變流量水系統(tǒng)壓差旁通控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、變流量水系統(tǒng)壓差旁通控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1壓差旁通控制系統(tǒng)的作用在集中空調(diào)水系統(tǒng)總供、回水管之間設(shè)電動(dòng)壓差旁通控制系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)的某些支路部分或全部關(guān)閉時(shí)，通過調(diào)節(jié)分、集水器旁通水力平衡閥可以對(duì)流量進(jìn)行分流，從而維持分、集水器的壓差不變;避免這些支路的改變對(duì)其他支路流量產(chǎn)生影響，有利于空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性;保證流過冷水機(jī)組的流量滿足額定流量要求，保障冷水機(jī)組的安全、高效運(yùn)行;實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)-水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)的控制，以大幅度減少能源消耗;使系統(tǒng)能根據(jù)冷負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入負(fù)荷側(cè)的水流量，達(dá)到供給和需求總流量的瞬時(shí)一致性。2電動(dòng)壓差旁通控制系統(tǒng)組成、作用原理和安裝部位該系統(tǒng)由調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)執(zhí)行器、壓差控制器、變壓器

2、組成，詳見圖1。風(fēng)機(jī)盤管電動(dòng)雙位兩通閥的開、閉和空調(diào)箱比例調(diào)節(jié)兩通閥開度，分、集水器之間的壓差變化通過波紋管傳給壓差控制器，壓差控制器通過不同觸點(diǎn)的接通控制電動(dòng)執(zhí)行器同步電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而通過閥桿控制調(diào)節(jié)閥的開度，將負(fù)荷側(cè)多余流量旁通回冷源側(cè)。調(diào)節(jié)閥全開啟時(shí)，應(yīng)關(guān)閉1臺(tái)主機(jī)及對(duì)應(yīng)的水泵;調(diào)節(jié)閥全關(guān)閉時(shí)，應(yīng)再開啟1臺(tái)水泵及對(duì)應(yīng)的主機(jī)。調(diào)節(jié)閥穩(wěn)定在某一開度時(shí)，則說明現(xiàn)有制冷機(jī)供冷量不小于負(fù)荷側(cè)需冷量，多余的流量旁通回冷源側(cè)。一次泵系統(tǒng)冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù)控制方法有4種:壓差旁通控制法、恒定供回水壓差的流量旁通控制法、回水溫度控制法、恒定用戶處直通調(diào)節(jié)閥前后壓差旁通控制法。其中，以壓差旁通控制法采用

3、限位開關(guān)開、停水泵-主機(jī)最為簡(jiǎn)單可靠。壓差旁通控制法工作原理：低負(fù)荷時(shí)啟動(dòng)1臺(tái)冷水機(jī)組，其相應(yīng)的水泵聯(lián)鎖提前開啟，調(diào)節(jié)閥在某一調(diào)節(jié)位置。負(fù)荷增加時(shí)，調(diào)節(jié)閥趨向全關(guān)的位置，這時(shí)限位開關(guān)閉合，自動(dòng)啟動(dòng)第2臺(tái)水泵和相應(yīng)的冷水機(jī)組；負(fù)荷繼續(xù)增加，則進(jìn)一步啟動(dòng)第3臺(tái)冷水機(jī)組。當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，調(diào)節(jié)閥趨向全開的位置，這時(shí)限位開關(guān)打開，自動(dòng)關(guān)閉第3臺(tái)冷水機(jī)組和相應(yīng)的水泵；負(fù)荷繼續(xù)減小，則進(jìn)一步關(guān)閉第2臺(tái)冷水機(jī)組。調(diào)節(jié)閥的流量為1臺(tái)冷水機(jī)組的流量，其限位開關(guān)用于指示10%90%的開度。調(diào)節(jié)閥連接到總供、回水管之間；壓差控制器連接到分、集水器之間。調(diào)節(jié)閥連接時(shí)，水流方向應(yīng)與閥體上標(biāo)明的一致;壓差控制器連接時(shí)，方向不

4、能接反。詳見圖2。3電動(dòng)壓差旁通控制系統(tǒng)工作過程如圖1所示，當(dāng)分、集水器壓差大于壓差控制器設(shè)定壓差時(shí)，壓差控制器觸頭元件紅、黃兩點(diǎn)接通，電動(dòng)執(zhí)行器1，2觸點(diǎn)閉合通電，調(diào)節(jié)閥開度增大，旁通流量增大，分、集水器壓差降低，達(dá)到設(shè)定壓差；當(dāng)分、集水器壓差小于壓差控制器的設(shè)定壓差時(shí)，壓差控制器觸頭元件紅、藍(lán)兩點(diǎn)接通，電動(dòng)執(zhí)行器1，3觸點(diǎn)閉合通電，調(diào)節(jié)閥開度減小，旁通流量減小，分、集水器壓差升高，達(dá)到設(shè)定壓差；當(dāng)分、集水器壓差等于設(shè)定壓差時(shí)，觸頭元件紅與黃、藍(lán) 均不接通，調(diào)節(jié)閥保持開度不變。調(diào)節(jié)閥全開啟時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行器限位開關(guān)斷電，通過控制回路關(guān)閉1臺(tái)主機(jī)及對(duì)應(yīng)的水泵;調(diào)節(jié)閥全關(guān)閉時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行器限位開關(guān)閉合

5、，通過控制回路開啟1臺(tái)水泵及對(duì)應(yīng)的主機(jī)。4系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的選擇 4.1 調(diào)節(jié)閥4.1.1 選型依據(jù)按1臺(tái)冷水機(jī)組的流量和調(diào)節(jié)閥兩側(cè)壓差確 定調(diào)節(jié)閥的口徑。4.1.2 選型舉例 某空調(diào)系統(tǒng)設(shè)3臺(tái)冷水機(jī)組，制冷量1000 kW/臺(tái)，耗電量189kW/臺(tái)，冷水額定流量Gs為 175 m³/ (臺(tái)h)單臺(tái)機(jī)組連接管管徑DN200(比摩阻77 Pa/m)系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)壓降pv=120 kPa。按流量系數(shù)KV的定義：溫度為278 313 K的水在100 kPa壓降下，1 h通過閥門的體積。由于壓差調(diào)節(jié)閥與負(fù)荷側(cè)并聯(lián)，因此，該調(diào)節(jié)閥在實(shí)際壓差下的流量系數(shù)應(yīng)為KV=316GSpv=316×175

6、m3/(臺(tái)h）120000Pa=160由兩通調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)(見表1)按大于且接近于計(jì)算值選用調(diào)節(jié)閥規(guī)格為DN125,其流量系數(shù)KV=250,按負(fù)荷側(cè)壓降120kPa選擇最大壓差0.3 MP的調(diào)節(jié)閥?？趶? mm流量系數(shù)K、最大壓差/MPa型號(hào)一型號(hào)二閥桿行程/ mm801000.601 .00421001600 .400 .60421252500 .300 .40421503600 .200 .30422004500.100 .20424.1.3 注意事項(xiàng)調(diào)節(jié)閥口徑選擇的依據(jù)是按實(shí)際壓差由單臺(tái)機(jī)組額定流量計(jì)算出來的流量系數(shù)，而不能直接將單臺(tái)機(jī)組連接管管徑確定為調(diào)節(jié)閥管徑。否則，不僅會(huì)造成投資的

7、增加，而且由于機(jī)房空間狹窄安裝會(huì)有困難，同時(shí)增加了系統(tǒng)初調(diào)的難度，若初調(diào)不好則主機(jī)-水泵不能自動(dòng)關(guān)閉，導(dǎo)致 主機(jī)-水泵無謂的電力消耗。4.2電動(dòng)執(zhí)行器4.2.1選型依據(jù)調(diào)節(jié)閥的口徑、閥兩側(cè)最大壓差確定后，其要求的力矩就是定值。因此，可根據(jù)調(diào)節(jié)閥的口徑、閥兩側(cè)最大壓差，按控制要求選定電動(dòng)執(zhí)行器。4.2.2選型舉例已知調(diào)節(jié)閥規(guī)格DN125、可承受兩側(cè)最大壓差0.3 MPa要求能就地控制。由電動(dòng)執(zhí)行器技術(shù)參數(shù)(見表2)，選擇X型電動(dòng)執(zhí)行器:采用遞增、可逆就地控制；扭力2500 N.選用限位開關(guān)。4.2.3 注意事項(xiàng)控制方式按工程實(shí)際要求分就地控制（X:遞增控制、可逆）和有外來信號(hào)（如樓宇自控）控制

8、(Y:比例控制）扭力按所選調(diào)節(jié)閥承受小壓差 (2500 N)或大壓差(4000 N )選擇；附件中一般應(yīng) 選擇限位開關(guān)，以使電動(dòng)旁通控制系統(tǒng)具備啟、停水泵-主機(jī)的功能。4.3 壓差控制器4.3.1 壓差控制器 按空調(diào)水系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)壓差、最大壓差及電動(dòng)執(zhí) 行器電氣參數(shù)選擇壓差控制器。4.3.2 選型舉例已知電動(dòng)執(zhí)行器電路電源24 V，12VA,負(fù)荷側(cè)壓差120 kPa壓差控制器技術(shù)參數(shù)見表3。4.4 變壓器4.4.1 選型依據(jù)按壓差控制器、電動(dòng)執(zhí)行器電氣參數(shù)選擇變壓器。4.4.2 選型舉例已知壓差控制器、電動(dòng)執(zhí)行器電氣參數(shù)24V，50HZ，12VA，變壓器技術(shù)參數(shù)見表45電動(dòng)壓差旁通控制系統(tǒng)與節(jié)能

9、運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)壓差旁通控制系統(tǒng)能根據(jù)負(fù)荷變化及時(shí)關(guān)閉不需要的水泵和相應(yīng)的主機(jī)，是空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行的最好手段。主機(jī)額定水流量對(duì)于維持主機(jī)蒸發(fā)器、冷凝器的高效冷熱交換尤為重要，因此，常規(guī)一次定流量系統(tǒng)冷源側(cè)不宜采用變流量控制。 6實(shí)際運(yùn)行中存在問題的原因分析及解決方法 6.1 出現(xiàn)的問題及原因分析從筆者對(duì)若干家賓館、酒店、商場(chǎng)、寫字樓空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際調(diào)查的情況來看，實(shí)際運(yùn)行中電動(dòng)壓差旁通控制系統(tǒng)存在的問題如下：電動(dòng)旁通閥規(guī)格選擇不當(dāng)；負(fù)荷側(cè)水流量的供給和需求不一致;不能可靠啟、停水泵和主機(jī);甚至旁通控制系統(tǒng)失去調(diào)節(jié)功能被廢棄不用等。這些問題大多是因空調(diào)和電氣設(shè)計(jì)人員對(duì)電動(dòng)壓差旁通控制系統(tǒng)在空調(diào)系統(tǒng)中所起的

10、作用理解不透徹、對(duì)由壓差旁通控制系統(tǒng)控制水泵-主機(jī)的方式選擇不當(dāng)及未采取可靠的保護(hù)措施致使壓差旁通控制系統(tǒng)失靈、甚至失效造成的。另外，空調(diào)水被污染、過濾器設(shè)置不合理，未對(duì)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥形成有效保護(hù)也會(huì)導(dǎo)致壓差旁通控制系統(tǒng)失去調(diào)節(jié)功能。若水質(zhì)不好，空調(diào)末端設(shè)備的電動(dòng)雙位兩通閥或比例調(diào)節(jié)兩通閥前又未設(shè)過濾器，極易發(fā)生水中焊渣、砂粒、金屬氧化物、水垢等卡在閥瓣與閥板之間，導(dǎo)致閥瓣被卡死，從而使調(diào)節(jié)閥失去調(diào)節(jié)功能、電動(dòng)雙位兩通閥不能關(guān)閉或打開。在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)風(fēng)機(jī)盤管電動(dòng)雙位兩通閥、空調(diào)箱比例調(diào)節(jié)兩通閥不能打開時(shí)，管理人員往往將其拆除，幾年以來，空調(diào)水系統(tǒng)中的電動(dòng)兩通閥與調(diào)節(jié)閥大部分或全部被拆除，因閥門導(dǎo)

11、致的故障 倒是徹底排除了，但系統(tǒng)卻無法根據(jù)負(fù)荷的變化進(jìn)行變流量調(diào)節(jié)了，導(dǎo)致能耗顯著増加。6.2 解決辦法要保障壓差旁通控制系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)良好，除正確選擇壓差旁通控制系統(tǒng)各組成部件并調(diào)試 合格外，保持水質(zhì)清潔，在所有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥前設(shè)置水過濾器尤為必要。為降低過濾器阻力、減少 過濾器的工作量，空調(diào)水系統(tǒng)宜設(shè)兩級(jí)過濾：一級(jí)設(shè)在循環(huán)水泵入口，過濾孔徑取3 mm;二級(jí)設(shè) 在各調(diào)節(jié)閥前，過濾級(jí)別按60目（孔徑0. 3 mm) 選擇。此外，亦應(yīng)保證系統(tǒng)的正確安裝和維持適宜的運(yùn)行環(huán)境。調(diào)節(jié)閥安裝時(shí)，管道與閥體必須完 全吻合，水流方向應(yīng)與閥體上標(biāo)明的方向相同；電動(dòng)執(zhí)行器必須垂直安裝在閥體之上，避免電動(dòng) 執(zhí)行器安裝在閥的下面；電動(dòng)執(zhí)行器上面要留出足夠的安裝空間以便日常維護(hù)時(shí)從閥體上拆卸 電動(dòng)執(zhí)行器;維護(hù)閥門時(shí)必須切斷電源，調(diào)節(jié)閥兩側(cè)隔斷閥關(guān)閉；變壓器、壓差控制器、電動(dòng)執(zhí)行 器運(yùn)行要求的環(huán)境溫度，特別是濕度應(yīng)得到保障。因此，機(jī)房要加強(qiáng)通風(fēng)換氣，避免高溫、高濕 導(dǎo)致短路故障。7 結(jié)語(yǔ)壓差旁通控制系統(tǒng)作為集中空調(diào)變流量水