摘 要：采暖系統(tǒng)就是為了維持室內所需要的適宜溫度，然后向室內提供相應的熱能量，這種向室內不斷提供熱力能量的工程設備就是采暖系統(tǒng)設備。而溫控閥它是采暖系統(tǒng)當中進行流量調節(jié)的機械設備，它也是采暖系統(tǒng)中最主要的調節(jié)設備。本文就以采暖系統(tǒng)溫控閥為研究主體，通過相應的實驗來驗證溫控閥溫性能，并且對其進行相關的數值模擬研究。

關鍵詞：采暖系統(tǒng)；溫控閥；驗證實驗；數值模擬；

文章編號：1674-3520（2015）-07-00-02

引言

溫控閥是采暖系統(tǒng)結構中最為主要、最為關鍵的一個設備，主要用于對采暖系統(tǒng)流量的調節(jié)，一般用于為居民用戶室內提供熱量或者是工業(yè)供暖等。室內的溫度控制一般情況下都是通過散熱器恒溫控制閥來實現的。同時溫控閥又是一種集測溫、溫控為一體的自動化控制裝置。當前，國內外對采暖系統(tǒng)溫控閥的技術設計研究很多，基本上都是研究溫控閥的應用領域、性能和結構設計技術方面。總體而言，對于采暖系統(tǒng)溫控閥的應用研究中，通常都是將現代先進的計算流體動力學和傳統(tǒng)的實驗研究方法相互結合。

正如圖A所示，采暖系統(tǒng)溫控閥的主要功能和作用就是對系統(tǒng)中不同管路的冷流、熱流相互之間進行混合，這樣可以使其達到室內采暖系統(tǒng)指定的溫度。圖A中所示的感溫包，在其當中裝載著感溫蠟，而且是用橫膈膜將其進行嚴緊的密封措施，這樣它可以感應到出口流體的即時溫度。圖A中的導桿如果發(fā)生位移并接觸調節(jié)螺栓的最底部的時候，此時，調節(jié)螺栓的底部就會產生相當大的反推力，進一步的就會導致導桿被壓縮的復位彈簧所作影響到，從而產生兩個不同的推力作用。

采暖系統(tǒng)溫控閥溫性能驗證實驗

本次針對采暖系統(tǒng)溫控閥溫性能的驗證實驗活動，主要分為五個部分，分別是：溫控閥溫性能實驗的目的；溫控閥溫性能進行驗證實驗的方法；溫控閥溫性能實驗所需要的設備；然后就是進行實驗時的步驟；最后得出實驗的結果、結論。

①溫控閥溫性能實驗的目的

目的就是研究溫控閥本身的控溫性能、控溫能力等，以及熱水進口溫度對采暖系統(tǒng)溫控閥出口流體和壓力及其影響作用。以便更好的進行采暖系統(tǒng)安裝設計。

②溫控閥溫性能進行實驗的方法

基本方法就是將熱水入口時的溫度進行適當的改變，但是，溫控閥結構當中的冷水入口的溫度及流量則堅持不改變，然后再記錄出口時的流水的水溫。過程就是通過對出口流水的即時水溫的變化進行觀察，通過這種觀察再進一步的進行研究，研究溫控閥的控溫性能，研究溫控閥入口的水溫對整個溫控閥結構性能的影響和作用。

③溫控閥溫性能實驗設備

進行溫控閥溫性能驗證實驗的基本設備，主要包括：溫度計、熱水器、溫控閥、燒杯、相關的管道設施等。在實驗過程中可以將冷水溫度控制在5—30℃；而熱水可以盡量控制在55—85℃。當然，以上都是在供水的階段，當出水的時候，整個水溫可以控制在25—50℃，把最穩(wěn)定最安全的水體溫度控制在40℃。

④溫性能實驗步驟

前面的實驗設備也安裝設定好了，然后將溫控閥安裝到這個實驗模擬系統(tǒng)當中。其中，熱水應該由天然氣熱水器來提供，實驗所需要的冷水就采用常溫情況下得自來水，在實驗系統(tǒng)中將溫度調節(jié)到40℃，最后按下確定按鈕就行了。在實驗過程中，水溫每升高兩攝氏度就相當于提高了一個溫度梯度，并依次的將過程記錄下來，本次實驗的最終溫度是70℃。

⑤溫性能實驗結果

如圖B所示：

圖B溫控閥出口溫度隨熱水溫度的正相關變化圖

采暖系統(tǒng)溫控閥數值模擬研究

采暖系統(tǒng)中溫控閥的結構種類有很多，現在就以生活中比較常見的自力式溫控閥作為研究對象，自力式溫控閥它是一種具有全自動化功能的采暖水溫控制裝置設備，其主要的功能和作用就是運用兩種不同的流體溫度，并將其分別通入溫控閥閥腔內，通過溫控閥內部的自動部件來自動調節(jié)這兩種不同流體的流量和溫度，以便很好的保持出口溫度的恒定不變。

通常情況下，對溫控閥內部流場進行數值模擬研究時，都是采用SolidWorks這種三維實體建模軟件來實施。首先建模的時候，要對熱流體入口流量進行劃分，同時也要對冷流體入口的流量進行相應的劃分，建成熱流體入口流量和冷流體入口流量的比例為4：1和1：4兩種不同的模型。溫控閥內部的介質可采用清水來代替，并采用標準的k—ε湍流模型，其中離散方程式的求解方法應采取非結構式的SIMPLE這種算法，也就是一階迎風格式，并設定溫控閥模型中熱水流體和冷水流體的入口速度，可設定為0.5m/s，其中入口冷水流體的溫度為290K，熱水流體的溫度可設定為320K。

關于計算結果和研究分析：

之前設定了兩個不同的模型，分別是4：1的qv，h/qv，c以及1：4的qv，h/qv，c模型。所以，針對不同入口的溫度流體及其壓力，其流體的速度也就不同，熱水供水溫度一般情況下都是在45—85比較合適，此時溫控閥入口熱水溫度也比較的合理。圖C和圖D分別是以上兩種模型的溫度分布圖。

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