压差旁通阀的选择计算.docx

1、压差旁通阀的选择计算压差旁通阀的选择计算 压差旁通阀的选择计算 为保证空调冷冻水系统中冷水机组的流量基本 恒定；冷冻水泵运行工况稳定，一般采用的方法 是：负荷侧设计为变流量，控制末端设备的水流 量，即采用电动二通阀作为末端设备的调节装置 以控制流入末端设备的冷冻水流量。在冷源侧设 置压差旁通控制装置以保证冷源部分冷冻水流 量保持恒定，但是在实际工程中，由于设计人员 往往忽视了调节阀选择计算的重要性，在设计过 程中，一般只是简单的在冷水机组与用户侧设置 了旁通管，其旁通管管径的确定以及旁通调节阀 的选择未经详细计算，这样做在实际运行中冷水 机组流量的稳定性往往与设计有较大差距，旁通 装置一般无法

2、达到预期的效果，为将来的运行管 理带来了不必要的麻烦，本文就压差调节阀的选 择计算方法并结合实际工程作一简要分析。1压差调节装置的工作原理 压差调节装置由压差控制器、电动执行机 构、调节阀、测压管以及旁通管道等组成，其工 作原理是压差控制器通过测压管对空调系统的 供回水管的压差进行检测，根据其结果与设定压 差值的比较，输出控制信号由电动执行机构通过 控制阀杆的行程或转角改变调节阀的开度，从而 控制供水管与回水管之间旁通管道的冷冻水流 量，最终保证系统的压差恒定在设定的压差值。当系统运行压差高于设定压差时，压差控制器输 出信号，使电动调节阀打开或开度加大，旁通管 路水量增加，使系统压差趋于设定值

3、；当系统压 差低于设定压差时，电动调节阀开度减小，旁通 流量减小，使系统压差维持在设定值。2选择调节阀应考虑的因素 调节阀的口径是选择计算时最重要的因素 之一，调节阀选型如果太小，在最大负荷时可能 不能提供足够的流量，如果太大又可能经常处于 小开度状态，调节阀的开启度过小会导致阀塞的 频繁振荡和过渡磨损，并且系统不稳定而且增加 了工程造价。通过计算得到的调节阀应在 10 90的 开启度区间进行调节,同时还应避免使用低于 10 另外，安装调节阀时还要考虑其阀门能力 PV（即调节阀全开时阀门上的压差占管段总压差 的比例），从调节阀压降情况来分析，选择调节 阀时必须结合调节阀的前后配管情况，当 PV

4、值 小于 0.3 时，线性流量特性的调节阀的流量特性 曲线会严重偏离理想流量特性，近似快开特性，不适宜阀门的调节。3调节阀的选择计算 调节阀的尺寸由其流通能力所决定，流通能 力是指当调节阀全开时，阀两端压力降为 105Pa,流体密度为 1g/cm3 时，每小时流经调节阀的流 体的立方米数。进口调节阀流通能力的表示方式 通常有 cv 和 kv 两种，其中 kv=c,而 cv 是指当 调节阀全开时，流通 60oF 的清水，阀两端压力 降为 1b/in2 时每分钟流过阀门的流量，cv=1.167kv。压差旁通调节装置示意图如下（1）确定调节阀压差值（P）如上图所示,作用在调节阀上的压差值就是 E和

5、F 之间的压差值,由于 C-D旁通管路与经过 末端用户的 D-U-C 管路的阻力相当,所以 E-F 之 间的压差值应等于 D-U-C 管路压差（指末端用户 最不利环路压差）减去 C-E 管段和 F-D 管段的压 差值。（2）计算调节阀需要旁通的最大和最小流 对于单机组空调机系统,根据末端用户实际 使用的最低负荷就可以确定最小负荷所需的流 量,从而确定最大旁通流量,其公式为:G=（Q-Qmin）*3.6/CP*T（1）公式中,G 为流量单位为（m3/h），Q为冷水 机组的制冷量（KW）,Qmin 空调系统最小负荷（KW）,CP 为水的比热,CP=4.187kJ/kg.oC,T为冷冻 水供回水温差

6、,一般为 5 oC 根据实际可调比 RS10（PV）1/2（2）即可算出调节阀的旁通最小流量（3）计算压差调节阀所需的流通能力 C C=316G*（P/）-1/2（3）公式中,为密度,单位为（g/cm3）,G 为 流量，单位为（m3/h）,P 为调节阀两端压差，单位为（Pa）。根据计算出的 C 值选择调节阀使 其流通能力大于且最接近计算值。（4）调节阀的开度以及可调比的验算。根 据所选调节阀的 C 值计算当调节阀处于最小开 度以及最大开度情况下其可调比是否满足要求，根据计算出的可调比求出最大流量和最小流量 与调节阀在最小开度及最大开度下的流量进行 比较，反复验算，直至合格为止 4调节阀选型实例

7、 某写字楼共十二层,建筑面积约为 11000 平 米,层高 3.6 米,采用一台约克螺杆冷水机组,制 冷量为 1122KW。（1）压差的确定 经水力计算,系统在最小负荷（旁通管处于 最大负荷）情况下总阻力损失 H 约为 235KPa 在 系统冷冻水供回水主干管处设置压差旁通控制 装置,旁通管处冷源侧水管道阻力损失为 80KPa 末端最不利环路阻力损失为 155 KPa。（2）通调节阀水量计算：经过计算知，该空调系统在其最小支路循环 时，其负荷为最小负荷，约为总负荷的 35，利用公式（1）G=（Q-Qmin）*3.6/CP*T，算得 所需旁通得最大流量为 125.4m3/h,再由最不利 环路压差

8、 155 KPa 3）流通能力的计算 根据公式(2)C=316G*(P/)-1/2 算得 C=100.6 4）调节阀选型 下表为上海恒星泵阀制造有限公司的 ZDLN 型电子式电动直通双座调节阀的技术参数表，由 公式（2）算得 C=100.6,该调节阀的固有流量特 性为直线型和等百分比特性，按照等百分比特性 选择最接近的 C值，得到管径为 DN80,C 值为 110，符合选型要求。公称通径 DN(mm)25 32 80 100 125 150 200 250 300 400 额定流量系数 Kv 直线 12.1 19.4 30.3 48.3 75.9 121 193.6 302.5 484 759

9、 1210 1936 2920 等百分比 11 17.6 27.5 44 69.3 110 176 275 440 693 1100 1760 2700 额定行程 L(mm)16 40 60 120 公称压力 PN（MPa）1.6、4.0、6.4 固有流量特性 直线、等百分比 固有可调比 R 50：1 信号范围（mA.DC）010、420 电源电压 220V、50Hz 作用方式 故障时：全开、全闭、自锁位 允许泄漏（1/h）10-3 阀额定容量 工作温度 t（）常温型-20 200、-40 250、-60 250 散热型-40 450、-60 450 高温型 450650 低温型-60-100

10、、-100-200、-200250 5）调节阀的开度及可调比验算 旁通管段总长为 6m,查上表当 C=110 时，由 公式(4)P=(316G/C)2 得到 P 129.8 KPa,当旁通管道采用与调节阀相同的管径时，当旁通 管道最大水量为 125.4m3/h，经过水力计算，总 沿程损失为 42.8 KPa,总局部损失为 23 KPa，调 节阀两端压差为 129.8 42.8 23=64KPa<129.8 KPa,阀门能力 PV=64/129.8=0.49,这时调节阀的流量特征曲线 为等百分比特性，此时处理的实际最大旁通水量 为 88.1m3/h<125.4m3/h,其流量只有系统

11、要 求的最大旁通流量的 70%，由公式(2)可以求得 实际可调比 Rs=7,即实际最小流量为 88.1/7=12.6m3/h，最大流量与最小流量显然均 不能满足实际要求，所以旁通管的管径选择 DN80 不合适。按照上述计算方法，继续试算，当选用 DN125 的旁通管时，计算得调节阀两端压差为 123.2 KPa，PV=0.95，此时处理的最大旁通水量为 122.1m3/h,相对开度为 90，相对流量为 97.3%，由公式(2)可以求得实际可调比 Rs=9.7，即最小旁通水量为 122.1/9.7=12.6 m3/h 与调节 阀工作在 10的开度下的流量 12.21 m3/h 相比 已非常接近。

12、此时调节阀的流量特性已接近理想 流量特性曲线，已能满足系统需要。五 结论 通过以上分析，可以得出如下结论：（1）调节阀流通能力 C 的确定是选择调节 阀至关重要的一步，只有流通能力 C 计算正确，调节阀才有可能满足工艺要求。（2）调节阀的阀门能力 PV也是选择调节阀 的重要指标之一，原则上要尽可能选择大的 Pv 值。（3）调节阀的实际可调比 Rs 是决定调节阀 能否满足工艺要求的参数之一。实际可调比往往 远远小于理想可调比，但是在选择调节阀时要尽 可能使实际可调比接近最大值。（4）调节阀所能通过的最大流量与最小流 量是选择计算的关键环节，这两个数值应该由实 际可调比与工艺要求共同决定（5）通过工程实例可以看出旁通管的管径 的计算也很重要，如果未经计算就选择与调节阀 相同的口径则无法满足工艺要求。通过以上 5 点可以看出压差调节阀在空调 冷冻水系统的调节控制中占有比较重要的地位，只有经过仔细计算，才能使所选择的压差调节阀 满足工艺要求。