機(jī)電專業(yè)畢業(yè)論文變流量系統(tǒng)壓差旁通控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、變流量系統(tǒng)壓差旁通控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要 介紹了壓差旁通控制系統(tǒng)的作用·系統(tǒng)組成·作用原理·安裝位置以及相關(guān)設(shè)備的選擇，分析了系統(tǒng)存在的問(wèn)題及其原因，并介紹了確保該控制系統(tǒng)長(zhǎng)期良好運(yùn)轉(zhuǎn)的主要措施。 關(guān)鍵詞 調(diào)節(jié)閥 電動(dòng)執(zhí)行器 壓差控制器 變壓器1 壓差旁通控制系統(tǒng)的作用 在集中空調(diào)誰(shuí)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(guò)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(guò)冷水機(jī)組的流量滿足額定流量的要求，保障冷水機(jī)組的安全，

2、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)到共給和需求總流量的瞬間一致性。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)的調(diào)節(jié)閥，電動(dòng)執(zhí)行器，壓差控制器，變壓器組成，詳見(jiàn)圖1.風(fēng)機(jī)盤管電動(dòng)雙位兩通閥的開(kāi)，閉和空調(diào)箱比例調(diào)節(jié)兩通閥開(kāi)度，分，集水器之間的壓差變化通過(guò)波紋管傳給壓差控制器，壓差控制器通過(guò)不同觸電的接通控制電動(dòng)執(zhí)行器同步電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，從而通過(guò)閥桿控制調(diào)節(jié)閥的開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)度

3、時(shí)，則說(shuō)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，恒定用戶處直通調(diào)節(jié)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限位開(kāi)關(guān)開(kāi)，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)的水泵連鎖提前開(kāi)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)閥走向全關(guān)的位置，這時(shí)限位開(kāi)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)荷減少時(shí)，調(diào)節(jié)閥趨向全開(kāi)的位置，這時(shí)限位開(kāi)關(guān)打開(kāi)，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)減少

4、，則進(jìn)一步關(guān)閉第2臺(tái)冷水機(jī)組。調(diào)節(jié)閥的流量為第1臺(tái)冷水機(jī)組的流量，其限位開(kāi)關(guān)用于指示10%90%的開(kāi)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)，方向不能接反。詳見(jiàn)圖2. 3電動(dòng)壓差旁通控制系統(tǒng)工作過(guò)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觸電閉合通電，調(diào)節(jié)閥開(kāi)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·

5、;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(kāi)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(kāi)度不變。調(diào)節(jié)閥全開(kāi)啟時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行器限位開(kāi)關(guān)斷電，通過(guò)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(kāi)關(guān)閉合，通過(guò)控制回路開(kāi)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) 按一臺(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189 kW/臺(tái)，冷水額定流量GS為175m

6、3/(臺(tái)h),單臺(tái)機(jī)組連接管管徑DN200(比摩阻77Pa/m)，系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)壓降pv=120kPa。按流量系數(shù)KV的定義：溫度為278313K的水在100 kPa壓降下，1h通過(guò)閥門的體積。由兩通調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)（見(jiàn)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0.3MPa的調(diào)節(jié)閥。4.1.3 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(lái)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

7、能自動(dòng)關(guān)閉，導(dǎo)致主機(jī)水泵無(wú)謂的電力消耗。表1 兩通調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)口徑/mm 流量系數(shù)KV 最大壓差/ MPa 閥桿行程/mm 型號(hào)一 型號(hào)二80 100 0.60 1.00 42100 160 0.40 0.60 42125 250 0.30 0.40 42150 360 0.20 0.30 42200 450 0.10 0.20 424.2 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0.3Mpa，要求能就地控制。由

8、電動(dòng)執(zhí)行器技術(shù)參數(shù)（見(jiàn)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2 500N，選用限位開(kāi)關(guān)。42.3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(lái)信號(hào)（如樓宇自控）控制（Y：比例控制）；扭力按所選調(diào)節(jié)閥承受小壓差（2 500N）或大壓差（4 00N）選擇；附件中一般應(yīng)選擇限位開(kāi)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選型依據(jù)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。選型舉例已知電動(dòng)執(zhí)行器電路電源24V，12VA，負(fù)荷側(cè)壓差120kpa,壓差控制器技術(shù)參數(shù)見(jiàn)

9、表3.4.4變壓器選型依據(jù)按壓差控制器·電動(dòng)執(zhí)行器電氣參數(shù)選擇變壓器。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(jiàn)表4.表2 電動(dòng)執(zhí)行器技術(shù)參數(shù)X(-XL)型 Y(-YL)型控制方式 遞增控制，可逆 比例控制電氣參數(shù) 24V，50Hz,12VA電動(dòng)機(jī) 同步電動(dòng)機(jī)，帶磁性離合器扭力 2500N(對(duì)應(yīng)小壓差) 4000N（對(duì)應(yīng)大壓差）室溫要求 555最大濕度 不結(jié)露 90，不結(jié)露附件 選配件：限位開(kāi)關(guān)接線圖 表3 X型壓差控制器技術(shù)參數(shù)設(shè)定壓差范圍/kPa 55414波紋管最大允許壓差/kPa 830電氣參數(shù) 24V,50Hz觸頭元件

10、全封閉浮動(dòng)式開(kāi)關(guān)電線連接 色標(biāo)螺旋式接線終端運(yùn)行時(shí)環(huán)境溫度/ 160接線 1） 當(dāng)壓差減小時(shí)，浮動(dòng)觸點(diǎn)桿接通公共端子（R）與藍(lán)色端子（B）;2） 當(dāng)壓差增大時(shí)，浮動(dòng)觸點(diǎn)桿接通公共端子（R）與黃色端子（Y）表4 MV24型變壓器技術(shù)參數(shù)功率/W 40頻率/Hz 50輸入電壓/V 220滿負(fù)荷輸出電壓/V 24斷路二次電壓/V 26.5(±1)工作環(huán)境溫度/ -40505 電動(dòng)壓差旁通控制系統(tǒng)與節(jié)能運(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)的機(jī)主，是空調(diào)水系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行的最好手段。機(jī)主額定水流量對(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

11、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(wèn)題的原因分析及解決方法6.1 出現(xiàn)的問(wèn)題及原因分析從筆者對(duì)本廠空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際調(diào)查的情況來(lái)看，實(shí)際運(yùn)行中電動(dòng)壓差旁通控制系統(tǒng)存在的問(wèn)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(wèn)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(guò)濾器設(shè)置不合理，未對(duì)電

12、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(guò)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(kāi)。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(kāi)時(shí)，管理人員往往將其拆除，幾年以來(lái)，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)致的故障倒是徹底排除了，但系統(tǒng)卻無(wú)法根據(jù)負(fù)荷的變化進(jìn)行變流量調(diào)節(jié)了，導(dǎo)致能耗顯著增加。6.2 解決辦法要保障壓差旁通控制系

13、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(guò)濾器尤為必要。為降低過(guò)濾器阻力·減少過(guò)濾器的工作量，空調(diào)水系統(tǒng)宜設(shè)兩級(jí)過(guò)濾：一級(jí)設(shè)在循環(huán)水泵入口，過(guò)濾孔徑取3mm；二級(jí)設(shè)在各調(diào)節(jié)閥前，過(guò)濾級(jí)別按60目（孔徑0.3mm）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)行器安裝在閥的上面；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