自力式VS電動閥:哪種溫控裝置更適合你的需求?
什么是自力式溫度調(diào)節(jié)閥?
核心定義:自力式溫度調(diào)節(jié)閥是一種無需外部能源(如電源或氣源),僅利用被控介質(zhì)(通常是液體)自身的溫度變化來驅(qū)動閥門動作,從而實現(xiàn)溫
度自動調(diào)節(jié)的裝置。
簡單比喻:您可以把它想象成一個“智能、自動的水龍頭”。您設(shè)定好想要的溫度(例如40℃的洗澡水),當(dāng)進水溫度或流量變化時,這個“水龍頭
”會自動調(diào)節(jié)冷熱水的混合比例,確保流出的水始終是您設(shè)定的40℃,而無需您手動去擰來擰去。
核心工作原理
其工作的物理基礎(chǔ)是熱脹冷縮原理。關(guān)鍵部件是溫包和充填在其中的感溫介質(zhì)。
1.感溫:溫包安裝在需要檢測溫度的位置(通常是管路中)。溫包內(nèi)填充有感溫材料(如石蠟、特殊氣體或液體)。當(dāng)被控介質(zhì)的溫度發(fā)生變化時,
溫包內(nèi)的感溫材料會隨之熱脹或冷縮。
2.傳遞:這種體積或壓力的變化通過一根細(xì)長的毛細(xì)管傳遞到執(zhí)行機構(gòu)(閥門的頂部)。
3.驅(qū)動:執(zhí)行機構(gòu)將接收到的壓力信號轉(zhuǎn)換為機械位移(推桿的伸出或縮回)。
4.調(diào)節(jié):推桿的位移直接驅(qū)動閥芯運動,改變閥門的開度,從而調(diào)節(jié)流過閥門的介質(zhì)流量(如蒸汽、熱水或冷水),最終使被控介質(zhì)的溫度回歸到設(shè)
定值。
工作流程閉環(huán):
溫度變化→溫包感測→壓力/體積變化→執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動→閥門開度變化→流量調(diào)節(jié)→溫度回歸設(shè)定值
主要類型
根據(jù)控制目的的不同,主要分為兩種:
1.加熱型
目的:防止介質(zhì)溫度過低,用于保溫或加熱。
工作原理:當(dāng)被控介質(zhì)溫度低于設(shè)定值時,閥門開啟或開大,增加熱源(如蒸汽、熱水)的流量,使溫度升高。溫度回升后,閥門關(guān)小。常見于采暖
、生產(chǎn)工藝保溫。
記憶口訣:溫度低,閥門開;溫度高,閥門關(guān)。
2.冷卻型
目的:防止介質(zhì)溫度過高,用于冷卻或降溫。
工作原理:當(dāng)被控介質(zhì)溫度高于設(shè)定值時,閥門開啟或開大,增加冷源(如冷卻水、冷凍水)的流量,使溫度降低。溫度回落后,閥門關(guān)小。常見于
設(shè)備冷卻、工藝?yán)鋮s。
記憶口訣:溫度高,閥門開;溫度低,閥門關(guān)。
主要特點與優(yōu)缺點
優(yōu)點:
1.無需外部能源:這是最大的優(yōu)點。不需要電或壓縮空氣,節(jié)能、安全,尤其適用于無電或防爆有嚴(yán)格要求的場合(如化工廠、油田、燃?xì)忮仩t)。
2.結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠:機械結(jié)構(gòu),故障點少,維護方便,壽命長。
3.成本低廉:初始采購成本和后期維護成本都遠(yuǎn)低于需要配套儀表和電源的電動或氣動調(diào)節(jié)閥。
4.操作簡便:通常通過旋轉(zhuǎn)頂部的調(diào)節(jié)手輪即可設(shè)定溫度,無需復(fù)雜編程。
缺點:
1.控制精度有限:相比由電腦/PID控制器精確計算的電動/氣動閥,自力式閥的控制精度較低,存在一定的調(diào)節(jié)偏差(穩(wěn)態(tài)誤差)。
2.響應(yīng)速度較慢:依賴于熱傳遞和機械傳動,響應(yīng)有滯后,不適用于溫度需要快速、頻繁波動的工藝。
3.依賴介質(zhì)自身特性:其驅(qū)動力來自溫包,對于粘稠或易結(jié)晶的介質(zhì),溫包可能反應(yīng)不靈敏或被堵塞。
4.可調(diào)比相對較小:流量調(diào)節(jié)范圍有限。
典型應(yīng)用場景
自力式溫度調(diào)節(jié)閥因其經(jīng)濟性和可靠性,在以下領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛:
民用及建筑暖通:
居民樓、辦公室的暖氣片或地暖系統(tǒng),防止過熱并平衡水力。
生活熱水系統(tǒng),控制熱水溫度,防止?fàn)C傷。
工業(yè)領(lǐng)域:
化工、石油、制藥:反應(yīng)釜夾套、管道、儲罐的保溫。
食品飲料:巴氏殺菌、清洗線的溫度控制。
機械設(shè)備:壓縮機、液壓系統(tǒng)、注塑機的冷卻水溫度控制。
紡織、造紙:烘筒、烘房的蒸汽加熱溫度控制。
太陽能系統(tǒng):控制太陽能集熱器的出水溫度,防止系統(tǒng)過熱。
燃?xì)忮仩t/壁掛爐:控制供暖回水溫度或生活熱水溫度。
選型要點
在選擇自力式溫度調(diào)節(jié)閥時,需要考慮以下幾個關(guān)鍵參數(shù):
1.控制類型:加熱型還是冷卻型?
2.溫度設(shè)定范圍:您需要控制的溫度范圍是多少?閥門的可調(diào)范圍必須覆蓋它。
3.公稱通徑和連接方式:閥門口徑(DN15,DN20,...)和接口形式(螺紋、法蘭)必須與管道匹配。
4.閥體材質(zhì):根據(jù)介質(zhì)特性(腐蝕性、潔凈度)選擇,如黃銅、不銹鋼、鑄鐵。
5.工作壓力和溫度:閥門必須能承受管道介質(zhì)的最大壓力和溫度。
6.介質(zhì)類型:是蒸汽、熱水還是冷卻水?這會影響閥門的具體結(jié)構(gòu)和材質(zhì)選擇。
總結(jié)
自力式溫度調(diào)節(jié)閥是一種經(jīng)濟、可靠、節(jié)能的自動化溫控解決方案。雖然它的控制精度和速度不如需要外部能源的智能閥門,但在大量對控制要求不
極端苛刻的場合,它憑借其“自給自足”的特性,成為了性價比最高的選擇。
如果您需要一個“設(shè)定后就不用管”的、在穩(wěn)定工況下工作的溫度控制器,且現(xiàn)場缺乏或不方便使用外部能源,那么自力式溫度調(diào)節(jié)閥是一個非常理
想的選項。