一、西门子混装调节阀概述
(一)基本构成
西门子混装调节阀是由多部分组合而成的一款高性能调节阀,其主要构成包括德国 SIEMENS 原装的控制器、执行器、传感器以及国产流量调节阀。
德国 SIEMENS 原装的控制器在整个调节阀中起着 “大脑” 的作用,它能够精准地对各种输入信号进行分析处理,按照预设的参数和逻辑,发出相应的指令,指挥整个调节阀系统有条不紊地运行,确保对暖通系统的各项调节能契合实际需求。
原装的执行器则相当于调节阀的 “肌肉”,它接收来自控制器的指令,通过自身的机械结构产生相应的动作,以此来驱动阀门进行开度的调节。它具备良好的动力输出性能以及精确的动作控制能力,从而保障阀门开度能够精准地按照要求进行变化。
西门子原装的传感器犹如调节阀的 “感官器官”,可以实时感知暖通系统中介质的温度、流量、压力等关键参数,并将这些信息准确无误地反馈给控制器,使得控制器能够依据实际情况及时做出调整决策。
而国产流量调节阀作为整个调节阀的关键 “执行部位”,与其他原装部件紧密配合,凭借其良好的工艺和适配性,对介质的流量进行直接控制,进而影响整个暖通系统的运行状态。这几部分相互协作、相辅相成,共同构成了西门子混装调节阀这一有机整体,使其在暖通系统中发挥重要的调节作用。
(二)工作原理
西门子混装调节阀的工作原理具有较高的科学性和精准性。当暖通系统开始运行后,控制系统会输出模拟量控制信号(如常见的 DC0 - 10V 或 DC4 - 20mA 信号),西门子混装调节阀中的执行器会首先接收这些信号。
与此同时,执行器会自动将接收到的控制信号与传感器所反馈回来的当前暖通系统中介质的实际温度、流量、压力等参数进行对比,自动检测其中的误差信号。比如,若设定的温度值为 25℃,而传感器反馈回来的实际温度是 23℃,执行器就能快速计算出这 2℃的温差所对应的误差信号。
然后,执行器会依据检测到的误差信号,凭借其自身精密的机械和电控结构,自动调节阀门的开度。如果误差信号显示温度过低,执行器就会驱动阀门适当增大开度,让更多的热媒流入,从而使温度升高;反之,若温度过高,则会调小阀门开度,减少热媒流量,使温度降下来。通过这样一个不断检测、对比、调节的循环过程,实现对暖通系统中介质温度、流量、压力等参数的精准调节,保障暖通系统始终能在设定的理想状态下稳定运行。
二、西门子混装调节阀在暖通中的优势体现
(一)控制精准度方面
西门子混装调节阀在控制精准度方面有着出色的表现。它具备比例积分调节功能,这意味着它能够依据不同的现场工况,灵活地对控制参数进行调整,从而使整个暖通系统达到最优化的运行状态。比如说在一些大型商场的暖通系统中,不同区域因为人员流动、采光等因素导致热负荷不同,该调节阀就可以针对各区域的实际情况精准调节。
不仅如此,它还可以通过微积分计算,提前预测温度变化趋势。就像在天气逐渐转凉或者转暖的过程中,系统能提前知晓温度走向,提前做出相应的阀门开度调节动作,实现精准控温,让室内温度始终稳定在设定的理想范围内,最大程度地保障暖通系统时刻处于最优状态,为使用者营造舒适的环境。
(二)功能扩展性方面
西门子混装调节阀在功能扩展性上展现出了强大的优势。它能够扩展诸多实用功能,像是温度补偿功能,当外界环境温度出现较大幅度变化时,可以自动对暖通系统的温度设定进行合理补偿,避免室内温度出现过冷或过热的情况。
远程设置功能则方便了管理人员,即便不在设备现场,也能通过远程控制终端对调节阀的相关参数等进行调整。昼夜和冬夏转换功能也十分贴心,能够根据不同的时间和季节特点,自动切换工作模式,契合实际使用需求。
还有最大优先级、串级控制、超温报警、远传通讯、中央监控等功能,这些功能共同助力实现智能化节能运行模式,让整个暖通系统的运行更加科学、高效且节能。并且值得一提的是,在遇到断电情况时,它还支持手动操作,这不仅提高了使用的便利性,也在一定程度上保障了系统的安全性,避免因断电而导致的一系列使用不便或者安全隐患问题。
(三)阀体性能方面
阀体性能是西门子混装调节阀的一大亮点。其阀体采用平衡式阀体,内部巧妙地内置了平衡件,这种设计使得它能够在大压差的工况下长期稳定、精确地工作。比如在一些高层写字楼的暖通系统中,不同楼层间的压力差异较大,而它依然可以稳定发挥调节作用,保障各个楼层的温度调节效果。
同时,阀体、阀口采用进口密封,一方面有效防止了阀杆抱死的情况出现,确保阀门能够顺畅地进行开度调节动作;另一方面,也极大程度地避免了泄漏问题,其泄露量可以做到远低于国家允许标准,既符合相关规范要求,又保障了暖通系统运行的高效性和可靠性,减少能源浪费以及因泄漏可能带来的其他不良影响。
(四)执行器优势方面
西门子混装调节阀所配备的电动执行器采用西门子液压弹簧复位执行器,有着众多令人瞩目的优势。首先,它的功耗很低,在长时间运行过程中,能够有效节约能源,降低运行成本。
其输出力量大,哪怕是在一些需要较大驱动力来调节阀门开度的情况下,也能够轻松应对,确保阀门可以准确地按照要求进行动作调节。
响应时间短、定位准确迅速更是它的显著特点,一旦接收到来自控制器的调节信号,它能够快速做出反应,精准地定位到相应的阀门开度位置,使得整个暖通系统的温度、流量等参数调节可以迅速且精准地完成。
此外,执行器还带有断电自动复位保护功能,当遇到突发断电情况时,它能够自动将阀门复位到安全位置,避免因断电造成诸如介质泄漏、系统故障等一系列问题,进一步提升了整个调节阀在使用过程中的安全性和可靠性,让用户使用起来更加放心。
三、西门子混装调节阀在不同暖通场景的应用
(一)采暖系统换热器或换热机组中的应用
在采暖系统换热器或换热机组场景下,西门子混装调节阀发挥着至关重要的调节功能。其基本原理是通过控制换热器一次热媒入口流量,来达到控制设备出口温度的目的。当采暖系统的负荷产生变化时,比如室外气温骤降,导致室内散热加快、热负荷增大,或者是不同房间的使用情况变化,使得各区域热需求改变时,该调节阀能够凭借自身出色的性能做出相应调节。
它所配备的西门子原装控制器,具有 PI、PID 调节功能,可依据不同的现场工况灵活调整控制参数,精准分析处理传感器反馈回来的实际温度等参数,并与预设值对比,发出准确的指令。例如在大型住宅小区的集中供暖换热机组中,不同楼栋、不同单元的热需求会有差异,控制器就能根据各处的实际情况指挥调节。
原装的执行器接收指令后,迅速且精准地调节阀门开度,确保合适的热媒流量进入换热器。其调节灵敏、关断力大,像在一些老旧小区改造后的采暖系统中,即便管道可能存在一定程度的老化等情况影响压力等参数,执行器也能稳定工作,驱动阀门准确动作。
西门子原装传感器实时感知热媒温度、流量等关键信息并反馈,与控制器、执行器配合形成闭环控制。而国产流量调节阀则很好地执行流量调节任务,保障采暖系统稳定运行,使各个区域都能达到理想的供热效果,让居民们可以在温暖舒适的室内环境中度过寒冬。
(二)生活热水系统中的应用
在生活热水系统里,西门子混装调节阀同样表现优异。我们日常生活中对热水的需求会因不同时段、不同使用场景而变化,比如早晚洗漱高峰时段,需要大量稳定温度的热水供应;而在非高峰时段,热水用量相对减少。
该调节阀能根据实际需求,通过其精准的控制功能调节热水流量、温度等参数。控制器可以依据预设的温度值以及传感器反馈的当前水温,进行运算并输出控制信号。例如在酒店的生活热水系统中,要满足众多客房不同时间的热水使用需求,西门子混装调节阀能时刻监测热水管道内水温情况,当水温低于设定值时,执行器快速调节阀门开度,增大热水流量,使水温回升到合适范围;当水温过高时,则相应调小阀门开度,避免烫伤风险且节约能源。
同时,它可扩展的温度补偿功能在此场景中也很实用,能应对外界环境温度变化对热水系统的影响,比如在寒冷的冬天,确保热水供应温度依然能符合舒适使用的要求;远程设置功能方便了管理人员在值班室等位置就能对调节阀参数进行调整,无需到设备现场操作,保障了生活热水系统稳定、高效地供应热水,满足人们日常洗漱、沐浴等多样化的热水使用要求。
(三)空调水 / 风系统中的应用
在空调水 / 风系统中,西门子混装调节阀起着关键作用。无论是制冷还是制热模式下,对于调节温度、控制流量等方面都有着不可或缺的贡献。
在夏季制冷时,当室内温度因人员增多、室外高温等因素升高,超出设定温度范围,调节阀中的传感器会迅速感知到这一变化,并将信号传递给控制器。控制器利用其比例积分调节功能,精确计算出所需的调节量,然后向执行器发出指令。执行器驱动阀门改变开度,精准控制进入空调机组的冷冻水流量,使得空调系统可以高效、稳定地制冷,让室内温度快速回落到舒适的设定温度区间,并且能够保持稳定,避免出现温度波动过大的情况,给人们营造凉爽舒适的室内环境。
而在冬季制热时,同样的逻辑,当热负荷变化,比如室外温度降低或者室内保暖情况改变等,调节阀可以根据实际情况,及时调节热水流量来控制送风温度。其阀体采用的平衡式结构,能在空调系统水侧压力变化等复杂工况下稳定工作,确保整个空调水 / 风系统可以按照设定,高效、稳定地完成制冷或制热任务,满足不同场所如办公楼、商场、医院等对室内温湿度环境的要求。
(四)生产工艺用热温度控制中的应用
在生产工艺用热场景下,很多生产过程对温度有着严格的要求,西门子混装调节阀能够精准控制温度,保障生产工艺所需的热环境,确保生产的顺利进行以及产品质量。
例如在食品加工行业中,一些烘焙、蒸煮等工艺环节,需要特定且稳定的温度条件,调节阀的控制器可以依据生产工艺设定的精确温度值,结合传感器实时反馈的加热设备内的温度情况,进行精准的运算和控制信号输出。执行器接收到信号后,快速准确地调节阀门开度,控制热媒(如蒸汽、高温热水等)的流量,使加热设备内的温度始终维持在符合生产工艺要求的范围内,避免因温度过高或过低导致食品加工质量出现问题,像烘焙的面包火候不对、蒸煮的食品未熟透等情况。
在化工生产领域同样如此,很多化学反应对温度的敏感度极高,微小的温度偏差都可能影响反应进程和产品品质。西门子混装调节阀凭借其高精度的调节能力以及可靠的性能,保障了化工生产工艺中用热环节温度的精准控制,助力整个生产流程顺利进行,提高产品的合格率和生产效率,为生产工艺用热场景提供了有力的温度控制保障。
四、西门子混装调节阀的选型要点
(一)依据热媒种类、温度、压力等参数选型
在为暖通系统选择西门子混装调节阀时,首先要依据热媒种类、温度、压力等参数来综合考量选型。热媒种类通常分为蒸汽和热水这两大类,不同种类热媒的性质差异,对阀门的要求也有所不同。比如用于蒸汽流量控制时,一般指 98% 干度的饱和蒸汽,如果是过热蒸汽,由于蒸汽绝热指数 k 会发生变化,且流体粘性系数改变也会导致流量相应变化,这种情况下一般就需要重新进行计算校核了。
温度方面,阀门需要能耐受对应热媒的温度范围。像水阀通常耐温在 2℃~140℃,而蒸汽阀耐温则在 2℃~180℃,要根据实际热媒温度来选择合适耐温能力的阀门材质等,确保阀门在相应温度环境下能稳定工作,不会出现因温度过高导致部件损坏等情况。
压力参数同样关键,介质流量与阀门前后压差成平方根关系,过大的压差不仅会产生噪音,而且对阀体产生汽蚀作用,影响使用寿命,严重的话轻者密封不严,重者可能爆炸,造成人员伤亡等重大事故。所以要结合实际系统中的压力情况,去选用能承受相应压力、具备合适流通能力以及执行器关断力的阀门。例如在一些大型的集中供暖系统中,主管网压力较大,就需要选择流通能力强、执行器关断力大且阀体耐压性好的调节阀;而对于一些小型的、压力相对较低的局部暖通系统,选型时在这些参数方面的要求则可以适当降低一些。
此外,使用工况也不容忽视,像是换热器类型(比如是板式换热器还是管式换热器等)、系统是开式还是闭式等因素,都会影响阀门材质、流通能力以及执行器关断力等关键选型指标的选择,只有全面综合地考虑这些因素,才能选出最适配暖通系统实际需求的西门子混装调节阀。
(二)考虑阀门流量特性选型
西门子混装调节阀的流量特性有快开、抛物线、线性、等百分比这四种。在暖通实际工作场景中,合理选择具有合适流量特性的调节阀,对于达到更好的调节效果至关重要。
快开特性的调节阀,其特点是在阀门开度较小时,流量就会快速增大,通常适用于一些对流量控制要求简单的二位式调节或者程序控制场景,比如在某些只需要简单开关控制、对调节精度要求不高的局部供热支路中可能会用到。
线性流量特性指调节阀的流量与开度成比例关系,不过它存在一定局限性,在小开度时,相对流量变化大,调节作用强,容易产生超调,引起振荡;而在大开度时,相对流量变化小,调节作用弱,不够敏感。所以在一些对调节稳定性要求较高、负荷变化范围较大的暖通系统中单独使用可能不太合适。
抛物线流量特性介于直线与等百分比之间,在实际应用中,一般可用等百分比特性来代替它发挥作用。
等百分比流量特性是较为常用的一种,它的流量变化百分比在全行程内是相等的,在较大开度范围内,相对流量变化大,调节灵敏有效,且流量多集中在大开度区。在暖通系统中,像大型商场、写字楼等热负荷变化复杂的场所,为了能精准且稳定地调节温度、流量等参数,满足不同区域、不同时段的使用需求,通常优先考虑选择具有等百分比流量特性的西门子混装调节阀,从而保障整个暖通系统可以高效、稳定地运行,实现良好的温度调节效果。
五、西门子混装调节阀安装注意事项
(一)执行器安装注意事项
在安装西门子混装调节阀的执行器时,有诸多方面需要留意。首先,一定要预留足够的空间用于安装附件以及后续的维修,同时要注意避免将执行器安装在低于水平的位置,以防凝结或者阀漏对执行器造成损坏。
接着,需把执行器安装到阀顶之上,先将执行器固定螺帽套在阀杆上,然后把固定垫片夹在阀杆上,再固定执行器固定螺帽。使用六角形扳手紧固固定螺钉时,要记得先固定右边的螺钉。
完成上述步骤后,打开接线盒盖进行接线操作。值得强调的是,电动装置的电缆出线口务必密封好,防止潮气进入内部,而且电缆要固定牢固,避免其受外力牵动接线端子,致使接线损坏。
(二)电控柜安装注意事项
电控柜的安装环境十分关键,其周围须保证干燥通风,这能极大程度减少因潮湿等环境因素引发的故障风险。
同时要严格遵守,严禁电控柜与任何变频器使用同一根电源,否则可能会出现干扰等问题,影响其正常运行。
在信号线的选择方面,传感器信号线及控制信号线应采用屏蔽线,像是规格为 3 - 4×0.75mm² 和 2×0.75mm² 的屏蔽线,以此保障信号传输的稳定性和准确性。
(三)传感器安装注意事项
传感器安装时,为保证测量仪表的精准度,传感线长度要尽量短一些。
而针对不同的暖通设备,传感器的安装位置也有相应要求。例如在空调采暖设备中,传感器要安装于换热设备的热水出口处(制冷机则为冷水出口);对于热水供应温控阀,其传感器应安装在换热设备高度的七分之三处;要是容积式换热器,传感器需安装于换热器传热管正上方 10cm 处。
(四)电动阀安装注意事项
电动阀在安装时,要采用立式水平安装的方式,禁止卧式安装或斜装,并且进出口方向必须按照阀体箭头指示的方向来安装(阀体与执行器要与地面保持垂直,该调节阀严禁当作截止阀使用)。
电动阀两端不能与任何其它阀门直接连接,连接时需要接短管。阀体连接所用的垫子要选择金属垫,且禁止出现漏气渗水的情况,同时垫片不能偏歪,要确保安装到位。