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    平衡閥在中央空調系統中的作用

    2016/2/19 19:56:11??????點擊:
    隨著經濟的發展,空調系統成為現代建筑物中不可缺少的設施之一,但由于空調耗能量通常較大,故其節能設計勢在必行。要確??照{系統按照設計的技術參數運行,對系統的水力平衡控制相當關鍵,可及時發現和排除對系統功能造成威脅的一些現象。如實施得不正確的平衡計算以及純粹的安裝錯誤如止回閥安裝錯誤或過濾器堵塞等,發現問題及時找到原因并加以糾正,以確保系統盡量以最低的能源成本提供最佳的舒適環境。

      變流量系統是在末端設備處(如風機盤管,組合空調箱,空氣處理機等)加設電動調節閥,由室內溫度控制器調節電動閥的開啟度,來自主調節通過盤管的流量,從而保證室內溫度在允許范圍內波動。系統流量的變化通過在水泵上加設變頻器進行調速來實現。同時,我們必須注意到閥門開啟度的變化,并不能保證變化的流量按照要求進行分配,所以還要有相應的控制設備,才能使系統更有效的運行。

    在變流量運行的系統中,控制設備主要解決三個問題。

    1.平衡系統冷源側環路;使流經冷水機組水流量為定值。

    2.平衡系統輸配側環路;保證任何負荷情況下全部控制閥及末端裝置能夠達到實際要求的設計流量。

    3.平衡控制回路;保證控制閥在良好的工作條件下運行。

    為了提高系統的控制精度,達到系統的穩定運行。必須滿足下述要求:

    1.所有控制設備均具有系統設計者所計算的Kvs值。

    2.所有水泵應該提供準確的水泵揚程。

    3.所有末端裝置的壓降要符合設計者的要求。

      在實際應用時只能在標準型號中選用控制閥、水泵及末端裝置等

      控制閥:大部分生產廠家控制閥的Kvs值,每檔Kvs值約比前一檔高60%,因而不大可能選到正好為要求的Kvs值。

      水泵:由于型號的原因,供選用水泵的流量可能與要求相差10~40%。為了確保足夠的流量,通常水泵選用比要求高10%有時達25%。

      1 水力平衡技術概述平衡技術是解決空調冷、熱水系統平衡的有效方法,它由以下幾個方面的內容組成

    (1)合理的水系統設計:平衡閥生產廠家技術專家與設計人員和用戶共同探討,力求使水系統設計達到準確合理。

    (2)平衡閥的合理選型與設置:某些平衡閥生產廠家可在設計階段運用有關軟件為用戶合理選型提供建議,并指導平衡閥的設置方法。

    (3)先進的水力平衡方法:由于水系統的相互影響性,要求有一套有效實用的水系統平衡方法來使其平衡,如瑞典某公司開發的TA Balance法,無論系統大小,只需作一次調試即可達到平衡。

    (4)功能完善的專用化智能儀表:智能儀表中固化了水力平衡法及各種規格、口徑平衡閥性能曲線,可實現對系統的平衡調試,同時具有完善的雙向通訊功能。使用更方便。

    (5)高質量的水力平衡產品:平衡閥、壓差控制器等為用戶提供高品質的技術服務。

    (6)水力平衡報告:系統調試后可提供詳盡的水力平衡報告。有利于空調冷、熱水系統的操作和維護。

    2 水力平衡閥技術特點 

      以瑞典TA水力平衡公司生產的水力平衡閥為例,其主要特點包括:

    ①閥芯、閥座、閥蓋等均采用布氏硬度130以上的防脫鋅腐蝕銅合金制成,耐腐蝕,壽命長;

    ②閥門采用精密鑄造工藝,外型美觀,且精度高,流量測量及平衡精度為±5%;

    ③閥體上帶有供測量壓差的測壓嘴,不測量時具有自密封作用;

    ④平衡閥帶有可調節和預設定流量的數字式手輪;

    ⑤閥門具有鎖定功能。系統平衡并將閥門開度鎖定后可以關小,但只能開大至鎖定開度;

    ⑥小VI徑平衡閥(DN15~50)帶有泄水裝置,泄水時不影響系統運行;

    ⑦大口徑平衡閥(DN65~300)閥芯設計獨特,采用壓力平衡結構。減小了關閉力矩,更易開啟和關閉。

    3 水系統平衡專用智能儀表

      該儀表具有以下特點:

    ①表內固化有目前最先進的水力平衡技術,可實現對系統準確有效的平衡;

    ②可測量平衡閥兩端壓差及流量,以及系統的水溫;

    ③可貯存l千個平衡閥的測量數據,記錄2。4萬個測量值;

    ④可與計算機雙向通訊,調試前可上機對系統進行分析,對系統及閥門參數如閥門型號、規格、設計流量等參數進行輸入,系統調試后將測量結果通過計算機輸出,這些參數包括平衡閥的編號、口徑、預設定值、兩端壓降Ap、通過流量和設計流量等。

    4 自動流量調節平衡(動態平衡閥)的特點

    (1)準確調節平衡:由廠方檢定和調校至控制壓力范圍內,自動調節系統水流量達到設定流量(精度為±5%)。

    (2)節約能源:準確的流量平衡系統能保持水泵以最高的效率運作。

    (3)可適應不同泵速:可自動調節降低壓差,對不同泵速的系統提供設定的流量。

    (4)操作簡單:可在數分鐘內準確量度系統的壓差,溫差和量差。

    (5)節省空間:平衡閥設計精巧,不需鋪設太多喉管,可節省空間和保溫T程費用。

    (6)靈活實用:能提供完美及平衡的系統,其儀器增減都不會影響系統的流量平衡。

       在中央采暖/空調水系統設計中,水泵的揚程是按照系統最不利環路獲得所需流量來選定的,而距水泵較近的環路必然具有超大的壓頭。若不采取有效措施彌補這一差異,則有利環路的流量將大大高于設計流量值,造成水泵流量偏大、揚程降低,不利環路壓頭仍不足,得不到所需流量。系統水量分配處于不平衡狀態,能耗浪費、設備效率低。通過平衡器件解決水力平衡問題的原理都是通 

       過調節阻力器件來增大有利環路的阻力,消除其剩余壓頭以達到阻力平衡。其直觀表現就是降低有利環路的流量,將水壓到不利環路去。應用平衡閥和定流量閥都可以調節控制流量。且有再現和鎖定開度的功能,在達到調節工況(通常為設計工況)合理分配各環路水量。

    5 平衡閥和定流量閥工作機理與區別

       5.1 平衡閥屬手動式調節閥,其工作原理是改變閥芯與閥座的間隙來改變流經閥門的流動阻力,達到調節流量的目的。從流體力學觀點看,平衡閥相當于一個局部阻力可以改變的節流元件。

       5.2 定流量閥又稱作自力式流量控制器,其機理是在一定工作差壓范圍內控制通過的流量。如閥門前后的壓差增大時,通過閥芯的自動關小動作,保持流量不增大;反之當壓差減小時閥芯開大,流量恒定;但當壓差小于閥門正常工作范圍時,因定流量閥畢竟不能提供額外壓頭,此時閥門全開。流量較設定流量低,因此通常稱之為自力式平衡閥或動態平衡閥。平衡閥的作用對象是阻力,發揮手動可調孔板的作用,平衡管網系統的阻力達到各環路阻力平衡的作用,定流量閥作用對象是流量,鎖定流經閥門的水量而并非針對阻力平衡。在重慶江北機場中央空調水系統設計中,由于空調水管路較多,且遠近相差較大,水路系統必須采取平衡措施??照{水泵啟用的臺數隨氣候的變化而不同,系統提供的總循環水量是主動變化的,如按冬夏季設計工況調節水量平衡,則運行非設計工況時的循環水量將較少。

       平衡閥的作用是針對系統阻力,能將新的水量按設計比例平衡地分配,各支路的流量一同增減,仍然滿足當前氣候條件下的流量需要。在局部用戶關閉的情況下,系統可自動對多余流量均勻分配,達到平衡的目的,在一次調節完成后,除非管網發生變化,使用中不需再次進行調節。定流量閥作用對象的流量,不管系統循環水量和末端負荷的變化,仍堅持流量不變。而如系統循環總水量被主動下調,則按原先流量分配的流量就不足了,而定流量閥又不能提供動力和增加流量,于是有利環路的流量得到設計流量。而不利環路的定流量閥全開,流量達不到要求,則出現不平衡現象。由此可見,定流量閥在主管道處使用,可有效防止系統過流,并避免因此而造成的能源耗費,具有較好的適用性;而在支管、立管和末端處,平衡閥則更為實用,不但可應付各種可能出現的使用狀況,而且對于現場施工和用戶微調要求,可具有較強的適應性,同時也更經濟,筆者認為平衡閥和定流量閥聯用可確保系統盡量以最低能源成本提供最佳的舒適空調環境。

     

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