暖通空調(diào)中系統(tǒng)中的定壓差技術(shù)

SOT。?崇拓索拓籀免費的暖通自控工程師www.sot099.ccm400-666—0731IS4SSKI暖通空調(diào)中系統(tǒng)中的定壓差技術(shù)一、為什么在變流量系統(tǒng)中必須使用定壓差技術(shù)暖通空調(diào)系統(tǒng)的目的是保持目標(biāo)區(qū)域適宜的溫度。由于空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備的負(fù)荷是隨著季節(jié)以及晝夜轉(zhuǎn)換的變化而變化的，因此各末端空調(diào)設(shè)備的流量也要求隨之變化。為保證空調(diào)系統(tǒng)的舒適節(jié)能性，即保證空調(diào)系統(tǒng)目標(biāo)區(qū)域的適宜溫度（過高或過低都會導(dǎo)致不舒適及不節(jié)能），最根本的途徑就是選擇最佳的方法來根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的溫度來調(diào)節(jié)流量，同時避免在調(diào)節(jié)過程中的相互干擾。1、流量調(diào)節(jié)的主要方式圖1為變流量系統(tǒng)常用的調(diào)節(jié)方式，根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的設(shè)定溫度與實際溫度的比較、通過電動閥來調(diào)節(jié)流過末端設(shè)備的水流量。電動閥調(diào)節(jié)水流量的方式有二種：長沙索拓電子技術(shù)有限公司

<11sarb素拓索拓您免費的暖通自控工程師<11www.SO400-666-0731度長違剽www.SO(1)脈沖式調(diào)節(jié)采用開關(guān)型電動閥，通過控制開關(guān)時間比來調(diào)節(jié)流經(jīng)末端設(shè)備的平均流量，如圖2所示的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)房間溫度調(diào)節(jié)即為脈沖式調(diào)節(jié)，其平均流量為：Q平均=Q設(shè)計(t1+t2+t3+t4+t5)/t0；這種調(diào)節(jié)方法適用于小流量，調(diào)節(jié)精度較低的末端設(shè)備；(2)連續(xù)調(diào)節(jié)長沙索拓電子技術(shù)有限公司SOTO^拓索拓您免費的暖通自控工程師www.SO400^666-0731采用調(diào)節(jié)型電動閥，通過對流量的連續(xù)調(diào)節(jié)來滿足末端設(shè)備負(fù)荷變化的要求。如圖3所示的空調(diào)箱系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)即為連續(xù)調(diào)節(jié)，其平均流量為：Q平均=Jt1t2Q(x)dx/(t2-t1)。這種調(diào)節(jié)方式適用于調(diào)節(jié)精度要求較高的系統(tǒng)。2、避免流量調(diào)節(jié)相互干擾的方式實際上，變流量系統(tǒng)末端設(shè)備流量調(diào)節(jié)的相互干擾是不可避免的，我們所能做的是消弱和屏蔽這種干擾，在空調(diào)系統(tǒng)中，常用的消弱和屏蔽干擾的方式主要有以下二種：(1)PID參數(shù)方式PID是樓宇自控DDC及工控儀表調(diào)節(jié)計等控制儀表調(diào)節(jié)流量的主要計算方法(P-比例常數(shù)、I-積分時間常數(shù)、D-微分時間常數(shù))。對于用調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)流量的空調(diào)系統(tǒng)來說，PID參數(shù)是由調(diào)節(jié)閥所在空調(diào)系統(tǒng)的整體狀態(tài)決定的，不同的空調(diào)系統(tǒng)PID參數(shù)的取值不一樣。由于調(diào)節(jié)閥可以根據(jù)不同的系統(tǒng)要求設(shè)定長沙索拓電子技術(shù)有限公司scxrcy秦＞5索拓您免費的暖通自控工程師www.SOto99.ccm豈400-666-0731虞長畋www.SOto99.ccm豈400-666-0731虞長畋不同的積分時間常數(shù)I和微分時間常數(shù)D從而實現(xiàn)對系統(tǒng)的超調(diào)和預(yù)調(diào)，在消弱系統(tǒng)的惰性和慣性的影響從而提高調(diào)節(jié)精度的同時，當(dāng)發(fā)生流量調(diào)節(jié)的相互干擾引起目標(biāo)區(qū)域溫度偏離時，也能實時地對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)以消弱這種相互干擾。PID方式的流量干擾糾正過程如下（如圖1）：流量調(diào)節(jié)干擾一末端設(shè)備流量變化一制冷（加熱）量變化一目標(biāo)區(qū)域溫度T偏離一目標(biāo)區(qū)域溫度T與設(shè)定溫度比較一溫控器輸出信號變化一電動閥開度變化一流量干擾糾正，因此這種糾正是滯后式糾正。由于空調(diào)系統(tǒng)（特別是風(fēng)系統(tǒng)）的熱惰性非常大，調(diào)節(jié)過程的滯后時間較長，還沒等到電動閥改變開度來消弱原來的流量干擾，新的流量干擾又已產(chǎn)生。因此，通過這種方式來消弱流量干擾的效果是有限的，特別是對于一些帶多個電動調(diào)節(jié)閥的大型空調(diào)系統(tǒng)，這種流量調(diào)節(jié)的相互干擾造成系統(tǒng)很難達(dá)到平衡狀態(tài)，即使達(dá)到平衡狀態(tài)，也很容易由于受到干擾而失去平衡。（2）定壓差技術(shù)如何采取更好的方法來避免流量調(diào)節(jié)的相互干擾呢？根據(jù)流體力學(xué)的基本公式Q=KvX（AP）0.5（Q：電動閥流量；Kv：電動閥流量系數(shù)；△?:電動閥前后壓差）如圖1所示，當(dāng)電動閥接受溫度控制信號改變開度時，公式中的Kv值發(fā)生變化，調(diào)節(jié)流量Q以滿足目標(biāo)區(qū)域溫度控制的要求。那么如何避免流量調(diào)節(jié)的相互干擾呢？很顯然，只要保證公式中的△?值不變（即圖1A、C二點間的壓差不變）就可以了，這樣電動閥的流量Q只受目標(biāo)區(qū)域溫度控制信號的影響，而不受別的因素，如由于其它末端設(shè)備流量調(diào)節(jié)而引起的系統(tǒng)壓力波動（即圖1A、B二點間的壓力波動）的影響。長沙索拓電子技術(shù)有限公司KmSOY。?秦拓索拓您免費的暖通自控工程師www.SO400-666-0731陶45送菱）Kmwww.SO保證△?值不變的技術(shù)就是定壓差技術(shù)。實際上，定壓差技術(shù)是暖通空調(diào)變流量系統(tǒng)動態(tài)水力平衡的主要調(diào)節(jié)方式。實現(xiàn)了定壓差技術(shù)，系統(tǒng)就實現(xiàn)了動態(tài)平衡，就不存在末端設(shè)備流量調(diào)節(jié)的相互干擾。由于這種屏蔽干擾的實現(xiàn)過程是：流量調(diào)節(jié)干擾一系統(tǒng)壓力波動一定壓差技術(shù)一流量干擾糾正。因此這種干擾實際上還沒有影響到電動閥就在管道中被屏蔽掉了，因此通過這種方式來消除流量調(diào)節(jié)之間的相互干擾很迅速，效果較好。綜上所述，在變流量系統(tǒng)中，選擇合理的流量調(diào)節(jié)方式，同時采用定壓差技術(shù)，可以避免系統(tǒng)不同部位流量調(diào)節(jié)的相互干擾，從而實現(xiàn)動態(tài)水力平衡。實際上，在工程實踐中，除了圖1的定壓方式外，還有壓差旁通定壓方式、調(diào)頻泵定壓方式以及對多臺末端設(shè)備集中定壓等，會在以后的篇幅中分別論述。二、變流量系統(tǒng)中定壓差技術(shù)的應(yīng)用對于一個實際的變流量系統(tǒng)，定壓差技術(shù)的應(yīng)用原則是：分系統(tǒng)定壓、分級定壓。1、分系統(tǒng)定壓分系統(tǒng)定壓是指對于一個含有多個系統(tǒng)的大型變流量水力系統(tǒng)，在設(shè)計時為避免各水力分系統(tǒng)的相互影響，應(yīng)分別采用定壓差技術(shù)，對每個分系統(tǒng)進(jìn)行定壓，從而保證各個分系統(tǒng)各自獨立的互不干擾的工作。長沙索拓電子技術(shù)有限公司www.SOto99.GcmMW圖4大型變疏量系統(tǒng)分系統(tǒng)定壓MW圖4大型變疏量系統(tǒng)分系統(tǒng)定壓如圖4所示，為帶有二個獨立分系統(tǒng)的變流量系統(tǒng)，在每個分系統(tǒng)分集水器處分別應(yīng)用了定壓差技術(shù)，從而保證這二個分系統(tǒng)各自獨立互不干擾的工作。2、分級定壓對于獨立的變流量水力系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)投資和精度要求合理的選擇定壓方案。通常應(yīng)該按照從主機(jī)到末端的步驟逐級對系統(tǒng)進(jìn)行定壓，對于精度要求較高的系統(tǒng)，可以采用二級甚至多級定壓的方式以保證系統(tǒng)各末端設(shè)備各自獨立互不干擾的工作。長沙索拓電子技術(shù)有限公司SOT。?素拓www.SO圖環(huán)就四:再序而*兩斥蚪n杵M冕購亙直也讓二電"I索拓您免費的暖通自控工程師400-666-0731（矣長窗美）圖SOT。?素拓www.SO圖環(huán)就四:再序而*兩斥蚪n杵M冕購亙直也讓二電"圖5為變流量空調(diào)系統(tǒng)常用的定壓調(diào)節(jié)方式。該系統(tǒng)采用二級定壓:在機(jī)房主管路分、集水器處通過壓差旁通系統(tǒng)一級定壓，主管道通過調(diào)頻泵調(diào)節(jié)主供回水的流量;長沙索拓電子技術(shù)有限公司末端風(fēng)機(jī)盤管處采用在每層水平分支管道回水管上安裝壓差調(diào)節(jié)閥來二級定壓，通過各風(fēng)機(jī)盤管支路上的電動二通閥開關(guān)式調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)盤管的流量；末端空調(diào)箱（空氣處理機(jī)組等）在進(jìn)口采用壓差調(diào)節(jié)閥二級定壓，采用電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)入設(shè)備的流量。以上僅為變流量水系統(tǒng)三個主要位置常用的定壓調(diào)節(jié)方式，下面就這幾個位置各種定壓調(diào)節(jié)方式進(jìn)行分析。3、分集水器一級定壓調(diào)節(jié)的幾種形式：（1）調(diào)頻泵定壓調(diào)節(jié)方式圖6為調(diào)頻泵定壓調(diào)節(jié)方式，通過調(diào)頻器調(diào)節(jié)調(diào)頻泵的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)進(jìn)入分集水器的流量從而保證分、集水器壓差為設(shè)定壓差，從而保證變流量系統(tǒng)的流量隨外界環(huán)境負(fù)荷的變化而變化的要求。長沙索拓電子技術(shù)有限公司SOTO@^h5索拓您免費的暖通自控工程師400-666-0731圈IS原葵）調(diào)頻泵定壓調(diào)節(jié)方式由于調(diào)節(jié)了水泵轉(zhuǎn)速，減少了系統(tǒng)運行過程中水泵的能量消耗，這種配置較其它的方式比較節(jié)省系統(tǒng)的運行費用，同時比較節(jié)能，但是由于它使用的調(diào)頻器，對電網(wǎng)的沖擊較大，造成一定的電磁污染，因此需要采用一定的電路隔離設(shè)備，因此初投資比較高。（2）壓差旁通定壓調(diào)節(jié)方式四7壓差旁通定壓調(diào)節(jié)方式圖7為壓差旁通定壓調(diào)節(jié)方式，通過主管道旁通的電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)旁通水量從而調(diào)節(jié)進(jìn)入分集水器的流量，保證分、集水器的壓差為設(shè)定壓差，從而保證變流量系統(tǒng)的流量隨外界環(huán)境負(fù)荷的變化而變化的要求。壓差旁通定壓調(diào)節(jié)方式由于在系統(tǒng)運行過程中水泵的轉(zhuǎn)速并沒有降低，功率變化不大，因此在運行過程中水泵的功率消耗較大，運行費用較高，但是它也具有初投資較低且對外部環(huán)境沒有污染的特點。（3）自力式調(diào)節(jié)閥定壓調(diào)節(jié)方式長沙索拓電子技術(shù)有限公司5,OTO親拓索拓您免費的暖通自控工程師www.SOto99.Gom400-666-0731（笑長通美）囹&自力式調(diào)節(jié)閥定壓調(diào)節(jié)方式圖8為自力式調(diào)節(jié)閥定壓調(diào)節(jié)方式，通過調(diào)節(jié)自力式調(diào)節(jié)閥的開度調(diào)節(jié)分集水器旁通管的旁通水流量，從而保證分集水器的壓差為設(shè)定壓差。自力式定壓調(diào)節(jié)方式和壓差旁通定壓調(diào)節(jié)方式一樣，在運行過程中水泵的功率消耗較大，運行費用較高，同時定壓精度也較差，但是它也具有初投資最低且對外部環(huán)境沒有污染的特點。4、風(fēng)機(jī)盤管二級定壓調(diào)節(jié)的幾種形式.風(fēng)機(jī)盤管.風(fēng)機(jī)盤管.風(fēng)機(jī)盤管.匿1?長沙索拓電子技術(shù)有限公司

秦拓索拓您免費的暖通自控工程師www.SO400-666-0731（美長逶美）www.SO（1）圖9為風(fēng)機(jī)盤管的一種定壓調(diào)節(jié)方式，電動二通閥安裝在風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)水管，壓差調(diào)節(jié)閥安裝在風(fēng)機(jī)盤管出水管，通過毛細(xì)管連接電動二通閥進(jìn)出口，保持電動二通閥進(jìn)出口壓差恒定，通過電動二通閥的脈沖式流量來調(diào)節(jié)房間溫度達(dá)到設(shè)定溫度。這種方式的定壓調(diào)節(jié)精度較高，但設(shè)備初投資非常高，且安裝麻煩，對于單個房間的舒適性空調(diào)系統(tǒng)，一般很少采用。目前對于精度要求較高的系統(tǒng)，一般采用初投資略低且安裝調(diào)試非常簡單的動態(tài)平衡電動二通閥，其調(diào)節(jié)效果是完全一樣的。（2）圖10為風(fēng)機(jī)盤管的另一種定壓調(diào)節(jié)方式，電動二通閥安裝在風(fēng)機(jī)盤管進(jìn)水管，壓差調(diào)節(jié)閥安裝在風(fēng)機(jī)盤管出水管，通過毛細(xì)管連接電動二通閥進(jìn)口和風(fēng)機(jī)盤管出口，保持這兩點的壓差恒定，通過電動二通閥的脈沖式流量來調(diào)節(jié)房間溫度達(dá)到設(shè)定溫度。這種方式和圖9的方式一樣精度較高，但設(shè)備初投資非常高，且安裝麻煩，對于單個房間的舒適性空調(diào)系統(tǒng)，一般很少采用。目前對于精度要求較高的系統(tǒng)，一般采用初投資略低且安裝調(diào)試非常簡單的動態(tài)平衡電動二通閥，其調(diào)節(jié)效果是完全一樣的。長沙索拓電子技術(shù)有限公司www.SO400-666-0731（靈15尾奏）www.SO400-666-0731（靈15尾奏）（3）圖11是一種兼顧精度和經(jīng)濟(jì)性的定壓調(diào)節(jié)方式，電動二通閥安裝在每個風(fēng)機(jī)盤管的供水管，壓差調(diào)節(jié)閥安裝在風(fēng)機(jī)盤管各層水平回水支管上，其另一個取壓點接在水平供水管上，通過壓差調(diào)節(jié)閥的定壓差作用以保證風(fēng)機(jī)盤管水平供回水管的壓差不變，即A、B二點的壓差不變。這種方式能夠屏蔽層與層之間風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)流量調(diào)節(jié)的相互干擾。對于同層之間的風(fēng)機(jī)盤管，如果是同程式管道或者風(fēng)機(jī)盤管的數(shù)量不多，屏蔽同層之間風(fēng)機(jī)盤管流量調(diào)節(jié)的相互影響的效果也較好；如果是異程式系統(tǒng)并且風(fēng)機(jī)盤管的數(shù)量較多，由于水平管道延程阻力的影響，則離壓差調(diào)節(jié)閥較近的風(fēng)機(jī)盤管流量調(diào)節(jié)的相互干擾就較小，離壓差調(diào)節(jié)閥較遠(yuǎn)的風(fēng)機(jī)盤管流量調(diào)節(jié)的相互干擾就較大，精度稍差。（4）圖12為水平管道異程式且風(fēng)機(jī)盤管數(shù)量較多的一種定壓調(diào)節(jié)方式。水平管道回水管上安裝壓差調(diào)節(jié)閥，以保證水平供回水管的壓差恒定；在每個風(fēng)機(jī)盤管供水管上安裝動態(tài)平衡電動二通閥，以保證在工作壓差范圍內(nèi)，不論系統(tǒng)壓力如何變化，風(fēng)機(jī)盤管的流量始終維持在設(shè)計流量。這樣就避免了層長沙索拓電子技術(shù)有限公司

SOTO?素拓索拓您免費的暖通自控工程師心www.SO400^666-0731SOTO?素拓索拓您免費的暖通自控工程師心www.SO400^666-0731陶IS尾剽5、空調(diào)箱（空氣處理機(jī)組）二級定壓調(diào)節(jié)的幾種形式（1）圖13是空調(diào)箱（空氣處理機(jī)組）的一種定壓調(diào)節(jié)方式，壓差調(diào)節(jié)閥及電動調(diào)節(jié)閥安裝在空調(diào)箱（空氣處理機(jī)組）的供水管，壓差調(diào)節(jié)閥的取壓點位于電動調(diào)節(jié)閥的進(jìn)出口，通過壓差調(diào)節(jié)閥的定壓差作用保持電動調(diào)節(jié)閥進(jìn)出口壓差恒定在設(shè)定壓差。如前所述，這時電動調(diào)節(jié)閥的流量只受由于末端設(shè)備負(fù)荷變化而導(dǎo)致的溫度控制信號變化的影響，而不受由于其它空調(diào)箱流量調(diào)節(jié)而導(dǎo)致系統(tǒng)壓力波動的影響，系統(tǒng)實現(xiàn)動態(tài)平衡，同時由于定壓差作用，使電動調(diào)節(jié)閥的實際調(diào)節(jié)特性曲線與其理想調(diào)節(jié)特性曲線一致，系統(tǒng)調(diào)節(jié)性能非常好。但是由于這種方式使用二個閥門，因此在同等情況下設(shè)備初投資很高，而且安裝調(diào)試比較麻煩。長沙索拓電子技術(shù)有限公司SOTO索拓您免費的暖通自控工程師www.sotoSBxcm400—666—0731（灸槌疾菱）（2）圖14是空調(diào)箱（空氣處理機(jī)組）的另一種定壓調(diào)節(jié)方式，壓差調(diào)節(jié)閥及電動調(diào)節(jié)閥安裝在空調(diào)箱（空氣處理機(jī)組）的供水管，壓差調(diào)節(jié)閥的取壓點位于電動調(diào)節(jié)閥的進(jìn)口和空調(diào)箱的出口，通過壓差調(diào)節(jié)閥的定壓差作用保持這兩點壓差恒定。同圖13一樣，它能保證空調(diào)箱的流量調(diào)節(jié)不相互干擾，即實現(xiàn)動態(tài)平衡；但是由于空調(diào)箱的分壓作用使調(diào)節(jié)閥的閥權(quán)度小于1，因此它的實際流量特性曲線偏離理想流量特性曲線，調(diào)節(jié)特性變差。所以一般不采用此方案。溫度