暖通空调变流量水系统中的定压差技术.docx

1、暖通空调变流量水系统中的定压差技术暖通空调变流量水系统中的定压差技术简介： 本文剖析了为何在暖通空调变流量水系统中一定使用定压差技术，揭露了定压差技术的应用原则， 最后对暖通空调变流量水系统中分集水器、 风机盘管、 空调箱处的几种定压调理方案进行了剖析比较。重点字： 定压差技术 变流量系统 流量调理跟着人们生活质量要求、节能意识的不停提升以及空调系统的大型化，变流量水力系统在暖通空调工程中占有愈来愈重要的地点。 变流量系统在运转过程中各分支环路的流量是跟着外界环境负荷的变化而变化的， 所以对系统的水力均衡和调理提出了很高的要求。 当前为认识决暖通空调变流量水力系统的动向水力均衡和调理问题， 定

2、压差技术获得了宽泛的应用，同时为何以及怎样使用定压差技术也成为暖通空调设计界的一个热门。一、为何在变流量系统中一定使用定压差技术：暖通空调系统的目的是保持目标地区适合的温度。因为空调系统尾端设施的负荷是跟着季节以及日夜变换的变化而变化的，所以各尾端空调设施的流量也要求随之变化。为保证空调系统的舒坦节能性，即保证空调系统目标地区的适合温度（过高或过低都会致使不舒坦及不节能） ，最根本的门路就是选择最正确的方法来依据目标地区的温度来调理流量 ,同时防止在调理过程中的互相扰乱。1.流量调理的主要方式 :图 1 为变流量系统常用的调理方式，依据目标地区的设定温度与实质温度的比较、经过电动阀来调理流过尾

3、端设施的水流量。电动阀调理水流量的方式有二种：.脉冲式调理：采纳开关型电动阀，经过控制开关时间比来调理流经尾端设施的均匀流量，如图的风机盘管系统房间温度调理即为脉冲式调理，其均匀流量为： Q 均匀=Q 设计2 所示（t1+t2+t3+t4+t5）/t0 ；这类调理方法合用于小流量 ,调理精度较低的尾端设施 ;.连续调理 :采纳调理型电动阀 ,经过对流量的连续调理来知足尾端设施负荷变化的要求.如图 3 所示的空调箱系统温度调理即为连续调理，其均匀流量为：Q =t1t2Q(x)dx/(t2-t1)。这类调均匀节方式合用于调理精度要求较高的系统。2. 防止流量调理互相扰乱的方式 :实质上 ,变流量系

4、统尾端设施流量调理的互相扰乱是不行防止的 ,我们所能做的是消弱和障蔽这类扰乱 , 在空调系统中 , 常用的消弱和障蔽扰乱的方式主要有以下二种 :、 PID 参数方式：PID 是楼宇自控 DDC 及工控仪表调理计等控制仪表调理流量的主要计算方法 （ P- 比率常数、 I- 积分时间常数、 D- 微分时间常数）。关于用调理阀来调理流量的空调系统来说， PID参数是由调理阀所在空调系统的整体状态决定的，不同的空调系统 PID 参数的取值不同样。因为调理阀能够依据不同的系统要求设定不同的积分时间常数 I 和微分时间常数 D 进而实现对系统的超调解预调， 在消弱系统的惰性和惯性的影响进而提升调理精度的同

5、时， 当发生流量调理的互相扰乱惹起目标地区温度偏离时， 也能及时地对系统进行调理以消弱这类互相干扰。PID 方式的流量扰乱纠正过程以下（如图 1 ）：流量调理扰乱 尾端设施流量变化 制冷（加热）量变化 目标地区温度 T 偏离 目标地区温度 T 与设定温度比较 温控器输出信号变化 电动阀开度变化 流量扰乱纠正， 所以这类纠正是滞后式纠正。 因为空调系统 （特别是风系统） 的热惰性特别大， 调理过程的滞后时间较长， 还没等到电动阀改变开度来消弱本来的流量扰乱， 新的流量扰乱又已产生。 所以，经过这类方式来消弱流量扰乱的成效是有限的，特别是关于一些带多个电动调理阀的大型空调系统， 这类流量调理的互相

6、扰乱造成系统很难达到均衡状态，即便达到均衡状态，也很简单因为遇到扰乱而失掉均衡。、定压差技术：怎样采纳更好的方法来防止流量调理的互相扰乱呢？依据流体力学的基本公式：Q=Kv （ P） (Q: 电动阀流量 ; Kv: 电动阀流量系数 ; 电P:动阀前后压差 )如图 1 所示 , 当电动阀接受温度控制信号改变开度时 , 公式中的 Kv 值发生变化 ,调理流量 Q以知足目标地区温度控制的要求。那么怎样防止流量调理的互相扰乱呢？很明显，只需保证公式中的 P值不变（即图 1A 、 C 二点间的压差不变）就能够了，这样电动阀的流量 Q 只受目标地区温度控制信号的影响，而不受其他要素，如因为其余尾端设施流量

7、调理而惹起的系统压力颠簸（即图 1A 、B 二点间的压力颠簸）的影响。保证 P值不变的技术就是定压差技术。实质上 , 定压差技术是暖通空调变流量系统动向水力均衡的主要调理方式。 实现了定压差技术， 系统就实现了动向均衡， 就不存在尾端设施流量调理的互相扰乱。因为这类障蔽扰乱的实现过程是：流量调理扰乱 系统压力颠簸 定压差技术 流量干扰纠正。 所以这类扰乱实质上还没有影响到电动阀就在管道中被障蔽掉了， 所以经过这类方式来除去流量调理之间的互相扰乱很快速，成效较好。综上所述 , 在变流量系统中 ,选择合理的流量调理方式 ,同时采纳定压差技术 , 能够防止系统不同部位流量调理的互相扰乱，进而实现动向

8、水力均衡。实质上，在工程实践中，除了图 1 的定压方式外，还有压差旁通定压方式、调频泵定压方式以及对多台尾端设施集中定压等，会在此后的篇幅中分别阐述。二、变流量系统中定压差技术的应用：关于一个实质的变流量系统，定压差技术的应用原则是：分系统定压、分级定压。1、分系统定压：分系统定压是指关于一个含有多个系统的大型变流量水力系统，在设计时为防止各水力分系统的互相影响， 应分别采纳定压差技术， 对每个分系统进行定压， 进而保证各个分系统各自独立的互不扰乱的工作。如图 4 所示，为带有二个独立分系统的变流量系统，在每个分系统分集水器处罚别应用了定压差技术，进而保证这二个分系统各自独立互不扰乱的工作。2

9、、分级定压：关于独立的变流量水力系统，应依据系统投资和精度要求合理的选择定压方案。往常应该依据从主机到尾端的步骤逐级对系统进行定压， 关于精度要求较高的系统， 能够采纳二级甚至多级定压的方式以保证系统各尾端设施各自独立互不扰乱的工作。图 5 为变流量空调系统常用的定压调理方式。该系统采纳二级定压：、在机房东管路分、集水器处经过压差旁通系一致级定压，主管道经过调频泵调理主供回水的流量；、尾端风机盘管处采纳在每层水均分支管道回水管上安装压差调理阀来二级定压，经过各风机盘管支路上的电动二通阀开关式调理风机盘管的流量；、尾端空调箱（空气办理机组等）在入口采纳压差调理阀二级定压，采纳电动调理阀调理进入设

10、施的流量。以上仅为变流量水系统三个主要地点常用的定压调理方式，下边就这几个地点各样定压调理方式进行剖析。3、分集水器一级定压调理的几种形式：、调频泵定压调理方式图 6 为调频泵定压调理方式，经过调频器调理调频泵的转速以调理进入分集水器的流量进而保证分、 集水器压差为设定压差， 进而保证变流量系统的流量随外界环境负荷的变化而变化的要求。调频泵定压调理方式因为调理了水泵转速，减少了系统运转过程中水泵的能量耗费，这类配置较其余的方式比较节俭系统的运转花费，同时比较节能，可是因为它使用的调频器，对电网的冲击较大， 造成必定的电磁污染， 所以需要采纳必定的电路隔绝设施， 所以初投资比较高。、压差旁通定压

11、调理方式：图 7 为压差旁通定压调理方式，经过主管道旁通的电动调理阀调理旁通水量进而调理进入分集水器的流量，保证分、集水器的压差为设定压差，进而保证变流量系统的流量随外界环境负荷的变化而变化的要求。压差旁通定压调理方式因为在系统运转过程中水泵的转速并无降低，功率变化不大，所以在运转过程中水泵的功率耗费较大，运转花费较高，可是它也拥有初投资较低且对外面环境没有污染的特色。、自力式调理阀定压调理方式：图 8 为自力式调理阀定压调理方式，经过调理自力式调理阀的开度调理分集水器旁通管的旁通水流量，进而保证分集水器的压差为设定压差。自力式定压调理方式和压差旁通定压调理方式同样，在运转过程中水泵的功率耗费

12、较大，运转花费较高，同时定压精度也较差，可是它也拥有初投资最低且对外面环境没有污染的特色。4、风机盘管二级定压调理的几种形式：、图 9 为风机盘管的一种定压调理方式，电动二通阀安装在风机盘管进水管，压差调理阀安装在风机盘管出水管，经过毛细管连结电动二通阀出入口，保持电动二通阀出入口压差恒定， 经过电动二通阀的脉冲式流量来调理房间温度达到设定温度。这类方式的定压调理精度较高，但设施初投资特别高，且安装麻烦，关于单个房间的舒坦性空调系统，一般极少采纳。当前关于精度要求较高的系统，一般采纳初投资略低且安装调试特别简单的动向均衡电动二通阀，其调理成效是完整同样的。、图 10 为风机盘管的另一种定压调理

13、方式，电动二通阀安装在风机盘管进水管，压差调理阀安装在风机盘管出水管， 经过毛细管连结电动二通阀入口微风机盘管出口， 保持这两点的压差恒定，经过电动二通阀的脉冲式流量来调理房间温度达到设定温度。这类方式和图 9 的方式同样精度较高，但设施初投资特别高，且安装麻烦，关于单个房间的舒坦性空调系统， 一般极少采纳。 当前关于精度要求较高的系统， 一般采纳初投资略低且安装调试特别简单的动向均衡电动二通阀，其调理成效是完整同样的。、图11是一种兼备精度和经济性的定压调理方式，电动二通阀安装在每个风机盘管的供水管， 压差调理阀安装在风机盘管各层水平回水支管上，其另一个取压点接在水平供水管上，经过压差调理阀

14、的定压差作用以保证风机盘管水平供回水管的压差不变，即A、B 二点的压差不变。这类方式能够障蔽层与层之间风机盘管系统流量调理的互相扰乱。关于同层之间的风机盘管，假如是同程式管道或许风机盘管的数目不多， 障蔽同层之间风机盘管流量调理的互相影响的成效也较好 ;假如是异程式系统并且风机盘管的数目许多，因为水平管道延程阻力的影响，则离压差调理阀较近的风机盘管流量调理的互相扰乱就较小，机盘管流量调理的互相扰乱就较大，精度稍差。离压差调理阀较远的风、图12为水平管道异程式且风机盘管数目许多的一种定压调理方式。水平管道回水管上安装压差调理阀， 以保证水平供回水管的压差恒定； 在每个风机盘管供水管上安装动向平衡

15、电动二通阀， 以保证在工作压差范围内， 无论系统压力怎样变化， 风机盘管的流量一直维持在设计流量。 这样就防止了层与层之间以及同层之间风机盘管流量调理的互相扰乱。 这类系统的调理精度高，抗扰乱能力强，弊端是初投资较高。5、空调箱（空气办理机组）二级定压调理的几种形式：、图 13 是空调箱（空气办理机组）的一种定压调理方式，压差调理阀及电动调理阀安装在空调箱 （空气办理机组）的供水管， 压差调理阀的取压点位于电动调理阀的出入口，通过压差调理阀的定压差作用保持电动调理阀出入口压差恒定在设定压差。 如前所述， 这时电动调理阀的流量只受因为尾端设施负荷变化而致使的温度控制信号变化的影响， 而不受因为其

16、余空调箱流量调理而致使系统压力颠簸的影响， 系统实现动向均衡， 同时因为定压差作用，使电动调理阀的实质调理特征曲线与其理想调理特征曲线一致，系统调理性能特别好。可是因为这类方式使用二个阀门，所以在同样状况下设施初投资很高，并且安装调试比较麻烦。、图 14 是空调箱（空气办理机组）的另一种定压调理方式，压差调理阀及电动调理阀安装在空调箱 （空气办理机组） 的供水管， 压差调理阀的取压点位于电动调理阀的入口和空调箱的出口，经过压差调理阀的定压差作用保持这两点压差恒定。同图 13 同样，它能保证空调箱的流量调理不互相扰乱， 即实现动向均衡； 可是因为空调箱的分压作用使调理阀的阀权度小于 1 ，所以它

17、的实质流量特征曲线偏离理想流量特征曲线， 调理特征变差。 所以一般不采纳此方案。、图15是空调箱（空气办理机组）的一种新式定压调理方式，它在空调箱供水管用一种拥有动向均衡功能和电动调理功能一体的动向均衡电动调理阀来取代压差调理阀和电动调理阀组合， 同时因为它经过特意的设计， 所以拥有更好的性能。 这类阀一方面能防止各并联空调箱流量调理的互相扰乱， 同时其实质的流量调理特征与理想的流量调理特征一致，节性能特别好。调同时因为这类阀全部功能集中在一个阀体内，所以在同样性能下设施初投资较低，且安装调试比较简单，所以对比较于图 13 ，拥有必定的优势。三、结语：综上所述，暖通空调变流量系统定压差技术的运用为暖通空调水系统实现动向水力均衡，更舒坦、经济、 节能的运转供给了一种有效的门路。可是在实质的工程实践中，应依据投资和系统精度要求合理的选择定压差方案， 既要知足工程设计和技术规范要求， 又应采纳合理的方案，为甲方节俭资本。参照文件：1 、陈沛霖、岳孝芳主编 空调与制冷技术手册。上海，同济大学第一版社，1990 年2 、陆耀庆 等主编 供暖通风设计手册。北京，中国建筑工业第一版社，1987 年