在散熱器采暖的房間溫度控制方面可以采用散熱器恒溫控制閥進(jìn)行控制,也可采用阻力特性較好的手動(dòng)溫控閥進(jìn)行控制。采用散熱器恒溫控制閥控制的優(yōu)勢在于可以較好的利用“自由熱”達(dá)到節(jié)能的目的,同時(shí)避免了用戶進(jìn)行煩瑣的反復(fù)調(diào)節(jié)。
1、散熱器恒溫控制閥的工作原理及分類
散熱器恒溫控制閥由恒溫控制器和閥體兩部分組成。其作用原理為用戶將恒溫控制器旋到所需設(shè)定溫度,當(dāng)室內(nèi)溫度超過設(shè)定溫度時(shí),恒溫控制器內(nèi)溫包(內(nèi)充感溫介質(zhì))受熱膨脹,體積增大,推動(dòng)閥桿,使閥門關(guān)小,減小散熱器進(jìn)水流量,使室溫達(dá)到設(shè)定溫度。當(dāng)室內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度時(shí),溫包受冷收縮,體積減小,閥芯內(nèi)復(fù)位彈簧推回閥桿,使閥門開大,增大了散熱器進(jìn)水流量,直到室溫達(dá)到設(shè)定值。
1.1、恒溫控制器
恒溫控制器根據(jù)其溫包所處位置可分為溫包內(nèi)置型和遠(yuǎn)傳型。由于溫包感受的是周圍空氣溫度,同時(shí)溫控閥的調(diào)節(jié)動(dòng)作也是因溫包體積改變而產(chǎn)生,所以溫包所處位置對于溫控閥的正確使用十分重要。在大多數(shù)情況下,需要調(diào)節(jié)本組散熱器所處房間的室內(nèi)溫度時(shí),宜采用溫包內(nèi)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,溫控閥位于罩內(nèi),或者在溫控閥近距離內(nèi)有其他熱(冷)源,如灶具,強(qiáng)照明燈具等,這時(shí)其溫包感受的是周圍局部高溫,而不是準(zhǔn)確的房間溫度,宜采用遠(yuǎn)傳型恒溫控制器。在一些特殊系統(tǒng)中,例如水平單管順流系統(tǒng),只能在第一組散熱器安裝溫控閥,而用戶又以調(diào)節(jié)客廳或主臥房間溫度為主,也可采用遠(yuǎn)傳型溫控閥,將溫度
傳感器置于客廳或主臥內(nèi)采集其溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
1.2、恒溫控制閥又可根據(jù)其溫包所充感溫介質(zhì)的不同進(jìn)行分類,大致可分為以下四類:
1)蒸氣溫包式
溫包內(nèi)所填充的介質(zhì)為一種低沸點(diǎn)液體,當(dāng)外界溫度升高時(shí),部分液體汽化為氣體,溫包體積增大推動(dòng)閥桿,關(guān)小閥門開度,減小進(jìn)散熱器進(jìn)水流量,當(dāng)外界溫度降低時(shí),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(jìn)水流量。此溫包內(nèi)感溫介質(zhì)經(jīng)常處于氣、液混合狀態(tài),其優(yōu)點(diǎn)是作用時(shí)間迅速,但對溫包密封要求非常嚴(yán)格,目前在國內(nèi)應(yīng)用很少。
2)液態(tài)溫包式
溫包內(nèi)填充的感溫介質(zhì)為特殊的液體,一般為甲醇或甲苯等。此種溫包體積較大,作用時(shí)間較短,目前在國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛。
3)固態(tài)溫包式
溫包內(nèi)填充的是膨脹系數(shù)較高的固體,多為石蠟等。由于固體相對氣體和液體受熱(冷)體積變化較小,所以其感溫動(dòng)作較慢,但體積相對液體溫包小,在國內(nèi)也有部分應(yīng)用。
4)金屬片式
其恒溫控制器感溫裝置為一種特殊的具有記憶功能的合金金屬片,此金屬片因受熱脹冷縮,帶動(dòng)溫控閥動(dòng)作。
此種產(chǎn)品出廠前需對其感溫裝置進(jìn)行嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)和檢測,同時(shí),由于金屬在頻繁伸縮和彎折后存在疲勞斷裂等特性改變問題,并且金屬具有延展性,所以會(huì)對此種感溫裝置壽命和精度造成影響。國內(nèi)一些廠家生產(chǎn)此種溫控閥產(chǎn)品,其國外產(chǎn)品很少見到。
2、溫控閥閥體
溫控閥閥體一般為銅制,外表鍍鎳,根據(jù)其進(jìn)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(jìn)水與出水角度為180°
2)角型溫控閥閥體:溫控閥進(jìn)水與出水角度為90°
3)三維溫控閥閥體(立體溫控閥):溫控閥進(jìn)水、出水及閥芯各成90°夾角,類似于X、Y、Z坐標(biāo)。
4)特殊組合溫控閥閥體:針對一些新型散熱器(如衛(wèi)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。在此不做一一列舉。
3、溫控閥Kv值與Kvs值
國外調(diào)節(jié)閥產(chǎn)品的水阻力特性一般用Kv值表示,目前很多國產(chǎn)溫控閥產(chǎn)品也采用Kv值標(biāo)示水阻特性。Kv值定義為在此調(diào)節(jié)閥閥前閥后壓降為1bar時(shí),通過此調(diào)節(jié)閥的流量。Kvs值表示調(diào)節(jié)閥的最大開度時(shí)的Kv值??蓱?yīng)用以下公式將Kv值換算為在國內(nèi)常用的局部阻力系數(shù)ξ值。
4、散熱器溫控閥在多種散熱器系統(tǒng)中的正確使用
4.1、在我國的大多數(shù)舊有散熱器供暖系統(tǒng)中,采用的是上下貫通垂直式單管或雙管系統(tǒng)。
1)在垂直單管順流系統(tǒng)中,由于前組散熱器水量全部流經(jīng)下一組散熱器,且每組散熱器位于不同的樓層,無法安裝散熱器溫控閥??煽紤]將此種系統(tǒng)改造為垂直單管跨越系統(tǒng),這樣可以在每組散熱器前安裝溫控閥或調(diào)節(jié)性能較好的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
2)在垂直雙管順流系統(tǒng)中,由于存在垂直失調(diào)問題,在系統(tǒng)改造時(shí),可安裝帶預(yù)設(shè)定功能的散熱器溫控閥。所謂預(yù)設(shè)定功能即溫控閥閥體上具有預(yù)先設(shè)定初始阻力的裝置,可通過該裝置將溫控閥初始阻力設(shè)定,不同樓層間設(shè)定的初始阻力不同,可在一定程度上解決垂直失調(diào)的問題。但此種方法在實(shí)際使用上需做好以下工作;設(shè)計(jì)師要做好較詳細(xì)的水力計(jì)算;安裝時(shí),施工方要仔細(xì)比對供貨廠家提供的水阻力流線圖,將溫控閥調(diào)到準(zhǔn)確的預(yù)設(shè)定位置;在供水運(yùn)行后,可再根據(jù)具體情況進(jìn)行個(gè)別調(diào)整。由于雙管系統(tǒng)采用高阻力溫控閥(后文將做詳細(xì)介紹),同時(shí)預(yù)設(shè)定調(diào)節(jié)又進(jìn)一步減小了閥門開度,所以對供暖水質(zhì)有較高要求,否則容易造成阻塞。
4.2、在近幾年,分戶熱計(jì)量技術(shù)在不斷提高,戶內(nèi)供暖水平分戶設(shè)環(huán)系統(tǒng)在廣大的民用與工業(yè)建筑中獲得了普遍的應(yīng)用,此系統(tǒng)也是目前設(shè)計(jì)采用最多的一種戶內(nèi)供暖布置方式。散熱器采暖水平布置方式主要分為:水平單管順流式(標(biāo)準(zhǔn)中不允許、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:水平單管順流式系統(tǒng)與前面所述垂直單管順流系統(tǒng)有相近之處,采暖熱水流經(jīng)前一組散熱器后完全流入下一組散熱器,所以不宜在每組散熱器上安裝溫控閥或手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門。
此系統(tǒng)安裝溫控閥,可考慮在第一組散熱器進(jìn)水前端安裝一帶遠(yuǎn)傳的溫控閥,將溫控閥遠(yuǎn)傳傳感器置于需溫度控制的主要房間內(nèi),如主臥室、客廳。此種布置方式的弊端在于通過溫控閥動(dòng)作,會(huì)帶動(dòng)整個(gè)房間的供暖熱水流量的變化,而溫控閥采集的信號僅僅為其中一房間的信號,這時(shí)其它房間會(huì)因此出現(xiàn)溫度波動(dòng),且無法進(jìn)行有效的精密調(diào)節(jié)。此種方式也可考慮在第一組散熱器前端安裝質(zhì)量較高、開度與流量呈線形關(guān)系的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥,可通過此調(diào)節(jié)閥對系統(tǒng)進(jìn)行粗調(diào)節(jié)。此種散熱器布置方式是“標(biāo)準(zhǔn)”所不允許的,我們不建議采用此種方式。
2)水平單管跨越式:水平單管跨越式是近年應(yīng)用較多的一種室內(nèi)布置方式,其優(yōu)點(diǎn)是可以分別對每組散熱器進(jìn)行精確溫度控制,適應(yīng)了用戶對居室的個(gè)性化要求,也符合“分戶計(jì)量,分室調(diào)溫”的政策要求。同時(shí)由于部分高溫?zé)崴ㄎ唇?jīng)過散熱器換熱)流入下一組散熱器,提高了下一組散熱器的進(jìn)水溫度,保證了供暖品質(zhì)。
相對于其他分戶設(shè)環(huán)的室內(nèi)水平布置方式,單管跨越式是一種較為簡單,適應(yīng)范圍較廣的布置方式。在具體應(yīng)用上,應(yīng)采用不同的溫控閥產(chǎn)品(包括手動(dòng)調(diào)節(jié)閥)。其又有很多種不同的應(yīng)用型式:
a、兩通溫控閥加跨越管型式此種方式結(jié)構(gòu)較為簡單,造價(jià)低廉。但是在實(shí)際應(yīng)用中也存在一些問題。很多工程項(xiàng)目中,由于不加區(qū)別的采用了高阻兩通溫控閥,造成了散熱器進(jìn)水量過小。有些工程中有些錯(cuò)誤的用法,為了滿足散熱器進(jìn)水量需求不得不在跨越管上再安裝一調(diào)節(jié)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(jìn)行散熱器進(jìn)流系數(shù)的計(jì)算。散熱器進(jìn)流系數(shù)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系統(tǒng),阻力比值一般在30%以上,能保證散熱器的進(jìn)水流量。但此計(jì)算較為復(fù)雜。
b、旁通溫控閥型式
現(xiàn)在為了適應(yīng)室內(nèi)水平單管加跨越管系統(tǒng)的應(yīng)用,一些廠家推出了一種特殊的旁通溫控閥,此種閥門將散熱器通路(含溫控閥)與旁通支路結(jié)合為一個(gè)整體,并且旁通支路變?yōu)榱艘粋€(gè)阻力可調(diào)的旁通閥。其優(yōu)點(diǎn)是簡化了計(jì)算與安裝,且由于旁通閥可調(diào),對系統(tǒng)的適應(yīng)范圍廣,可以根據(jù)具體情況進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。
此種旁通溫控閥也可算出散熱器進(jìn)流系數(shù)。目前在一些工程項(xiàng)目中也已經(jīng)漸漸被采用。
c、其他特殊型式溫控閥
目前市場上出現(xiàn)了很多新型式散熱器,為了配合這些新式散熱器,各種特殊型式的溫控閥產(chǎn)品也應(yīng)運(yùn)而生。
3)水平雙管型式。
戶內(nèi)水平雙管式也可通過在每組散熱器進(jìn)水管安裝溫控閥,進(jìn)行分室溫度控制。采用此種布置方式,供熱品質(zhì)好,可串聯(lián)多組散熱器,不同散熱器通過溫控閥調(diào)節(jié)對系統(tǒng)影響小,但無論采用上分式還是下分式水平雙管布置,其室內(nèi)管路布置都較復(fù)雜,對居室整體裝修、美觀有一定影響。
此種布置方式與垂直雙管系統(tǒng)一樣,末端阻力越大,則系統(tǒng)波動(dòng)對其影響越小,所以應(yīng)該選用高阻力的散熱器溫控閥。
4)放射雙管式。
此種布置也被稱做“章魚式”布置,也屬于室內(nèi)水平雙管式的范疇。
在每戶入口處安裝分/集水器,分/集水器的每一環(huán)路分別連接一組散熱器。其優(yōu)點(diǎn)是布置靈活,利于進(jìn)行分室溫控,但管路布置較為復(fù)雜,造價(jià)較前幾種室內(nèi)布置方式高。在此種系統(tǒng)中也應(yīng)參照雙管系統(tǒng)采用高阻力溫控閥,如果采用性能可靠的手動(dòng)調(diào)節(jié)閥可將其安裝在每組散熱器進(jìn)水端,也可安裝在每戶分/集水器上,進(jìn)行集中控制。
在2003年8月,國家建設(shè)部下發(fā)了《關(guān)于城鎮(zhèn)供熱體制改革試點(diǎn)工作的指導(dǎo)意見》明確規(guī)定,今后,城鎮(zhèn)新建公共建筑和居民住宅,凡使用集中供熱設(shè)施的,都必須設(shè)計(jì)、安裝具有分戶計(jì)量及室溫調(diào)控功能的采暖系統(tǒng),并執(zhí)行按用熱量分戶計(jì)量收費(fèi)的新辦法。進(jìn)入21世紀(jì),廣大人民群眾對節(jié)能及熱舒適度的要求不斷提高,分戶計(jì)量、分室調(diào)溫的政策也不斷深入人心。散熱器溫控閥也將獲得較為廣闊的應(yīng)用前景。但是不能簡單的將溫控閥一裝了事,需要經(jīng)過細(xì)致的計(jì)算和深入的了解產(chǎn)品,針對不同的系統(tǒng)采用不同型式的溫控閥,同時(shí)在安裝及后期調(diào)試時(shí)也應(yīng)與設(shè)計(jì)及廠家進(jìn)行良好的溝通,根據(jù)具體情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,以達(dá)到、合理使用的目的。