空調(diào)冷凍水系統(tǒng)壓差調(diào)節(jié)閥的選擇盤算

為保證空調(diào)冷凍水系統(tǒng)中冷水機(jī)組的流量基礎(chǔ)恒定；冷凍水泵運行工況穩(wěn)固，一般采用的方法是：負(fù)荷側(cè)設(shè)計為變流量，把持末端設(shè)備的水流量，即采用電動二通閥作為末端設(shè)備的調(diào)節(jié)裝置以把持流進(jìn)末端設(shè)備的冷凍水流量。在冷源側(cè)設(shè)置壓差旁通把持裝置以保證冷源部分冷凍水流量保持恒定，但是在實際工程中，由于設(shè)計職員往往疏忽了調(diào)節(jié)閥選擇盤算的重要性，在設(shè)計過程中，一般只是簡略的在冷水機(jī)組與用戶側(cè)設(shè)置了旁通管，其旁通管管徑的斷定以及旁通調(diào)節(jié)閥的選擇未經(jīng)具體盤算，這樣做在實際運行中冷水機(jī)組流量的穩(wěn)固性往往與設(shè)計有較大差距，旁通裝置一般無法達(dá)到預(yù)期的后果，為將來的運行治理帶來了不必要的麻煩，本文就壓差調(diào)節(jié)閥的選擇盤算方法并聯(lián)合實際工程作一簡要分析。

一、空調(diào)冷凍水系統(tǒng)壓差調(diào)節(jié)裝置的工作原理
壓差調(diào)節(jié)裝置由壓差把持器、電動履行機(jī)構(gòu)、調(diào)節(jié)閥、測壓管以及旁通管道等組成，其工作原理是壓差把持器通過測壓管對空調(diào)系統(tǒng)的供回水管的壓差進(jìn)行檢測，根據(jù)其成果與設(shè)定壓差值的比擬，輸出把持信號由電動履行機(jī)構(gòu)通過把持閥桿的行程或轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)變調(diào)節(jié)閥的開度，從而把持供水管與回水管之間旁通管道的冷凍水流量，終極保證系統(tǒng)的壓差恒定在設(shè)定的壓差值。當(dāng)系統(tǒng)運行壓差高于設(shè)定壓差時，壓差把持器輸出信號，使電動調(diào)節(jié)閥打開或開度加大，旁通管路水量增加，使系統(tǒng)壓差趨于設(shè)定值；當(dāng)系統(tǒng)壓差低于設(shè)定壓差時，電動調(diào)節(jié)閥開度減小，旁通流量減小，使系統(tǒng)壓差保持在設(shè)定值。

二、空調(diào)冷凍水系統(tǒng)選擇調(diào)節(jié)閥應(yīng)考慮的因素
調(diào)節(jié)閥的口徑是選擇盤算時最重要的因素之一，調(diào)節(jié)閥選型假如太小，在最大負(fù)荷時可能不能供給足夠的流量，假如太大又可能經(jīng)常處于小開度狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥的開啟渡過小會導(dǎo)致閥塞的頻繁振蕩和過渡磨損，并且系統(tǒng)不穩(wěn)固而且增加了工程造價。
通過盤算得到的調(diào)節(jié)閥應(yīng)在10％－90％的開啟度區(qū)間進(jìn)行調(diào)節(jié),同時還應(yīng)避免應(yīng)用低于10％。
另外，安裝調(diào)節(jié)閥時還要考慮其閥門才能PV(即調(diào)節(jié)閥全開時閥門上的壓差占管段總壓差的比例)，從調(diào)節(jié)閥壓降情況來分析，選擇調(diào)節(jié)閥時必需聯(lián)合調(diào)節(jié)閥的前后配管情況，當(dāng)PV值小于0.3時，線性流量特征的調(diào)節(jié)閥的流量特征曲線會嚴(yán)重偏離幻想流量特征，近似快開特征，不合適閥門的調(diào)節(jié)。

三、空調(diào)冷凍水系統(tǒng)壓差調(diào)節(jié)閥的選擇盤算
調(diào)節(jié)閥的尺寸由其流通才能所決定，流通才能是指當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時，閥兩端壓力降為105Pa,流體密度為1g/cm3時，每小時流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流體的立方米數(shù)。進(jìn)口調(diào)節(jié)閥流通才能的表現(xiàn)方法通常有cv和kv兩種，其中kv=c,而cv是指當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時，流通60oF的凈水，閥兩端壓力降為1b/in2時每分鐘流過閥門的流量，cv=1.167kv。
壓差旁通調(diào)節(jié)裝置示意圖如下:

（1）斷定調(diào)節(jié)閥壓差值（⊿P）
如上圖所示,作用在調(diào)節(jié)閥上的壓差值就是E和F之間的壓差值,由于C-D旁通管路與經(jīng)過末端用戶的D-U-C管路的阻力相當(dāng),所以E-F之間的壓差值應(yīng)即是D-U-C管路壓差(指末端用戶最不利環(huán)路壓差)減往C-E管段和F-D管段的壓差值。
（2）盤算調(diào)節(jié)閥需要旁通的最大和最小流量
對于單機(jī)組空調(diào)機(jī)系統(tǒng),根據(jù)末端用戶實際應(yīng)用的最低負(fù)荷就可以斷定最小負(fù)荷所需的流量,從而斷定最大旁通流量,其公式為:G=(Q-Qmin)*3.6/CP*⊿T(1)公式中,G為流量單位為（m3/h），Q為冷水機(jī)組的制冷量(KW),Qmin空調(diào)系統(tǒng)最小負(fù)荷(KW),CP為水的比熱,CP=4.187kJ/kg.oC,⊿T為冷凍水供回水溫差,一般為5oC根據(jù)實際可調(diào)比RS＝10（PV）1/2
(2) 即可算出調(diào)節(jié)閥的旁通最小流量
（3）盤算壓差調(diào)節(jié)閥所需的流通才能C C=316G*(⊿P/ρ)-1/2(3) 公式中,ρ為密度,單位為（g/cm3）,G為流量，單位為（m3/h）,⊿P為調(diào)節(jié)閥兩端壓差，單位為（Pa）。根據(jù)盤算出的C值選擇調(diào)節(jié)閥使其流通才能大于且最接近盤算值。
（4）調(diào)節(jié)閥的開度以及可調(diào)比的驗算。根據(jù)所選調(diào)節(jié)閥的C值盤算當(dāng)調(diào)節(jié)閥處于最小開度以及最大開度情況下其可調(diào)比是否滿足請求，根據(jù)盤算出的可調(diào)比求出最大流量和最小流量與調(diào)節(jié)閥在最小開度及最大開度下的流量進(jìn)行比擬，重復(fù)驗算，直至合格為止。

四、空調(diào)冷凍水系統(tǒng)壓差調(diào)節(jié)閥選型實例
某寫字樓共十二層,建筑面積約為11000平米,層高3.6米,采用一臺約克螺桿冷水機(jī)組,制冷量為1122KW。
（1）壓差的斷定經(jīng)水力盤算,系統(tǒng)在最小負(fù)荷（旁通管處于最大負(fù)荷）情況下總阻力喪失H約為235KPa在系統(tǒng)冷凍水供回水主干管處設(shè)置壓差旁通把持裝置,旁通管處冷源側(cè)水管道阻力喪失為80KPa,末端最不利環(huán)路阻力喪失為155KPa。
（2）通調(diào)節(jié)閥水量盤算： 經(jīng)過盤算知，該空調(diào)系統(tǒng)在其最小支路循環(huán)時，其負(fù)荷為最小負(fù)荷，約為總負(fù)荷的35％，利用公式（1）G=(Q-Qmin)*3.6/CP*⊿T，算得所需旁通得最大流量為125.4m3/h,再由最不利環(huán)路壓差155KPa。
（3）流通才能的盤算根據(jù)公式（2）C=316G*(⊿P/ρ)-1/2算得C=100.6
（4）調(diào)節(jié)閥選型下表為上海恒星泵閥制作有限公司的ZDLN型電子式電動直通雙座調(diào)節(jié)閥的技巧參數(shù)表，由公式（2）算得C=100.6,該調(diào)節(jié)閥的固有流量特征為直線型和等百分比特征，按照等百分比特征選擇最接近的C值，得到管徑為DN80,C值為110，符合選型請求。

公稱通徑DN(mm)
253240506580100125150200250300400
　額定流量系數(shù)
　Kv
直線12.119.430.348.375.9121193.6302.5484759121019362920
等百分比1117.627.54469.3110176275440693110017602700
　額定行程L(mm)
16254060120
　公稱壓力PN（MPa)
1.6、4.0、6.4
　固有流量特征
直線、等百分比
　固有可調(diào)比R　
50：1
　信號范疇（mA.DC)
0～10、4～20
　電源電壓
220V、50Hz
　作用方法
故障時：全開、全閉、自鎖位
　答應(yīng)泄漏（1/h)
10-3×閥額定容量
工作溫度
t( ℃)常溫型-20～200、-40～250、-60～250
散熱型-40～450、-60～450
高溫型450～650
低溫型-60～-100、-100～-200、-200～250

（5）調(diào)節(jié)閥的開度及可調(diào)比驗算
旁通管段總長為6m,查上表當(dāng)C=110時，由公式(4)⊿P=ρ(316G/C)2得到⊿P＝129.8KPa,當(dāng)旁通管道采用與調(diào)節(jié)閥雷同的管徑時，當(dāng)旁通管道最大水量為125.4m3/h，經(jīng)過水力盤算，總沿程喪失為42.8KPa,總局部喪失為23KPa，調(diào)節(jié)閥兩端壓差為129.8－42.8－23=64KPa<129.8KPa,閥門才能PV=64/129.8=0.49,這時調(diào)節(jié)閥的流量特點曲線為等百分比特征，此時處理的實際最大旁通水量為88.1m3/h<125.4m3/h,其流量只有系統(tǒng)請求的最大旁通流量的70%，由公式(2)可以求得實際可調(diào)比Rs=7,即實際最小流量為88.1/7=12.6m3/h，最大流量與最小流量顯然均不能滿足實際請求，所以旁通管的管徑選擇DN80分歧適。

按照上述盤算方法，持續(xù)試算，當(dāng)選用DN125的旁通管時，盤算得調(diào)節(jié)閥兩端壓差為123.2KPa，PV=0.95，此時處理的最大旁通水量為122.1m3/h,相對開度為90％，相對流量為97.3%，由公式（2）可以求得實際可調(diào)比Rs=9.7，即最小旁通水量為122.1/9.7=12.6m3/h與調(diào)節(jié)閥工作在10％的開度下的流量12.21m3/h相比已非常接近。此時調(diào)節(jié)閥的流量特征已接近幻想流量特征曲線，已能滿足系統(tǒng)需要。

五、結(jié)論

通過以上分析，可以得出如下結(jié)論：

（1）調(diào)節(jié)閥流通才能C的斷定是選擇調(diào)節(jié)閥至關(guān)重要的一步，只有流通才能C盤算準(zhǔn)確，調(diào)節(jié)閥才有可能滿足工藝請求。
（2）調(diào)節(jié)閥的閥門才能PV也是選擇調(diào)節(jié)閥的重要指標(biāo)之一，原則上要盡可能選擇大的Pv值。
（3）調(diào)節(jié)閥的實際可調(diào)比Rs是決定調(diào)節(jié)閥能否滿足工藝請求的參數(shù)之一。實際可調(diào)比往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于幻想可調(diào)比，但是在選擇調(diào)節(jié)閥時要盡可能使實際可調(diào)比接近最大值。 （4）調(diào)節(jié)閥所能通過的最大流量與最小流量是選擇盤算的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這兩個數(shù)值應(yīng)當(dāng)由實際可調(diào)比與工藝請求共同決定。
（5）通過工程實例可以看出旁通管的管徑的盤算也很重要，假如未經(jīng)盤算就選擇與調(diào)節(jié)閥雷同的口徑則無法滿足工藝請求。
通過以上5點可以看出壓差調(diào)節(jié)閥在空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的調(diào)節(jié)把持中占領(lǐng)比擬重要的地位，只有經(jīng)過仔細(xì)盤算，才干使所選擇的壓差調(diào)節(jié)閥滿足工藝請求。