电动比例调节阀
解决冷机定流量和负荷侧变流量之间矛盾的具体方法是在冷源侧和负荷侧之间的供回水总管上设置由供回水总管压差控制的电动压差旁通调节阀。其作用是通过阀门调节维持负荷侧供回水总管之间的压差恒定,保证负荷侧管网系统阻力基本不变。由于冷源部分阻力不变,冷冻水泵需克服的阻力不变,因此水泵流量不变,即流经蒸发器的水量保持恒定。由此可见,压差旁通调节阀的口径计算和特性选择非常重要,如果选择不好会影响整个空调水系统的压差控制效果。压差旁通调节阀选型时应注意以下几个问题:
(1)口径应按下面公式计算其流通能力:
式中 Kv——压差旁通调节阀全开时的流量系数;
Q——通过压差旁通调节阀的设计流量,应等于系统中最大一台冷机额定流量(m3/h);
△P——压差旁通调节阀的工作压差,即阀门全开时的压力损失(Bar)。
阀门的工作压差△P应在官网水力调试完成后,按阀门两端实际压差值确定。压差旁通调节阀口径选择的依据是按阀门两端实际压差由单台冷机额定流量计算出阀门流量系统,而不能直接将单台冷机连接管管径确定为调节阀口径,否则不仅会造成出投资增加,还会导致运行调节困难。
(2)压差旁通调节阀阀位行程流量特性曲线应是线性的。
(3)压差旁通调节阀最大关闭允许压力应大于冷冻水泵的实际扬程。应根据设计工况下作用于阀门两端的压差,配置该阀门执行机构的转动力矩。
(4)压差旁通调节阀应采用常闭式。
(5)对于冬夏季合用的空调水系统,应分别为冬夏季工况选用阀门。冬季供热时,小口径阀门V1用于小流量工作;夏季供冷时,大口径阀门V2用于大流量工作。为了改善控制性能,可以把两个二通控制阀并联连接,并按顺序工作,如下图所示。
两个阀门的这种组合可以改善总可调比,使其总体特性可能更适合于受控系统。
在实际工程应用中,还可以在冬季工况配置一个小口径阀门V1的基础上,选用一个大口径的阀门V2作为对夏季工况的补偿。同样可以把两个阀门并联使用,并按顺序工作。并有以下两种控制逻辑:
1)小口径阀门V1相应的控制信号范围为0~50%,大口径阀门V2相应控制信号范围为50%~100%。冬季供热时,小口径阀门V1用于小流量工作;夏季供冷时,小口径阀门V1先工作,当其达到最大开度时,大口径阀门V2开始工作。此时由于两个阀门的联合特性曲线的中间会出现突变点,环路存在不稳定的风险,因此这种组合方式并非最佳。
2)如果小口径阀门V1直接受控于
0~100%之间的信号,而大口径阀门V2直接受控于50%~100%之间的信号,就可以大大弱化不连续性。在夏季工况,当小口径阀门V1达到其开度的一半时,大口径阀门V2才开始打开。其总体特性更适合冬夏季两用的空调水系统,如上图所示。
工程设计中,应根据流量Q和流量系数Kv来选择压差旁通阀口径。不少设计没有经过详细的计算,直接按旁通管管径来选择旁通阀口径,甚至直接按冷冻水泵或冷水机组接管管径来选择旁通阀口径,造成旁通阀Kv值过大,成为快开特性,压差控制效果不好。
当空调水系统采用国产 ZAPB、ZAPC型电动调节阀作为旁通阀,末端设备管段的阻力为 0.2MPa时,对应 不同冷量冷水机组旁通阀的通径,可按下表选用:
旁通阀都具有高流通能力,所以一般其口径可比冷水机组接 管口径小两个规格。
压差控制系统的控制方式有比例控制(Honeywell),输出比例变化的电阻信号,有三位控制( Johnson,Erie),输出进、停、退信号。比例控制的精度较高,价格也高,需根据不同的精度要求选配。两种方式所配套的执行器也不同。
旁通阀执行器与阀门需根据不同的系统压差,配套不同系列的阀门,例如某品牌 VBG阀门+VAT执行 器适用的最大工作压差为 2bar,而 DSGA阀门+MVL执行器的最大工作压差则为 8bar。若定货时未指明, 厂商一般均会按较高压差配套。
总之,在压差旁通系统的选型中,要认真考虑各种因素,阀门特性,压差,流通能力,执行器都需要考量。在有的工程中,只是简单地按冷水机组口径选择旁通阀径,往往会造成浪费。