暖通中央空调水系统水力平衡如何调试?
2023-03-01 10:12:00
暖通中央空调水系统水力平衡如何调试?
暖通中央空调系统的目标是在最低的能耗水平下提供需要的(舒适的)室内温度。为了达到这两个目标,系统可能采用了变频和自控技术。
但是发挥这些设备功能的前提条件是水系统达到全面的平衡。即生产部分(冷水机组)、输配部分和末端设备部分的所有回路应该满足水力平衡的三个必要条件。
第一:所有的末端设备在设计工况下可以获得设计流量;
第二:电动调节控制阀的压差变化不能太大;
第三:生产侧的流量要大于等于分配侧的总流量。
全面水力平衡是中央空调系统实现正常功能的基础保障。全面水平衡包括冷水机组部分的平衡;输配部分的水力平衡以及末端设备的水力平衡。
一、平衡阀的定义
平衡阀是在水力工况下,起到静态或动态平衡调节的阀门。平衡阀主要是起流量调节作用,平衡阀相当于在水系统中的一个阻力元件。
就暖通空调水系统而言,水在管路中流动是有阻力的,并且阻力随着管路的延伸逐渐增大,而水自然会往阻力小的地方流,造成距离机房远近不同的管路获得的流量无法满足系统实际需要,即近的管路流量偏大,远的管路流量偏小,其表现为一幢建筑的不同区域的室内温度冷热不均。平衡指的就是用某种方法或某种产品使系统不同管路的阻力达到平衡,确保系统的每一个管路都获得其实际所需要的流量其最终目的就是要使整幢建筑的室内温度达到均衡!
二、平衡阀的分类
1.静态平衡阀:亦称平衡阀、手动平衡阀、数字锁定平衡阀、双位调节阀等,它是通过改变阀芯与阀座的间隙(开度),来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的,其作用对象是系统的阻力,能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配,各支路同时按比例增减,仍然满足当前需要下的部分负荷的流量需求。
2.动态流量平衡阀:亦称自力式流量控制阀、自力式平衡阀、定流量阀、自动平衡阀等,它是根据系统工况(压差)变动而自动变化阻力系数,在一定的压差范围内,可以有效地控制通过的流量保持一个常值,即当阀门前后的压差增大时,通过阀门的自动关小的动作能够保持流量不增大,反之,当压差减小时,阀门自动开大,流量仍照保持恒定。
3.自力式压差控制阀:亦称动态压差平衡阀,差压控制器、稳压变量同步器、压差平衡阀等,它是用压差作用来调节阀门的开度,利用阀芯的压降变化来弥补管路阻力的变化,从而使在工况变化时能保持压差基本不变,它的原理是在一定的流量范围内,可以有效地控制被控系统的压差恒定,即当系统的压差增大时,通过阀门的自动关小动作,它能保证被控系统压差增大反之,当压差减小时,阀门自动开大,压差仍保持恒定。
三、平衡阀的设计
在主机房内的平衡阀最好在设备表上
五、平衡阀技术要求(本部分要求,仅供参考)
1.静态平衡阀功能及技术要求
1)静态平衡阀应具有调节并联回路间水力平衡的功能,同时应具有关断功能。
2)阀门特性曲线应具有等百分比的调节特性。
3)静态平衡阀阀体上应有专用的防泄水测压口,配合专用工具,实现现场精确地测量管道的流量。为方便调试工作的进行,测量通道应在阀体同侧,并保证测量的是阀门进出口的压差。
4)为保证调试后水系统的平衡状态,静态平衡阀应具有最大开度锁定功能。
5)流量控制精度:在开度为50-100%时误差小于±5%
6)工作压力:PN16
7)工作温度:-10~120℃
8)阀体材质:DN15-DN50:铜合金
>DN50:铸铁(PN16)或球墨铸铁(PN25)
2.动态压差平衡阀功能及技术要求
1)可以稳定支路的流量及压差,具有可调的流量或压差设定点,具有关断功能。
2)具有用于系统诊断的测点,能够现场设定流量或压差,并具备现场监测手段。
3)工作压力:PN16
4)工作温度:-10~120℃
5)阀体材质:DN15-DN50:铜合金
>DN50:铸铁(PN16)或球墨铸铁(PN25)
3. 动态流量平衡阀(定流量阀)功能及技术要求
1)动态流量平衡阀应具有维持所在水系统管道流量恒定的功能。
2)流量控制精度,误差小于±5%
3)工作压力:PN16
4)工作温度:0℃~120℃
5)工作压差范围:14~220kPa 或34~276kPa
6)材质:阀体:DN15-DN50:铜合金
≥DN65:球墨铸铁
阀胆:不锈钢
7)为保证系统正常工作,在满足设计流量的前提下,阀门阻力≤35kPa
4.系统深化设计及系统调试相关要求
1)投标单位中标后,需根据空调水系统图由平衡阀厂家进行水力计算检验,提供水力平衡计算书。
2)所有参与投标的厂家均需具有对水力平衡系统调试的能力,需具有专门的调试仪表、专业的调试人员并在投标时提供水系统平衡调试方案。
3)所有参与投标的厂家应具备中文版智能调试仪器,该仪器应有流量测量、压差测量、温度测量。
4)供应商应提供经用户正式认可的平衡调试报告,调试报告应包括实测流量、设计流量、阀门开度、流量偏差等内容。
5)调试工作必须由经过专业培训的人员来完成。
综上所述,为了提高阀的使用寿命、稳定性、正常调节等工作性,调节阀应避免在小开度工作,通常应大于10%~15%。但对高压阀、双座阀、蝶阀、处于流闭状态的调节阀来说,应大于20%(线性阀)~30%(对数阀)。
2、当阀选大了或工艺条件变化时,调节阀经常在小开度下工作,此时如何加以解决?
①降低阀上压差ΔP。由方程式Q=C√ΔP/P可知,当ΔP减小时,Q也减小,为了保持通过调节阀的流量不变,就要增大阀的开度,这样可避免阀在小开度下工作。具体方法如下:
a、在阀后加限流孔板消耗一部分压降;
b、关闭管路上串联的手动阀,至调节阀获得较大理想的工作开度为止。
这两种办法都是增大管路上的压降,以减小阀上压降,因为系统总压降ΔP系统=阀上压降ΔP阀+管路压降ΔP管路。由于ΔP系统不变,当ΔP管路增大时,ΔP阀必然减小。
②缩小口径由Q=C√ΔP/P可知,C值减小,Q也减小,为保持通过阀的流量不变,就必然要加大开度,这样也可避免阀在小开度工作。C值与阀的口径DN、阀座直径dN有关。减小C值的办法是:
a、换一台小档口径的阀,如将DN32换成DN25;
b、阀体不变,换小档DN的阀芯阀座,如将DN10换成DN8。
当调节阀处于小开度工作时,可能会出现以下问题:
1. 易受堵塞: 在小开度下,流体流速较慢,容易使流体中的颗粒沉积在调节阀的流道中,导致阀门堵塞或卡死。
2. 流量控制不稳定: 在小开度情况下,调节阀的流量控制可能变得不够稳定,容易受到外部干扰或内部因素的影响,导致流量波动或不准确。
3. 闪蒸和振荡: 当流体在小开度情况下通过调节阀时,可能会出现闪蒸现象,从而导致流体压力和温度剧烈变化,还可能引起阀门振荡。
对策包括:
1. 选择合适的阀门类型: 对于需要在小开度下工作的情况,可以选择一些专门设计用于小流量的调节阀,如微调节阀,以减少堵塞的可能性。
2. 增加过滤器和网孔: 可以安装过滤器或者网孔,来防止颗粒物进入调节阀的流道,减少堵塞的风险。
3. 优化阀门的设计和材料: 设计合理、材料耐腐蚀的阀门结构,可以降低对于颗粒物堵塞的敏感度。
4. 增加阀门的承受范围: 结合调节阀和控制系统,可以增加阀门的承受范围,从而提高在小开度下的控制精度和稳定性。
5. 增强检修和维护: 定期检查并维护调节阀,及时清理管道和过滤器,可以减少堵塞的风险。
通过合理选择阀门类型,采取有效的防堵措施以及加强对调节阀的维护和保养,可以有效地解决调节阀在小开度工作时可能出现的问题。
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