风阀室温调节在分户计量采暖系统中的应用

要：研究了配置有风阀的可调型对流散热器的热工特性及该种室温调节方式在实际采暖系统中的应用效果。结合风阀调节时系统流量不变,回水温度变化的的特点对适合风阀调节的采暖系统形式及系统的采暖期运行方案进行的初步的分析。

关键词： 分户计量；对流型散热器；室温调节方式；风阀； 

1引言 在加罩的对流型散热器的对流通道中加装风阀,通过调节风阀的开关来调节对流型散热器的散热量进而实现室温调节控制,是贵州院孙元勋提出的调节思想。通过风阀调节性能试验发现: 

(1)散热器进水温度越高，风阀的调节性能越好，当进水温度为95℃时室温调节范围为7℃左右，而进水温度为50℃时室温调节范围仅为1.5℃左右。

 (2)散热器加上罩后，散热量增加。当风阀由全开变为全关时，散热量可调比在0.43左右。 

(3) 风阀室温调节时系统流量不变,但回水温度变化。 针对可调型对流散热器的利用风阀进行室温调节的特点，需要探讨适合风阀调节的系统形式及系统的采暖期运行方案。 

2 适合风阀调节的采暖系统形式 热计量对采暖系统的要求是，系统可调节、可关闭。既有建筑的采暖系统以单管顺流式居多，新建住宅建筑的采暖系统大多设计成水平单管式或水平双管式系统。为使系统可调节，既有建筑采暖系统或新建建筑的系统一般在散热器的支管上设温控阀或手动调节阀进行室温调节，通过改变流经散热器的热媒流量调节散热器散热量，进而实现室温调节的目的。与恒温阀通过改变流经散热器的热媒流量进行室温调节不同，风阀室温调节方式是通过改变散热器的对流散热量来实现室温的调节与控制的。当热媒供水温度一定时，风阀开关前后，系统流量并不会改变，热媒回水温度会随着风阀的关闭而升高，从而导致散热器散热量减小，室内温度降低。正是由于风阀调节具有这些不同于恒温阀调节的特点,因此必须结合其特点确定新的适合风阀调节的系统形式。 单管系统，前端散热器的出水温度等于其后相邻散热器的进水温度。因此各房间散热器的进水温度不一致，管线近端用户进水温度高，末端用户进水温度低。如果在水平单管式系统中采用风阀调节，将由于各房间散热器的进水温度的不同，导致风阀的调节性能变化很大。前端散热器进水温度高，室温调节性能好，风阀关闭时室温变化大，有利于行为节能。末端房间的散热器进水温度低，室温调节性能差，风阀关闭时室温变化很小，不有利于行为节能。因此无论是单管系统，都不适合采用风阀调节方式。 在双管式系统中，各房间的散热器进水温度都相等，因此无论房间位于何处，风阀的调节性能都是一致的，从而克服了单管系统出现的末端房间室温调节性能差的问题，可实现用户的室温可调节的要求。因此双管式系统是适合风阀调节的最佳采暖系统形式。

 3风阀调节双管式系统特点  风阀调节双管式系统的计量与常规的系统所采用的计量方式相同。既有建筑的单管顺流式系统可以改造成双管系统，改造后的散热器的罩子可以加设风阀解决调节问题。对于已经建成的建筑物的没装调节阀门的水平式双管系统（图1），有散热器的罩子的可以加设风阀，没设散热器罩子的系统可以加设带风阀的罩子，解决系统的调节问题。 对于采用恒温阀调节室温的采暖系统，系统中各用户、各立管之间有很强的耦合性，某个用户的调节不但引起该用户流量的变化，而且还要影响其它用户流量的变化，整个系统在调节过程中是一个动态的变流量系统。而由于影响系统流量变化的因素随机性很强，因此，系统不得不借助压差控制器及流量控制器等辅助设备实现系统的整体控制。 而对于风阀调节室温的双管式系统，通过调节性能试验可知，风阀开关前后对流型散热器的特性参数将发生变化，这也就是说，系统可以在保持供水温度及流量一定的情况下，通过风阀的开关调节散热器回水温度实现室温调节控制。因此，当系统设计完成并经过初调节投入运行使用后，无论系统中那个楼层的用户进行室温调节时，都不会影响其它用户的流量，调节前后系统只有回水温度发生变化。与采用恒温阀调节室温的采暖系统相比，大大提高了系统的水力稳定性，简化了系统形式，降低了系统运行管理的难度。 

4风阀调节双管式系统运行方案 对于采用集中质调节的风阀调节双管式系统，在采暖初末期室外温度较高时，为防止室内温度过高，热媒的供水温度相应的降低，大致维持在60℃左右，而通过具体的试验测试及理论分析可知, 室温调节范围与供水温度密切相关，当保持设计流量不变时,在设计供水温度下，风阀开关时室内空气温度调节范围为6.83℃，采暖初末期供水温度较低时，风阀开关时室内空气温度调节范围为1.56℃。因此，对于采用质调节的风阀调节水平双管式系统，在采暖中期正常运行时，室外温度较低，系统供水温度较高，此时风阀开关时的室温调节范围较大，能够满足用户节能的需求。而系统在采暖初末期运行过程中，由于室外温度高，热媒供水温度低，系统会出现风阀开关时室温调节范围过小，无法满足用户节能需要的问题。 通过分析风阀调节性能试验结果可知，在采暖初末期供水温度为50℃且风阀处于全开状态时，室内空气温度随着热媒流量的降低而降低，流量降为设计流量的60%时,室温下降了2.42℃。此时若关闭风阀，室温又会下降1.21℃。其具体变化情况见表1。 表1 采暖初末期流量变化对室温的影响范围 流量（L/h）温度（℃） 风阀全开时室内温度 风阀全关时室内温度 设计流量 20.24 18.68 60% 设计流量 17.82 16.61 从表1中可以看出，与设计流量条件下风阀处于全开状态时相比，当流量降低到60％的设计流量并且关闭风阀后，室内温度可降低3.63℃，这一温度调节范围虽然仍有些偏小，但如果在外网流量降低的同时，将供水温度提高，则有利于提高室温调节范围，从而满足用户节能的要求。由此可见，采用风阀开关与流量调节结合的室温调节方式，是一种能够有效提高采暖初末期运行过程中室温调节范围的方法。 

（1） 调节方案一 采用质调节的风阀调节双管式系统，可在采暖初末期采取一种辅助调节措施，即在户内系统的入户供水管上设置具有调节功能的阀门，此阀门选用带有预设功能的调节阀，该调节阀上设有不同的刻度，每一刻度对应阀门一定的开度，当阀门设到不同的刻度值时，进入用户室内系统的流量在零与设计流量之间变化。在采暖初末期运行时，用户可根据需要将调节阀设定在中间某刻度，如设在对应60％设计流量的刻度，此时用户通过流量调节与风阀开关相结合的室温调节方式即可实现室温的调节与控制。 由此可确定采用质调节的风阀调节系统采暖期整体运行方案为：在采暖中期系统正常运行时，户内入口处的调节阀设定在全开状态，此时用户室内系统的流量为设计流量，用户通过风阀的开关即可满足室温调节的需要，并且在室温调节时，各用户的流量不会发生变化，整个系统在运行过程中流量不变。而在采暖初末期，用户可利用辅助调节措施，通过流量调节与风阀开关相结合的室温调节方式实现室温的调节与控制，采用此种调节方式的用户在室温调节时，户内系统的流量与阻力均发生变化，这时整个系统的运行过程是一个变流量动态的过程，此时可通过设置在供暖管道入口处的流量控制器对系统进行总体控制，避免各用户水力失调。

 （2） 调节方案二 如果在采暖初末期外网采用量调节，系统供水温度保持设计温度不变，则此时风阀开关的室温调节范围完全可以满足用户节能的要求。由此可得到另一套风阀调节双管式系统运行方案，即系统采用集中质调节和量调节相结合的方式进行供热调节，在采暖初末期，系统按量调节运行，在采暖中期，系统按集中质调节运行。 采用此运行方案后，在采暖初末期系统采用量调节方式，网路供水温度保持设计温度不变，此时风阀开关时的室温调节范围完全可以满足用户节能的要求。当室外温度降低到某一临界温度时，系统供暖调节方式改为质调节，此时风阀开关的室温调节范围虽然较量调节时有所下降，但也能满足用户室温调节的要求。因此，风阀调节双管式系统在采暖期按集中质调节和量调节相结合的供暖调节方式运行，可很好地解决采暖初末期风阀开关时室温调节范围过小的问题，是一套较为理想的运行方案。但由于各方面条件的限制，本文仅提出这种运行方案的形式，而未对系统在按此方案运行时的工况分析及最佳临界点参数的确定等方面进行详尽的研究，希望随着研究的深入，此套运行方案能够得到进一步的完善。

 5 结论 (1)与采用恒温阀调节室温的采暖系统相比，风阀调节水平双管式系统可提高系统运行的水力稳定性，简化了系统形式，降低了系统运行管理的难度。 (2) 结合风阀调节的自身特点对多套运行方案进行分析比较后得到了两套适合风阀调节的采暖期运行方案： l 采用质调节的风阀调节系统，在采暖中期系统正常运行时，户内入口处的调节阀设定在全开状态。而在采暖初末期，用户可利用辅助调节措施，通过流量调节与风阀开关相结合的室温调节方式实现室温的调节与控制。

 l 系统采用集中质调节和量调节相结合的方式进行供热调节，在采暖初末期，系统按量调节运行，在采暖中期，系统按集中质调节运行。