CN217482955U - 一种含有风量调节阀的空调通风系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种含有风量调节阀的空调通风系统，所述风量调节阀包括圆管状阀体及安装在其内的阀片和孔板；所述孔板位于阀片上游，在孔板上游和下游分别设置有上游取压口和下游取压口，所述上游取压口与下游取压口距离孔板均为0.5倍管径，所述阀片位于下游取压口的下游；在所述圆管状阀体的进风口侧还安装有渐缩管件，所述渐缩管件位于孔板上游1倍管径处，沿气流方向呈渐缩状。本实用新型的含有风量调节阀的空调通风系统，在风量调节阀上游不具备直管段的情况下，也可以实现风量测量在设计风量范围内误差不超过3％，能够满足一般空调通风系统对风量测量精度的要求，并为风量调节和控制创造条件，同时，对风量调节阀前后压差要求较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及空调通风技术领域，特别是涉及一种含有风量调节阀的空调通风系统。
背景技术
一些生产和实验设施，比如制药和生物制品的生产车间、实验动物饲养室、医院手术室、以及医学、生物、化工和化学实验室，需要维持房间的空调通风系统的送风或排(回)风量、房间(区域)的压力梯度，以实现空气净化和对污染风险的控制，从而保证产品(样品)质量、人员和环境安全，满足相关法规的要求。
即使房间和设施在静态能够满足风量和压差设计要求，但是在运行时，房间气密性的改变、房门的开关、排风设备工况的变化等等都会导致各房间的风量及压差的偏离和波动。这就需要空调通风系统的风量调节阀能实现风量的精确测量或对设定风量的维持。
目前，工程常用的风量调节阀有两种形式：a)圆形或矩形阀体，内装单叶或多叶调节阀片，并配置风量传感器、电动执行器和控制器(以下简称A型调节阀)，通过改变叶片的角度实现风量调节；b)圆形文丘里管形式的阀体，通过内装锥形阀芯、以及相连的机械机构(以下简称B型调节阀)可维持设定风量，亦可通过外配电动执行器实现风量调节。
在工程应用中，上述两种调节阀存在如下问题：
(1)A型调节阀的风量测量和控制精度受阀门上游局部阻力部件(如弯头、三通)的影响，通常调节阀都需要上游具备一定长度的直管段(如3-5倍阀体管径长度)，才能保证工程测量和控制精度。当工程现场空间受限而难以满足直管段长度要求时，风量测量和控制会出现较大偏差。表1和表2分别是某品牌直径200mm的这种类型调节阀在无直管段情况下在弯头和三通下游的风量控制状况，实际风量为其稳定平均值。可以发现，最大偏差超过标准值10％，最小偏差也超过4％。表3是同一风阀在满足其上游5倍阀体管径的直管段长度要求时的表现。可见，足够长的直管段极大改善了风阀的控制性能。
表1某A型结构直径200mm的风量调节阀安装在弯头1下游(无直管段)风量控制性能实测
注1：弯头为直径200mm圆形，弯曲90°，轴线的弯曲半径为200mm。
表2某A型结构直径200mm的风量调节阀安装在三通支路下游(无直管段)风量控制性能实测
注1：三通为圆形Y形分流三通，直通路管径250mm，支路管径为200mm。
表3某A型结构直径200mm的风量调节阀安装在三通下游(5倍直径直管段)风量控制性能实测
(2)B型调节阀没有对上游直管段长度提出要求，但是风量调节阀只有在前后具备一定的压差才能使其机械机构正常工作，才能实现维持设定风量的功能。即使是很小的风量，通常这个启动压差也需要100Pa左右。某知名品牌产品在常用的中压系统中要求最低工作压差为150Pa。为了适应系统的压力波动，风量调节阀正常工作压差还需要更大。压差越大，风机的能耗也越大。
由此可见，上述现有空调通风系统的风量调节阀，在结构与安装上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种对上游无直管段长度要求并且对工作压差要求小的风量调节阀，成为当前业界极需改进的目标。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种含有风量调节阀的空调通风系统，使其对风量调节阀上游无直管段长度要求并且对工作压差要求小即可实现风量的精确测量和控制，从而克服现有技术的不足。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种含有风量调节阀的空调通风系统，所述风量调节阀包括圆管状阀体及安装在其内的阀片和孔板；所述孔板位于阀片上游，在孔板上游和下游分别设置有上游取压口和下游取压口，所述上游取压口与下游取压口距离孔板均为0.5倍管径，所述阀片位于下游取压口的下游；在所述圆管状阀体的进风口侧还安装有渐缩管件，所述渐缩管件位于孔板上游1倍管径处，沿气流方向呈渐缩状。
作为本实用新型进一步地改进，所述风量调节阀还包括压差检测板、单片机控制板及执行器；所述压差检测板分别通过上游取压管、下游取压管连接至上游取压口和下游取压口；所述压差检测板与单片机控制板连接，单片机控制板与执行器连接，执行器用于控制阀片动作。
进一步地，所述孔板的内孔为圆形孔，内孔直径为0.2-0.8倍管径。
进一步地，所述渐缩管件的管壁夹角为5-30度。
进一步地，所述圆管状阀体的出风口侧安装有渐扩管件，沿气流方向呈渐扩状。
进一步地，所述圆管状阀体分为风量测量段及风量调节段；所述风量测量段以孔板为中心，长度为2倍管径；所述风量调节段以阀片的安装轴为中心。
进一步地，在所述孔板、上游取压口与下游取压口处的圆管状阀体外侧还套设有保护壳体，所述压差检测板、单片机控制板、上游取压管和下游取压管位于保护壳体内。
进一步地，所述圆管状阀体的管径为150mm、200mm、250mm、300mm或400mm。
进一步地，所述阀片为单叶或多叶调节阀片。
进一步地，所述风量调节阀上游直接与弯头或三通连接，或所述风量调节阀上游安装的直管段长度小于圆管状阀体管径的3倍。
通过采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：
本实用新型的含有风量调节阀的空调通风系统，通过在风量调节阀的阀片上游设置孔板以及在圆管状阀体的进风口侧安装渐缩管件，并在孔板上、下游0.5倍管径处设置上、下游取压口，在风量调节阀上游不具备直管段的情况下，也可以实现风量测量在设计风量范围内误差不超过3％，能够满足一般空调通风系统对风量测量精度的要求，并为风量调节和控制创造条件，同时，对风量调节阀前后压差要求较低。
附图说明
上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
图1是本实用新型的一实施例中风量调节阀的剖视结构示意图(箭头为气流方向)；
图2是本实用新型的一实施例中风量调节阀的透视结构示意图；
图3是本实用新型的一实施例中风量调节阀的正视图；
图4是图1中的A部放大图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域技术人员。
本实用新型是一种含有风量调节阀的空调通风系统，主要对其中的风量调节阀进行改进使不受安装环境的限制，其整体设计构思是在空调通风系统的风量调节阀内设置孔板并配合孔板上游的渐缩管件，同时设定其上、下游取压口的位置，使其安装时对上游无直管段长度要求并且对工作压差要求小即可实现风量的精确测量和控制。
在流体力学的理论上，气体管道内任一刚性阻力部件，如孔板或喷嘴，都可以建立其压降与气体流量的对应关系，从而实现风量的测量。但是，实际应用必须严格满足一定的条件才能实现测量精度和一致性。国家标准GB/T2624.2-2006《用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量第2部分：孔板》(等同采用国际标准ISO5167-2:2003Measurement of fluid flow by means of pressure differential devices insertedin circular cross-section conduits running full–Part 2:Orifice plates)中，其中的表3是无流动调整器情况下孔板与管件之间所需直管段的要求，比如孔板上游弯头距离孔板的直管段长度最小距离是3倍管径(当孔板内径与风道直径的直径比小于等于0.20时)，而对于直径比为0.75时，直管段至少要达到20倍管径。该标准中对孔板前后取压口位置也提出要求，即孔板上游取压口距离孔板为1倍管径，下游取压口为0.5倍管径。由于要求非常严格，在空调通风系统应用中，孔板流量计仅作为空气动力试验装置使用，无法在建筑工程系统中作为风量测量的手段。
而本实用新型将上述孔板通过调整应用于空调通风系统的风量调节阀中，由于主要改进主要在风量调节阀，因此，图1-4仅显示了风量调节阀的具体结构。
如图1-4所示，风量调节阀包括圆管状阀体1，圆管状阀体1可根据需要采用不同管径，如管径D可为150mm、200mm、250mm、300mm或400mm。在圆管状阀体1内安装有阀片2，阀片2为单叶或多叶调节阀片，其可沿安装轴21旋转调节风量。
在圆管状阀体1内还安装有孔板3，孔板3位于阀片2上游，孔板3的内孔为圆形孔，内孔直径d为0.2-0.8倍管径(d＝0.2D-0.8D)，配合图3所示，孔板3开孔处可为圆角，斜角或无倒角也均可。在孔板3上游和下游分别设置有上游取压口4和下游取压口5，上游取压口4与下游取压口5距离孔板3均为0.5倍管径，阀片2位于下游取压口5的下游。
在圆管状阀体1的进风口侧还安装有渐缩管件6，渐缩管件6位于孔板3上游1倍管径处，沿气流方向呈渐缩状，上述渐缩管件6的管壁夹角α优选为10-30度，渐缩管件6可以是矩形变为圆形，也可以是圆形变为圆形。
在圆管状阀体1的出风口侧还安装有渐扩管件7，其沿气流方向呈渐扩状。由于风道的管径相同，因此，风量调节阀的两端外径也应相同，渐扩管件7主要是为了配合渐缩管件6实现与下游风道连接。
上述风量调节阀的圆管状阀体1可分为两段，分为风量测量段及风量调节段，风量测量段以孔板3为中心，长度为2倍管径(2D)；风量调节段以阀片2的安装轴21为中心,长度为L。
上述风量调节阀，还包括压差检测板8、单片机控制板9及执行器10；压差检测板8分别通过上游取压管11、下游取压管12连接至上游取压口4和下游取压口5；压差检测板8与单片机控制板9连接，单片机控制板9与执行器10连接，执行器10用于控制阀片2动作。
在孔板3、上游取压口4与下游取压口5处的圆管状阀体外侧还套设有保护壳体13，压差检测板8、单片机控制板9、上游取压管11和下游取压管12位于保护壳体13内。
本实用新型的空调通风系统，其中的风量调节阀上游无直管段要求也无直管段长度(如5倍长度)要求，如风量调节阀上游直接可与弯头或三通连接，或风量调节阀上游安装的直管段长度可小于圆管状阀体管径的3倍。
表4和表5分别为规格为200mm直径(圆管状阀体的管径)的风量调节阀在弯头和三通下游风量测量值与采样标准喷嘴流量计测量值的对照。可见，与标准风量的偏差均小于3％。而通过实验测定，其他4个规格装置，直径分别为150mm、250mm、300mm和400mm，在设计风量范围内实测数据显示其风量测量偏差也均小于3％。
表4直径为200mm的风量调节阀在弯头下游(无直管段)风量测量值与标准风量对照
表5直径为200mm的风量调节阀在三通支路下游(无直管段)风量测量值与标准风量对照
本实用新型直径200mm规格的风量调节阀，对其进行了在弯头和三通支路下游的性能进行了测试，稳定平均值及偏差见表6和表7，偏差均小于3％。
表6直径200mm的风量调节阀安装在弯头下游(无直管段)风量控制性能实测
表7直径200mm的风阀安装在三通下游(无直管段)风量控制性能实测
另外，通过测试，本实用新型各主要规格风量调节阀的推荐工作风量范围及对应的压降，如表8所示。
表8主要规格风量调节阀的推荐风量范围及对应压降
上述表4-表8均是以表9数据的的风量调节阀进行测试的结果。
表9本发明主要规格风量调节阀的孔板3的内孔直径和渐缩管件6的管壁夹角
经过测试验证，在孔板3的内孔直径d为0.2-0.8倍管径(d＝0.2D-0.8D)，渐缩管件6的管壁夹角为5-30度之间均能获得类似的效果。
综上所述，本实用新型的含有风量调节阀的空调通风系统，通过在风量调节阀的阀片上游设置孔板以及在圆管状阀体的进风口侧安装渐缩管件，并在孔板上、下游0.5倍管径处设置上、下游取压口，在风量调节阀上游不具备直管段的情况下，也可以实现风量测量在设计风量范围内误差不超过3％，能够满足一般空调通风系统对风量测量精度的要求，并为风量调节和控制创造条件，同时，对风量调节阀前后压差要求较低，适于推广应用。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。
Claims (10)
1.一种含有风量调节阀的空调通风系统，其特征在于，所述风量调节阀包括圆管状阀体及安装在其内的阀片和孔板；
所述孔板位于阀片上游，在孔板上游和下游分别设置有上游取压口和下游取压口，所述上游取压口与下游取压口距离孔板均为0.5倍管径，所述阀片位于下游取压口的下游；
在所述圆管状阀体的进风口侧还安装有渐缩管件，所述渐缩管件位于孔板上游1倍管径处，沿气流方向呈渐缩状。
2.根据权利要求1所述的含有风量调节阀的空调通风系统，其特征在于，所述风量调节阀还包括压差检测板、单片机控制板及执行器；
所述压差检测板分别通过上游取压管、下游取压管连接至上游取压口和下游取压口；所述压差检测板与单片机控制板连接，单片机控制板与执行器连接，执行器用于控制阀片动作。
3.根据权利要求1所述的含有风量调节阀的空调通风系统，其特征在于，所述孔板的内孔为圆形孔，内孔直径为0.2-0.8倍管径。
4.根据权利要求1所述的含有风量调节阀的空调通风系统，其特征在于，所述渐缩管件的管壁夹角为5-30度。
5.根据权利要求4所述的含有风量调节阀的空调通风系统，其特征在于，所述圆管状阀体的出风口侧安装有渐扩管件，沿气流方向呈渐扩状。
6.根据权利要求1所述的含有风量调节阀的空调通风系统，其特征在于，所述圆管状阀体分为风量测量段及风量调节段；所述风量测量段以孔板为中心，长度为2倍管径；所述风量调节段以阀片的安装轴为中心。
7.根据权利要求2所述的含有风量调节阀的空调通风系统，其特征在于，在所述孔板、上游取压口与下游取压口处的圆管状阀体外侧还套设有保护壳体，所述压差检测板、单片机控制板、上游取压管和下游取压管位于保护壳体内。
8.根据权利要求1所述的含有风量调节阀的空调通风系统，其特征在于，所述圆管状阀体的管径为150mm、200mm、250mm、300mm或400mm。
9.根据权利要求1所述的含有风量调节阀的空调通风系统，其特征在于，所述阀片为单叶或多叶调节阀片。
10.根据权利要求1-9任一项所述的含有风量调节阀的空调通风系统，其特征在于，所述风量调节阀上游直接与弯头或三通连接，或所述风量调节阀上游安装的直管段长度小于圆管状阀体管径的3倍。
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