guān)心的是它能實(shí)現控制時(shí)的工作壓差。因為無(wú)論是蝶閥還是文丘里閥,風(fēng)閥在全開(kāi)時(shí)的調節性能是不理想的。對于文丘里閥,錐形體的彈簧必須處于受壓狀態(tài)才能工作。而對于蝶閥,開(kāi)度在10-80%之間才會(huì )有比較理想的調節特性。所以,正常工作的調節閥的開(kāi)度不是
在全開(kāi)位置。通常,控制閥的工作壓差需要150 Pa或更大。
調節閥工作時(shí)的壓降占所在支路壓降的比值被稱(chēng)為閥權度。閥權度越大,風(fēng)閥對該支路風(fēng)量的控制效果越好。相反,風(fēng)閥工作時(shí)的壓降太小,它的話(huà)語(yǔ)權就非常小,其閥片調節時(shí)對其所在支路風(fēng)量的改變就很小。只有在風(fēng)閥開(kāi)度很小時(shí)才能明顯改變風(fēng)量,而且繼續關(guān)小后,風(fēng)量陡降。這種風(fēng)閥呈現出明顯的快開(kāi)特性,屬于關(guān)斷閥,不適合作為控制閥使用。
通常閥權度小于20%對控制是不利的。對于凈化空調系統,送風(fēng)和排風(fēng)上安裝了HEPA過(guò)濾器,通常其初阻力約100-250 Pa,終阻力會(huì )達到500 Pa. 所以,調節閥需要足夠的工作壓差來(lái)保持良好的控制。
系統耦合與風(fēng)閥抗干擾
通常風(fēng)系統會(huì )有多個(gè)并聯(lián)的支路,一個(gè)支路的風(fēng)閥進(jìn)行開(kāi)度調節會(huì )對其他支路的風(fēng)量控制產(chǎn)生干擾。當某個(gè)支路的阻力太小的時(shí)候,其風(fēng)量受到的擾動(dòng)會(huì )比較大。
比如化學(xué)實(shí)驗室的通風(fēng)系統中有若干臺變風(fēng)量排風(fēng)柜,當某臺排風(fēng)柜移門(mén)高度的變化時(shí),相應地排風(fēng)閥就要進(jìn)行開(kāi)度調節,主排風(fēng)道的靜壓會(huì )隨之波動(dòng),從而影響其他排風(fēng)柜的排風(fēng)量。這種現象被稱(chēng)謂耦合。耦合對系統的控制穩定性提出了比較大的挑戰。如果風(fēng)閥的壓降過(guò)小,那么排風(fēng)柜之間容易相互干擾,嚴重時(shí)難以保證排風(fēng)量的穩定控制,甚至可能導致有害物外溢。
我們把風(fēng)閥所在某一支路的設計壓降與離風(fēng)機最近支路資用壓降的比值稱(chēng)謂平衡度。平衡度越低,支路之間越容易出現相互干擾。提高支路平衡度的方法有兩個(gè):一是減小主管道阻力,二是提高支路阻力。當然,最有效的方法就是后者。也就是說(shuō),適當提高調節閥的工作壓差可以提高支路平衡度,提高系統抗干擾能力。
結論
調節閥的首要目的是控制風(fēng)量或壓差,不是降低阻力、節省風(fēng)機能耗。工作壓降太低的風(fēng)閥不僅難以控制其所在支路的風(fēng)量,而且不利于克服支路之間的相互干擾。工程設計人員應在風(fēng)閥選型、風(fēng)道阻力計算和風(fēng)機選型時(shí),需要給與調節閥足夠的設計工作壓差,以保證各末端風(fēng)閥的閥權度和支路的平衡度,從而實(shí)現系統風(fēng)量和壓差的可調節性和穩定性。
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