建筑能耗占我国能源消费总量的比重已达到35%,并且还在继续增长。大型公共建筑空调系统能耗约占建筑总能耗的50-65%。
空调系统的典型问题:高能耗和低舒适度。
1)制冷机组、水泵、空调机组等设备工作效率较低;
2)空调房间温度达不到设定值,波动很大;
3)水系统噪音。
液压失衡:
静水力不平衡:主要是由于系统设计、产品选型、施工等过程中各种误差的叠加,导致设计要求的系统管道阻力特性与实际流量不相符造成的实际流量。实际系统管道阻力特性 与设计流量不一致的水力不平衡状态。静态水力不平衡:先天性,存在于所有系统中,平衡调整后消失。
动态水力不平衡:HVAC水系统上安装了很多控制装置,应用了变流量技术,使系统的瞬时阻力特性与设计要求的阻力特性不匹配,造成瞬时不平衡系统的。后天,所有系统都有它,必须通过动态阀门来纠正!
液压平衡阀的分类:
一、静态平衡阀——平行管道
二、动态平衡阀
1、动态流量平衡阀/恒流阀——冰箱行李箱
2、动态差压平衡阀/差压调节器——水平支管,垂直立管
三、电动平衡阀—末端设备
1、动平衡电动二通阀——风机盘管
2、动平衡电动调节阀—新风机组、组合式空气处理机组
液压平衡阀的作用:
等分配流量(按设计流量分配):静态平衡阀;
按需分配流量(通过实时负载分配):动态平衡阀。
阀门流量计算公式:
静态(液压)平衡阀:
各主并联管道(集水器、垂直立管、水平支管)平衡方案
水力不平衡的典型症状(现有问题):
部分地区过流导致冷热分布不均,导致部分地区出现欠流;
由于增加流量操作以处理不利循环而浪费了能量;
回路阀和终端设备有水流噪音。
并联回路中流量分布与压降的关系:
平衡方案:每条并联管路均配备一个静态平衡阀。
平衡原理:通过调节自身开度改变阀门阻力,平衡各并联回路的阻力比,合理分配流量,使实际流量与设计流量一致;
消除了水系统部分区域冷热分布不均,导致部分区域底流,有效避免了加大流量照顾不利回路的能源浪费现象,因此可以节省冷/热,同时还降低泵的运行成本。
通过调节自身开度,改变阀门阻力,平衡各并联回路的阻力比,使流量合理分配,实际流量与设计流量一致;
消除了水系统部分区域冷热分布不均,导致部分区域底流,有效避免了加大流量照顾不利回路的能源浪费现象,因此可以节省冷/热,同时还降低泵的运行成本。
静态平衡阀的作用:调节并联回路流量的分配。
静态平衡阀是一种局部阻力系数可调的阀门,通过改变静态平衡阀;
自身的局部阻力系数,然后调整其所在回路的S值....
动平衡电动调节阀:
1、动平衡电动调节阀=差压平衡阀+电动调节阀;
2、一个阀门安装空间小,阻力:3m; (压力平衡阀+电动调节阀阻力:5-6m)
3、初投资成本:差压平衡阀+电动调节阀比动平衡电动调节阀高20%。
新风机组与组合空气处理机组的平衡控制方案:
动态水力不平衡的典型现象(存在问题):
1、普通电动调节阀容易受到系统压差波动的干扰,无法稳定准确地控制水流;
自我控制的理想状态:
目标区域负荷变化——阀门开度相应变化以调节水流(冷/热输出);
目标区域负载保持不变 - 阀门开度保持不变以稳定水流(冷/热输出)。
使用普通电动调节阀,状态1系统运行正常。
应用普通电动调节阀,水系统压力在状态2波动。
实际流量偏离负荷需求流量;导致电动调节阀动作频繁。
应用普通电动控制阀,状态3控制阀门动作。
电动调节阀是水系统的一部分。它受系统影响,也影响系统。其动作会影响相邻回路,造成系统频繁扰动。
2、普通电动调节阀在系统低负载运行时存在很多问题;
①通过阀门的流量不是很小;
②产生较大的噪声;
③作用在阀芯上的力会很大,容易造成阀杆晃动的不良情况;
④作用在阀芯上的力很大。如果执行器的扭矩较小,则容易出现阀门。
门关不上的问题;
⑤阀芯、执行器等关键部件的寿命大大降低。
3、普通电动调节阀的流量特性曲线偏离理想特性曲线。
等百分比特性曲线:
线性特性曲线:
为什么电动调节阀需要等百分比流量特性曲线?
问题出在哪里?压差是一个变量。
方案一:动平衡电控阀(集成阀)
它是如何工作的:
1、最大流量可通过手轮3设置,设置值可通过锁定滑块锁定。当负载变化时,可通过执行器调节流量。 P1阀的入口压力、P3阀的出口压力、阀芯后面的压力均由P2阀调节。 P1-P2 是一个常数值。
2、动平衡结构1a可以使P1-P2保持恒定,流量设定结构1b通过流量设定手轮3调节,设定最大流量。当P1-P3发生变化时(如系统终端设备的开关或调节动作引起的压差),P1-P2始终保持不变。因此,阀门任意开度(a=1))的阀门权限为100%,可实现从小负载到满负载的流量精准稳定控制。
特性曲线:
典型应用:
天花板辐射冷却系统;风机盘管系统;散热器系统;地板送风系统;新风机组,组合式空气处理机组系统。
方案二:动平衡电动控制阀
阀体内独特的恒压差结构可以平衡系统的压力波动,使通过阀门(进入机组)的流量不受系统影响。独特而不变。
动平衡电动调节阀的工作原理:
1、通过弹簧力保持△P不变
阀体内的导压通道会调节结构两端的压力P1、P2,通过弹簧力的作用使膜片上下端保持平衡状态:P1=P2+P弹簧,当系统压力产生波动时,平衡就会被打破。例如,当P1增大时静态平衡阀出厂开度,作用在膜片下方的力相应增大,膜片向上运动,压差控制结构空间减小,P2也相应增大,达到新的平衡。反之亦然。
2、通过调节阀芯改变Kv值来调节流量
动平衡电动调节阀内部结构
风机盘管回路平衡控制方案:
动态水力不平衡的典型现象(存在问题):
1、回路中任意一个或几个二通阀的动作都会引起压差波动,导致其他终端设备流量发生变化,冷热输出发生变化。
2、回路外的压差波动,导致整个回路和回路内各终端设备的流量发生变化,冷热输出发生变化。
方案一:动平衡电动二通阀(集成阀)
它是如何工作的:
1、可通过手轮3设定最大流量,设定值可双重锁定。当负载变化时,可以通过执行器调节流量。 P1为阀门入口压力,P3为阀门出口压力,P2为调节阀芯前的压力。 P2-P3 是一个常数值。
2、动平衡结构1a可以使P2-P3保持恒定,流量设定结构1b可以通过流量设定手轮3调节,设定最大流量。当P1-P3发生变化时(如系统终端设备的开关或调节动作引起的压差),P2-P3保持不变。因此,阀门任意开度(a=1))的阀门权限为100%,可实现从小负载到满负载的流量精准稳定控制。
方案二:动平衡电动二通阀(集成阀)
动平衡(恒流)与电加热开关的集成产品;
阀门开启时,可在工作压差范围内动态平衡系统压力变化,使流量始终恒定,不受系统压力波动的影响;工厂根据终端设备设计流程定制的产品,流程始终保持在终端设备所需的设计流程上。
方案三:差压调节器+电加热二通阀
方案4:差压调节器+电动二通阀
系统回路间恒压差---稳定压差。
压差调节器稳定压差的工作原理:
在一定范围内可根据用户需要现场设定压差值,设定值可直接读取,给用户带来极大的灵活性;
当系统的压差发生波动时,作用在膜片上下两端的力也随之变化,膜片会带动阀芯运动改变阀门本身的阻力,补偿膜片上、下端的压差。系统,并使两个控制点之间的压差恒定。常数。
压差调节器稳定压差的工作原理:
(△P设定)△P端装置=△P回路-△P阀
串联管线总阻力数为串联管线各段阻力数之和。
电热执行器相对于电动执行器的突出优势:
1、无齿轮等部件,无机械故障隐患,无传动噪音;
2、慢开慢关动作特性,水系统无噪音和水锤;
3、慢开慢关动作特性,室温变化平缓,舒适度高;
4、无电机、齿轮等易损件,寿命长;
5、执行器防护等级高静态平衡阀出厂开度,适用于各种环境。
主机与水泵平衡方案:
动态水力不平衡的典型现象(存在问题):
1、冷水机实际流量与额定流量有偏差;
2、泵的实际工作点偏离设计值,不在高效区;
管道中水流恒流——水流稳定
动态流量平衡阀恒流工作原理:
静态平衡阀的特点——保证平衡效果:
1、每个规格口径的产品都有对应的压差-流量曲线。
2、平滑的线性流量特性曲线,确保平衡调试准确。
3、专用仪表通过两个测压孔精确测量差压、流量和温度。
4、侧面360°开度显示,方便观察管理。
5、平衡调试后,可以锁定开口并具有关机功能。
差压调节器的特点:
1、压差设定值直接以压差单位读取,无需转换。
2、压差可以通过转动手轮来设置,无需特殊工具。
应用案例:
1、系统形式:主机恒流,末端变流;不同的程序,四个控件。
系统分析:场馆人员变动较大,负荷变化不规律,整个空调系统的使用相对复杂。每个功能区都需要不断调整流量,以适应频繁变化的负载。
1)在制冷机组的冷冻水和冷却水上安装动态流量平衡阀。
2)安装在新风机组和空调箱内的动平衡电动调节阀
3)风机盘管上与机组并联装有动平衡电动二通阀
4)在风机盘管所在的支管上安装差压调节器
系统形式:水环热泵系统,两管路冷却水。
系统分析:既有静态的,也有动态的。
1、每层水平支管安装静平衡阀
2、并联水环热泵主机前支管路安装静态平衡阀和差压调节器
静平衡阀、动平衡电动调节阀、动平衡电动二通阀的应用:
1、在集水器各回水管、立管和水平支管上安装静平衡阀
通过调节自身开度改变阀门阻力,平衡各并联回路的阻力比,使流量合理分配,实际流量与设计流量一致;消除水系统某些区域的溢流,造成某些区域的欠流冷热分布不均,有效避免了加大流量照顾最不利回路的能源浪费,从而可以节省冷/热,降低泵的运行成本。
2、安装在新风机组和空调箱内的动平衡电动调节阀
3、风机盘管安装动平衡电动二通阀