[发明专利]节能型流量自动调节器及其在热网流量调节中的应用方法

说明书

所属技术领域

本发明属于供热网流量调控设施及其在热网中的应用方法。

背景技术

《暖通空调》杂志2009.1期第2页写道：“(我国)热网由于缺乏调控设施，热量分配不均匀，热能损失占供热基本耗热量的比例为10％---20％，造成能源浪费”。

热网的热量分配不均匀的根本原因是热网的热媒流量分配不均匀。因此，热网缺乏的是能够在动态运行时，保持流量分配均匀的调控设施。

现有的热网流量调节装置有两大类，即手工调节装置和自动调节装置。前者如孔板、调节阀等，后者如压差阀、自力式流量控制器等。

既然已经有了这么多的调控设施，为什么还说“缺乏调控设施”呢？这是因为，供热网在动态运行时，水压、流速、流量、比摩阻等参数，都是变化的。由于支线的压力降与流量的平方成正比，是非线性关系，因此对于孔板、调节阀等调定阻力系数的手动调节装置来说，当系统动态运行时，则会产生水力失调，即流量分配不均匀。

而自力式流量控制器是一种“定流量”装置。因此采用自力式流量控制器的热网，不能进行量调节。如果热网不能量调节，系统升温慢。当寒流降临时，只能提前升温。系统调温特型不好，也会浪费热量。特别是因为“定流量”，限制了用户的温控阀的使用，这也浪费了热能。

无论手动或自动的流量控制阀，都是采用“附加阻力法”来达到系统的水力平衡，这是以消耗水泵能耗为代价的。

新建热网或者老网改建后，都需要对系统进行初调节和热力平衡调整。这需要反复多次，花费很多时间和人力才能完成。造成这一浪费的根本原因，也是因为“缺乏调控设施”——缺乏方便的进行初调节和运行调节的调控设施。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是设计新的调控装置，并使其具有以下特性：

(1)新装置应满足在系统的热源出口的流量变动时，各支线的入口处流量应与之成等百分比变动，以解决水力失调，冷热不均的问题；

(2)新装置应采用减少阻力的方式进行流量调节，以减少系统总阻力，从而降低水泵的能耗；

(3)新装置应该可以同时进行质调节和量调节，从而优化系统的热量调节，节约热能；

(4)新装置可以与用户的温控装置谐调，从而提高供热质量，节约热能；

(5)新装置应该满足系统初调节和运行调节简化、方便的要求；

(6)新装置应该可以方便地更换。

本发明采用的技术方案是，一端有法兰盘的流速管插入一端亦有法兰盘的壳体后，两部件通过螺纹、密封圈连接和密封；在露出壳体的流速管的侧壁上有压力计管接头、流速计管接头和填料函，并且分别安装压力计、流速计和伞齿杆；在流速管内，装有一端由定位销定位，另一端有伞齿，并且与穿过填料函的伞齿杆啮合的旋转管；在旋转管的侧壁上，开有旋转管主窗口和旋转管微调窗口；伞齿杆上端为微调旋钮，其上有定位锁钉，填料函上装有压紧填料的密封端盖；伞齿杆上有定位挡圈；在壳体内的一段流速管的侧壁，开有适当形状的流速管调节窗口和流速管微调窗口；在壳体内的流速管外壁，套装一个调节筒；调节筒的底部开有调节筒底孔；调节筒的侧壁开有适当形状的调节筒窗口；调节筒的底部与壳体之间装有弹簧；。

调节筒底孔的面积，应满足支线设计的最低流速时的最低流量值(G＝S·V)，筒底的剩余面积，取决于弹簧的弹力。由于物体在流体中受到的作用力与物体在流动方向的垂直面上的投影面积成正比，与流速的平方成正比，那么弹簧的特性曲线亦应该接近平方曲线，而圆锥弹簧可以满足要求。

调节筒窗口的形状应满足支线流速变化时，支线的流量可以成等百分比增减。在支线最低流量时，调解筒窗口被流速管全部遮挡住，在最大流量时，调解筒窗口应可以全部开启。

在流速管或者更换式流速管的侧壁开有两个窗口——流速管调节窗口和流速管微调窗口。在旋转管的侧壁亦开有两个窗口，即旋转管主窗口和旋转管微调窗口。微调前，流速管的两个窗口刚好被旋转管遮挡住；当旋转旋钮时，伞齿杆带动旋转管旋转，旋转管主窗口和旋转管微调窗口则分别露出流速管的两个窗口的一部分；断续转动，可将流速管的两个窗口全部露出。然而，当调节筒在最小流速的位置时，又刚好在流速管外将流速管调节窗口全部遮挡住，而流速管微调窗口却一点都不被调节筒遮挡住。因此，流速管微调窗口相当于调节筒的底孔。当系统流速增加时，调节筒亦将开启流速管调节窗口。流速管调节窗口的形状，亦应通过实验确定，使其亦成等百分比增加流量。这等于扩大了调节筒窗口。