探討管道閥門在中央空調系統中的應用問題

(南寧萬達廣場商業管理有限公司 廣西 南寧 530012)

引言

管道閥門種類繁多，功能用途各異，在多個領域中得到廣泛應用，例如常見的民用工程：市政給排水、消防給水、燃氣輸送、中央空調系統等，城市發展必不可少要建造辦公大樓、商業廣場、酒店、會展中心等配套工程，大型建筑中需要安裝空調系統來保證室內環境的舒適性，中央空調系統作為建筑設備的一個子系統，得益于電動閥門的研發使用，已經能夠融入到樓宇智能化集中控制，如今是大數據智能化集中控制時代，許多工作不再需要人員到現場去操作，只要用電腦或者智能手機就可以遠程控制以及查看運行數據，設備儀器只需要定期巡檢維護，與以前相比工作效率得到很大的提高，在節能運行方面也起到很大作用，管道閥門作為控制系統的終端執行機構，其正確選用以及后期運行維護是極其重要的工作，針對管道閥門堵塞、泄漏、爆裂、傳動不到位等問題，本文將分析探討其原因，為管道閥門更好的在中央空調系統中應用提出參考意見。

如今國家大力提倡節約能源、建造綠色建筑，建筑設備中空調系統耗能占到30-40%，因此正確選用和運行維護中央空調系統，則能產生巨大的經濟效益，管道閥門在中央空調系統中的主要作用是：系統分區、控制流量、連接設備、轉換運行模式、進行檢修維護等，是空調系統非常重要的部件，鑒于本人從事多年暖通專業工作，在此主要從技術經濟實用性方面探討管道閥門在中央空調系統中的應用問題。

一、管道閥門選用

選用閥門主要考慮的因素：用途、公稱直徑、承壓范圍、溫度范圍、材質、構造、流通介質。

中央空調系統中主要用到的管道閥門材質有：銅合金、碳素結構鋼、不銹鋼，根據結構分類主要有：球閥、閘閥、渦輪蝶閥、手柄蝶閥、電動閥。

銅合金閥門物理性能優越，溫度適用范圍大，密封性較好，防腐性能好，但是造價較高，主要用在管徑小于等于DN80的設備或者儀器連接上，作用是調節流量，關閉管路，檢修設備儀器，使用頻率較高；碳素結構鋼閥門主要用在較大管徑的設備連接和分區主管上，一般是年度主機設備檢修維護或者季節性系統轉換才會啟閉該類閥門，對于大型綜合商場由于各分區營業時間和使用情況不同，在分水器主管上設置電動調節閥和渦輪蝶閥，便于調控整個系統。值得注意的是手柄蝶閥的調節能力有限，手柄強度不足而且容易生銹，不適用于日常調節使用，主要用在初期的運行調試，其選用管徑范圍在DN50-DN100，大于DN100的選用螺桿閘閥或者渦輪蝶閥，渦輪蝶閥與螺桿閘閥相比具有占用空間小的優點。

不銹鋼閥門主要應用在凈化室、理化實驗室、有腐蝕性氣體的車間、食品車間、有酸堿性氣體粉塵污染的工業區域、海邊鹽分高的區域。不銹鋼閥門耐腐蝕性強，壓力和溫度使用范圍廣，能在多種復雜的環境中使用，銅質閥門也有耐腐蝕的性質，但是強度不足，只能選用較小的口徑，當然這兩種閥門的造價較高，設計安裝在關鍵部位才能夠實現它的價值。

以水作為制冷介質的中央空調系統是閉式循環系統，根據壓力等級劃分，屬于低壓系統，100米高的大樓，一樓的管道閥門在靜態下承受0.98MPa壓力，在運行時還要加上介質克服設備和管道閥門的阻力，因此要計算系統最大運行壓力，再加上10%的安全余量，然后選擇合適的閥門，中央空調中常用到的閥門壓力等級有1MPa、1.6MPa、2.5MPa，在設計管道系統時，通過合理分區，分級水泵供水使整個系統的壓力控制在合理范圍內，使各管道環路阻力均衡，確保整個系統運行良好。

溫度是影響管道系統運行的重要因素，一方面會影響水質的流動性和礦物質的含量，另一方面是管路的熱脹冷縮，水質超過60℃后，碳酸鈣等礦物質的溶解度明顯降低，造成管道結垢、堵塞閥門流量減少、阻力增大、閥門關不緊漏水等情況，供暖末端設備水溫是35-45℃，對于集中供暖的初級水汽媒介溫度則會達到：60-80℃，供冷的媒介的溫度范圍是7-12℃，舒適性中央空調大多是夏季供冷，冬季供暖，因此管道閥門的適用溫度范為至少在7-45℃之間，閥門在使用過程中存在熱脹冷縮，對于螺口連接的閥門存在崩裂的情況，主要原因是：安裝時扭矩過大，螺絲扭到盡頭沒有伸縮余量，密封膠帶用量不合適或者不均勻，或者達不到安裝工藝要求，使用的安裝加工工具不正確或者由于磨損而精度偏差，尤其是采用活接式內置密封墊圈的閥門安裝，螺母加緊過量會損壞密封墊圈，造成漏水情況。對于冬季氣溫低于0℃地區，如果不使用空調系統，則要提前排干管道的水，防止管道內水結冰膨脹，損壞管道閥件。

二、電動閥門與智能化集中控制

如今樓宇智能化控制技術已經得到廣泛應用，中央空調系統是建筑設備的一個子系統，不但自身可以作為一個獨立系統控制，還可以通過485通信協議接入樓宇集中聯動控制，不但能采集多種數據進行實時分析控制，節約能源，還能夠減少人力資源。該系統對空調主機、水泵、冷卻塔、末端空氣處理設備以及溫度進行遠程監測和控制，另外水泵、冷卻塔、組合風柜采用變頻運行，通過比例積分閥對風量和水量進行精確調控。電動閥門在中央空調遠程控制中屬于終端執行器，既是基本的構件也是極其重要的構件，在中央空調系統中應用到的電動管道閥門主要有：電動二通閥、電動三通閥、比例積分閥，還有分檔位非連續控制的電動閥門。

電動閥門造價較高，尤其是比例積分閥門，因此電動閥門要合理設置和選用，電動二通閥主要作用是開啟和關閉某個末端設備或者某個分區的供水管，不能實現流量的調節，風機盤管采用電動二通閥和三速風機控制室內溫度，經濟性比較高，對于高檔場所可以選用直流變頻運行更加舒適，電動二通閥也用于主機和冷卻塔的聯動控制，當某一臺主機停止后，進水管的電動閥延時5分鐘聯動關閉，減少變頻水泵的流量輸出，冷卻塔數量的啟停和供水管電動閥門同樣聯動控制，最終實現節能運行；電動三通閥主要作用是空調末端冷熱轉換或者運行方式轉換。比例積分閥主要應用在制冷量較大的空氣處理機組上，比例積分閥能夠實現0-90度連續性的控制閥門的開啟度，以實現冷熱負荷與水流量的匹配，不但節能，還能夠使房間溫度波動小，更加舒適；分檔位電動閥門一般有六個檔位，按照15-30-45-60-75-90開啟度控制流量，既可以用于控制水流量，也可以用于控制新風量，在過度季節可以充分利用室外新風來調節室內溫度，不用開啟空調主機和水泵，達到很好的節能目的。

三、管道閥門的應用維護

管道閥門運行維護要做到專項性、定期性、針對性，制定專項運行維護方案，做好記錄，操作人員必須經過培訓合格，掌握正確的操作和維護方法，確保整個系統良好運行，減少故障延長使用壽命。管道閥門在空調系統應用中出現的主要問題：閥芯磨損、雜物堵塞、生銹、傳送物質的沖刷腐蝕、電動閥燒毀、閥門泄漏等，中央空調系統安裝在吊頂以及管井內，空間狹窄情況復雜，檢修難度大，如果分支管道的閥門壞，需要關閉上一級閥門，就會影響更大的使用范圍，甚至要停止整個系統，排水檢修，浪費水資源，重新補水后，還需要進行水處理，例如一個1萬平方的商場，空調管道中所儲存的水量大概是14噸，如今的高層辦公樓或者大型商場空調使用面積有十至二十萬平方米，如果閥門故障頻繁，更換維修所損耗的水資源會相當大。

管道閥門的安裝既要符合國家技術標準，也要按照閥門的安裝說明書進行，此外安裝位置要充分考慮操作和維護的便利性，閥門前端應該標注介質流動的方向和供應區域，閥門的開關標志要清晰明了，一些小的閥門沒有開關標識，則按照逆時針轉動開，正時針轉動關的規則操作，開啟閥門到位后應回轉半圈消除應力，關閉閥門應用適當力度旋緊，以不漏水能關緊為好，不能用過大力矩加緊，一是會損壞密封面，二是會損壞螺桿的螺絲，三是沒有熱脹冷縮的余量容易造成崩裂。

電動閥門在應用過程中主要遇到：信號線受到干擾、閥門銹蝕或雜物卡塞燒壞電磁線圈、傳動機構缺少潤滑或磨損等問題，電動閥門除了進行普通閥門的維護方法外，還應該采用有屏蔽功能的信號線并且單獨穿管安裝，在空調系統開啟步驟上應該先開啟閥門，包括末端設備的電動閥門，然后再開啟水泵，以減少系統阻力，電動閥容易轉動，電流小，日常巡檢中要檢查電動閥的溫度，如果溫度高，證明有卡塞或者電氣故障，要及時處理，防止燒壞線圈，電動閥門出現故障不能自動開關，可以手動操作，但是在操作前應該斷開控制線，防止控制轉動的方向與手動的轉向相反，損壞電磁線圈。

管道系統的補水、設備進水要安裝過濾器，管道和閥門安裝前要清理干凈，焊接過程產生會產生碎渣，因此安裝和沖洗管道的順序要正確以利于清除雜質，沖洗完成后要清洗過濾器，在后期的運行過程中也要定期清洗過濾器，水冷式中央空調的冷卻水是開放式的，直接與空氣進行熱交換，冷卻水容易受污染，會融入粉塵結垢，微生物生長，酸性氣體以及市政供水的氯離子會改變冷卻水的酸堿性，這些因素都會影響管道閥門的使用壽命，因此要對冷凍水和冷卻水進行水處理，定期檢測水質，可以交給專業的水處理公司負責這項工作。

對于螺桿式閥門，要對整根螺桿均勻涂抹黃油，每個季度開啟和關閉一次，保持閥門的靈活性，防止生銹或者結構卡塞；對于渦輪傳動的閥門，需要拆開渦輪蓋，進行檢修維護，更換新的潤滑油；用填料密封的閥門，如果出現漏水情況，加緊壓蓋不漏水即可，如果加緊到盡頭還是漏水，則需要更換填料，閥門外表面如果有漆面脫落生銹，要及時除銹刷漆，包括連接螺釘，對于磨損較大出現泄漏或者閥體崩裂的閥門要及時進行更換。

四、結束語

管道閥門技術不斷研發創新，使得中央空調系統也得到更好的應用發展，要想充分發揮中央空調的優越性，就要從設計選材開始，再到安裝質量管控，直到運行維護，雖然運行維護費用會逐年增長，但是只要科學管理，運行維護得當，就能夠產生最大的經濟效益！