中央空調(diào)系統(tǒng)壓差調(diào)節(jié)閥設(shè)計規(guī)范為保證空調(diào)冷凍水系統(tǒng)中冷水機組的流量基本恒定;冷凍水泵運行工況穩(wěn)定,一般采用的方法是:負荷側(cè)設(shè)計為變流量,控制末端設(shè)備的水流量,即采用電動二通閥作為末端設(shè)備的調(diào)節(jié)裝置以控制流入末端設(shè)備的冷凍水流量。在冷源側(cè)設(shè)置壓差旁通控制裝置以保證冷源部分冷凍水流量保持恒定,但是在實際工程中,由于設(shè)計人員往往忽視了調(diào)節(jié)閥選擇計算的重要性,在設(shè)計過程中,一般只是簡單的在冷水機組與用戶側(cè)設(shè)置了旁通管,其旁通管管徑的確定以及旁通調(diào)節(jié)閥的選擇未經(jīng)詳細計算,這樣做在實際運行中冷水機組流量的穩(wěn)定性往往與設(shè)計有較大差距,旁通裝置一般無法達到預(yù)期的效果,為將來的運行管理帶來了不必要的麻煩,本文就壓差調(diào)節(jié)閥的選擇計算方法并結(jié)合實際工程作一簡要分析。 冷熱源主機設(shè)備本身確實帶有控制面板,但只能對本機進行保護和控制,不能解決外圍的冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔、管路閥門等的統(tǒng)一協(xié)調(diào)問題,在沒有配置額外的控制系統(tǒng)的情況下,這些設(shè)備只好手動開停;此外,冷熱源主機設(shè)備本身的控制面板也不能解決多臺主機之間的協(xié)調(diào)問題,例如根據(jù)冷熱負荷自動選擇應(yīng)該開停的主機,所以中央空調(diào)系統(tǒng)中的冷熱源主機部分通常需要配置額外的自控系統(tǒng)。 一、壓差調(diào)節(jié)裝置的工作原理 壓差調(diào)節(jié)裝置由壓差控制器、電動執(zhí)行機構(gòu)、調(diào)節(jié)閥、測壓管以及旁通管道等組成,其工作原理是壓差控制器通過測壓管對空調(diào)系統(tǒng)的供回水管的壓差進行檢測,根據(jù)其結(jié)果與設(shè)定壓差值的比較,輸出控制信號由電動執(zhí)行機構(gòu)通過控制閥桿的行程或轉(zhuǎn)角改變調(diào)節(jié)閥的開度,從而控制供水管與回水管之間旁通管道的冷凍水流量,終保證系統(tǒng)的壓差恒定在設(shè)定的壓差值。當(dāng)系統(tǒng)運行壓差高于設(shè)定壓差時,壓差控制器輸出信號,使電動調(diào)節(jié)閥打開或開度加大,旁通管路水量增加,使系統(tǒng)壓差趨于設(shè)定值;當(dāng)系統(tǒng)壓差低于設(shè)定壓差時,電動調(diào)節(jié)閥開度減小,旁通流量減小,使系統(tǒng)壓差維持在設(shè)定值。
二、選擇調(diào)節(jié)閥應(yīng)考慮的因素 調(diào)節(jié)閥的口徑是選擇計算時重要的因素之一,調(diào)節(jié)閥選型如果太小,在大負荷時可能不能提供足夠的流量,如果太大又可能經(jīng)常處于小開度狀態(tài),調(diào)節(jié)閥的開啟度過小會導(dǎo)致閥塞的頻繁振蕩和過渡磨損,并且系統(tǒng)不穩(wěn)定而且增加了工程造價。 通過計算得到的調(diào)節(jié)閥應(yīng)在10%-90%的開啟度區(qū)間進行調(diào)節(jié),同時還應(yīng)避免使用低于10%。 另外,安裝調(diào)節(jié)閥時還要考慮其閥門能力PV(即調(diào)節(jié)閥全開時閥門上的壓差占管段總壓差的比例),從調(diào)節(jié)閥壓降情況來分析,選擇調(diào)節(jié)閥時必須結(jié)合調(diào)節(jié)閥的前后配管情況,當(dāng)PV值小于0.3時,線性流量特性的調(diào)節(jié)閥的流量特性曲線會嚴(yán)重偏離理想流量特性,近似快開特性,不適宜閥門的調(diào)節(jié)。
三、調(diào)節(jié)閥的選擇計算 調(diào)節(jié)閥的尺寸由其流通能力所決定,流通能力是指當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時,閥兩端壓力降為105Pa,流體密度為1g/cm3時,每小時流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流體的立方米數(shù)。進口調(diào)節(jié)閥流通能力的表示方式通常有cv和kv兩種,其中kv=c,而cv是指當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時,流通60oF的清水,閥兩端壓力降為1b/in2時每分鐘流過閥門的流量,cv=1.167kv。
壓差旁通調(diào)節(jié)裝置如下: (1)確定調(diào)節(jié)閥壓差值(⊿P) 如上圖所示,作用在調(diào)節(jié)閥上的壓差值就是E和F之間的壓差值,由于C-D旁通管路與經(jīng)過末端用戶的D-U-C管路的阻力相當(dāng),所以E-F之間的壓差值應(yīng)等于D-U-C管路壓差(指末端用戶不利環(huán)路壓差)減去C-E管段和F-D管段的壓差值。
(2)計算調(diào)節(jié)閥需要旁通的大和小流量 對于單機組空調(diào)機系統(tǒng),根據(jù)末端用戶實際使用的低負荷就可以確定小負荷所需的流量,從而確定大旁通流量,其公式為: G=(Q-Qmin)*3.6/CP*⊿T(1) 公式中,G為流量單位為(m3/h),Q為冷水機組的制冷量(KW),Qmin空調(diào)系統(tǒng)小負荷(KW),CP為水的比熱,CP=4.187kJ/kg.oC,⊿T為冷凍水供回水溫差,一般為5oC 根據(jù)實際可調(diào)比RS=10(PV)1/2(2) 即可算出調(diào)節(jié)閥的旁通小流量
(3)計算壓差調(diào)節(jié)閥所需的流通能力C C=316G*(⊿P/ρ)-1/2(3) 公式中,ρ為密度,單位為(g/cm3),G為流量,單位為(m3/h),⊿P為調(diào)節(jié)閥兩端壓差,單位為(Pa)。根據(jù)計算出的C值選擇調(diào)節(jié)閥使其流通能力大于且計算值。 (4)調(diào)節(jié)閥的開度以及可調(diào)比的驗算。根據(jù)所選調(diào)節(jié)閥的C值計算當(dāng)調(diào)節(jié)閥處于小開度以及大開度情況下其可調(diào)比是否滿足要求,根據(jù)計算出的可調(diào)比求出大流量和小流量與調(diào)節(jié)閥在小開度及大開度下的流量進行比較,反復(fù)驗算,直至合格為止。
5. 中央空調(diào)系統(tǒng)壓差調(diào)節(jié)閥設(shè)計規(guī)范結(jié)論 中央空調(diào)常規(guī)安裝的壓差旁通閥;電動壓差旁通閥和自力式壓差旁通閥,循環(huán)水泵工頻運行的系統(tǒng)和變頻運行的系統(tǒng)壓差旁通閥的調(diào)試過程,從安裝壓差旁通閥的目的出發(fā)探討其他控制方式。通過以上分析,可以得出如下結(jié)論:
?。?)調(diào)節(jié)閥流通能力C的確定是選擇調(diào)節(jié)閥至關(guān)重要的一步,只有流通能力C計算正確,調(diào)節(jié)閥才有可能滿足工藝要求。 (2)調(diào)節(jié)閥的閥門能力PV也是選擇調(diào)節(jié)閥的重要指標(biāo)之一,原則上要盡可能選擇大的Pv值。 ?。?)調(diào)節(jié)閥的實際可調(diào)比Rs是決定調(diào)節(jié)閥能否滿足工藝要求的參數(shù)之一。實際可調(diào)比往往遠遠小于理想可調(diào)比,但是在選擇調(diào)節(jié)閥時要盡可能使實際可調(diào)比接近大值。 ?。?)調(diào)節(jié)閥所能通過的大流量與小流量是選擇計算的關(guān)鍵環(huán)節(jié),這兩個數(shù)值應(yīng)該由實際可調(diào)比與工藝要求共同決定。 ?。?)通過工程實例可以看出旁通管的管徑的計算也很重要,如果未經(jīng)計算就選擇與調(diào)節(jié)閥相同的口徑則無法滿足工藝要求。
通過以上五點可以看出壓差調(diào)節(jié)閥在中央空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制中占有比較重要的地位,只有經(jīng)過仔細計算,才能使所選擇的壓差調(diào)節(jié)閥滿足工藝要求。
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