变流量水系统压差旁通控制系统设计概论计算机网站策划_论文-会议文章.pdf

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1、变流量水系统压差旁通控制系统设计 1 压差旁通控制系统的作用 在集中空调水系统总供、回水管之间设电动压差旁通控制系统，当系统的某些支路部分或 全部关闭时，通过调节分、集水器旁通水力平衡阀可以对流量进行分流，从而维持分、集水器 的压差不变;避免这些支路的改变对其他支路流量产生影响，有利于空调系统运行的稳定性;保 证流过冷水机组的流量满足额定流量要求，保障冷水机组的安全、高效运行；实现对主机-水泵 运行台数的控制，以人幅度减少能源消耗;使系统能根据冷负荷的变化自动调节进入负荷侧的水 流量，达到供给和需求总流量的瞬时i 致性。2 电动压差旁通控制系统组成、作用原理和安装部位 该系统由调节阀、电动执行

2、器、压差控制器、变压器组成，详见图 1。爭*需 I 0*R*匚 Q 集来器 D a 分斤嘛 D 图 1 电动压差旁通控制系统接线图 风机盘管电动双位两通阀的开、闭和空调箱比例调节两通阀开度，分、集水器之间的压差变 化通过波纹管传给压差控制器，压差控制器通过不同触点的接通控制电动执行器同步电动机的 正转或反转，从而通过阀杆控制调节阀的开度，将负荷侧多余流量旁通回冷源侧。调节阀全开启 时，应关闭 1 台主机及对应的水泵；调节阀全关闭时，应再开启 1台水泵及对应的主机。调节阀 稳定在某开度时，则说明现有制冷机供冷虽不小于负荷侧需冷量，多余的流量旁通回冷源侧。次泵系统冷水机组的台数控制方法有 4 种:

3、压差旁通控制法、恒定供回水压差的流量旁通 控制法、回水温度控制法、恒定用户处庖通调节阀前后压差旁通控制法。其中，以压差旁通控制 法采用限位开关开、停水泵-主机最为简单可靠。压差旁通控制法工作原理：低负荷时启动 1 台调节阀 冷水机组，其相应的水泵联锁提前开启，调节阀在某调节位置。负荷增加时，调节阀趋向全关 的位置，这时限位开关闭合，自动启动第 2 台水泵和相应的冷水机组；负荷继续增加，则进步 启动第 3 台冷水机组。当负荷减小时，调节阀趋向全开的位置，这时限位开关打开，自动关闭第 3 台冷水机组和相应的水泵；负荷继续减小，则进-步关闭第 2 台冷水机组。调节阀的流虽为 1 台冷水机组的流量，其

4、限位开关用于指示 10 虻 90$的开度。调节阀连接到总供、回水管之间；压差控制器连接到分、集水器之间。调节阀连接时，水流 方向应与阀体上标明的致;压差控制器连接时，方向不能接反。详见图 2。3 电动压差旁通控制系统工作过程 I f t t f（集水器）（分水器）压差控制器 -T冷水机组 1 T冷水机组卜 一冷水机组 I-图2电动压差旁通控制系统管道连接图 如图 1 所示，当分、集水器压差大于压差控制器设定压差时，压差控制器触头元件红、黄两 点接通，电动执行器 1，2 触点闭合通电，调节阀开度增大，旁通流量增人，分、集水器压差降 低，达到设定压差：当分、集水器压差小于压差控制器的设定压差时，压

5、差控制器触头元件红、蓝两点接通，电动执行器 1，3 触点闭合通电，调节阀开度减小，旁通流量减小，分、集水器压 差升高，达到设定压差；当分、集水器压差等于设定压差时，触头元件红与黄、蓝均不接通，调节阀保持开度不变。调节阀全开启时，电动执行器限位开关断电，通过控制回路关闭 1 台主机 及对应的水泵;调节阀全关闭时，电动执行器限位开关闭合，通过控制回路开启 1 台水泵及对应 的主机。控制系统当系统的某些支路部分或全部关闭时通过调节分集水器旁通水力平衡阀可以对流量进行分流从而维持分集水器的压差不变避免这些支路的改变对其他支路流量产生影响有利于空调系统运行的稳定性保证流过冷水机组的流量根据冷负荷的变化自

6、动调节进入负荷侧的水流量达到供给和需求总流量的瞬时致性电动压差旁通控制系统组成作用原和安装部位该系统由调节阀电动执行器压差控制器变压器组成详见图爭需匚集来器分斤嘛图电动压差旁通控制系统差控制器压差控制器通过不同触点的接通控制电动执行器同步电动机的正转或反转从而通过阀杆控制调节阀的开度将负荷侧多余流量旁通回冷源侧调节阀全开启时应关闭台主机及对应的水泵调节阀全关闭时应再开启台水泵及对应的4 系统相关设备的选择 4.1 调节阀 4.1.1 选型依据 按 1 台冷水机组的流虽和调节阀两侧压差确定调节阀的口径。4.1.2 选型举例 某空调系统设 3 台冷水机组，制冷量 1000 kW/台，耗电 g 18

7、9kW/台，冷水额定流量 Gs 为 175 m1/（台h）单台机组连接管管径 DN200（比摩阻 77 Pa/m）系统负荷侧压降 Apv=120 kPa-按流量系数心的定义：温度为 278 313 K 的水在 100 kPa 压降下，1 h 通过阀门的体积。由于压差调节阀与负荷侧并联，因此，该调节阀在实际压差下的流量系数应为 316GS Kv=w=316X175m3/（台h）订八 7120000Pa 由两通调节阀技术参数（见农 1）按人于且接近于计算值选用调节阀规格为 DN125,其流量系 数JK-250,按负荷侧压降 120kPa 选择最人压差 0.3 MP 的调节阀。口径/mm 流量系数

8、K、毘大压皋/MPa 阀杆行程/nun 型号 型号二 80 100 0.60 100 42 100 160 0.40 0.60 42 125 250 0.30 0.40 42 150 360 0.20 030 42 200；50 0.10 0.20 42 4.L 3 注意事项 调节阀口径选择的依据是按实际压差由单台机组额定流量计算出来的流量系数，而不能直 接将单台机组连接管管径确定为调节阀管径。否则，不仅会造成投资的增加，而且由于机房空间 狭窄安装会有困难，同时增加了系统初调的难度，若初调不好则主机-水泵不能自动关闭，导致 主机-水泵无谓的电力消耗。控制系统当系统的某些支路部分或全部关闭时通过

9、调节分集水器旁通水力平衡阀可以对流量进行分流从而维持分集水器的压差不变避免这些支路的改变对其他支路流量产生影响有利于空调系统运行的稳定性保证流过冷水机组的流量根据冷负荷的变化自动调节进入负荷侧的水流量达到供给和需求总流量的瞬时致性电动压差旁通控制系统组成作用原和安装部位该系统由调节阀电动执行器压差控制器变压器组成详见图爭需匚集来器分斤嘛图电动压差旁通控制系统差控制器压差控制器通过不同触点的接通控制电动执行器同步电动机的正转或反转从而通过阀杆控制调节阀的开度将负荷侧多余流量旁通回冷源侧调节阀全开启时应关闭台主机及对应的水泵调节阀全关闭时应再开启台水泵及对应的4.2 电动执行器 4.2.1 选型依

10、据 调节阀的口径、阀两侧最人压差确定后，其要求的力矩就是定值。因此，可根据调节阀的口 径.阀两侧最人压差，按控制要求选定电动执行器。控制系统当系统的某些支路部分或全部关闭时通过调节分集水器旁通水力平衡阀可以对流量进行分流从而维持分集水器的压差不变避免这些支路的改变对其他支路流量产生影响有利于空调系统运行的稳定性保证流过冷水机组的流量根据冷负荷的变化自动调节进入负荷侧的水流量达到供给和需求总流量的瞬时致性电动压差旁通控制系统组成作用原和安装部位该系统由调节阀电动执行器压差控制器变压器组成详见图爭需匚集来器分斤嘛图电动压差旁通控制系统差控制器压差控制器通过不同触点的接通控制电动执行器同步电动机的正

11、转或反转从而通过阀杆控制调节阀的开度将负荷侧多余流量旁通回冷源侧调节阀全开启时应关闭台主机及对应的水泵调节阀全关闭时应再开启台水泵及对应的控制方式 电气益数 电动机 扭力 室温要求 廉大湿度 90%不給履 附件 选配件，限位开关 接线图 电禅下上 24 v 行 tr 03上行 62 J 电21 4.2.2 选型举例 已知调节阀规格 DN125、可承受两侧最人压差 03 MPa 求能就地控制。由电动执行器技术参数（见农 2）,选择 X 型电动执行器:采用递增.可逆就地控制：扭力 2500 N 选用限位开关。2电动执行器技术參数 XCXL）型 YCYL）用 递增控制、可逆 比例控制 24 V.50

12、 Hz.12 VA 同步电动机带童性离合器 2 500 N（对应小压差）4 000 N（对应大压差）_5 55 r6 捋制号 O-IOV.4-20 mS 4.2.3 注总事项 控制方式按匸程实际耍求分就地控制（X:递增控制、可逆）和有外来信号（如楼宇自控）控 制（Y:比例控制）扭力按所选调节阀承受小压差（2500 N）或人压差（4000 N）选择：附件中-般应选择限位开关，以使电动旁通控制系统具备启、停水泵-主机的功能。4.3 压差控制器 4.3.1 压差控制器 按空调水系统负荷侧压差.最人压差及电动执行器电气参数选择压差控制器。4.3.2 选型举例 按线端子 不结尙 用制器 控制系统当系统的

13、某些支路部分或全部关闭时通过调节分集水器旁通水力平衡阀可以对流量进行分流从而维持分集水器的压差不变避免这些支路的改变对其他支路流量产生影响有利于空调系统运行的稳定性保证流过冷水机组的流量根据冷负荷的变化自动调节进入负荷侧的水流量达到供给和需求总流量的瞬时致性电动压差旁通控制系统组成作用原和安装部位该系统由调节阀电动执行器压差控制器变压器组成详见图爭需匚集来器分斤嘛图电动压差旁通控制系统差控制器压差控制器通过不同触点的接通控制电动执行器同步电动机的正转或反转从而通过阀杆控制调节阀的开度将负荷侧多余流量旁通回冷源侧调节阀全开启时应关闭台主机及对应的水泵调节阀全关闭时应再开启台水泵及对应的55 41

14、4 830 24 V50 Hz 全封闭已知电动执行器电路电源 24 V,12VA,负荷侧压差 120 kPa 压差控制器技术参数见农 3。表 3 X 型压差控制器技术参数 设定压差 ffiffl/kPa 波纹管最大允许压/kPa 电气参数 触头元件 电线连接 运行时环境温度/接线 按集水器变翊 1）当乐拦减小时浮动触点杆接通 公共端子（R与蓝色瑙子（B”2）当压差增大时浮动触点杆接通 公共瑞刊 R）与黄色端子（Y）4.4 变压器 4.4.1 选型依据 按压差控制器、电动执行器电气参数选择变压器。4.4.2 选型举例 已知压差控制器、电动执行器电气参数 24V,50HZ,12VA,变压器技术参数

15、见衣 4 表4 MV-24型变压器技术参数 功率/W 40 频率/Hz 50 输入电压/V 220 满负荷输岀电压/V 24 断路二次电压/V 26.5(1)工作环境温度/C 40 50 5 电动压差旁通控制系统与节能运转 电动压差旁通控制系统能根据负荷变化及时关闭不需要的水泵和相应的主机，是空调水系 统节能接分水器 21 控制系统当系统的某些支路部分或全部关闭时通过调节分集水器旁通水力平衡阀可以对流量进行分流从而维持分集水器的压差不变避免这些支路的改变对其他支路流量产生影响有利于空调系统运行的稳定性保证流过冷水机组的流量根据冷负荷的变化自动调节进入负荷侧的水流量达到供给和需求总流量的瞬时致性

16、电动压差旁通控制系统组成作用原和安装部位该系统由调节阀电动执行器压差控制器变压器组成详见图爭需匚集来器分斤嘛图电动压差旁通控制系统差控制器压差控制器通过不同触点的接通控制电动执行器同步电动机的正转或反转从而通过阀杆控制调节阀的开度将负荷侧多余流量旁通回冷源侧调节阀全开启时应关闭台主机及对应的水泵调节阀全关闭时应再开启台水泵及对应的运行的最好手段。主机额定水流量对于维持主机蒸发器、冷凝器的高效冷热交换尤为重要，因此，常规一次定流量系统冷源侧不宜采用变流量控制。6 实际运行中存在问题的原 I大 I分析及解决方法 6.1 出现的问题及原因分析 从笔者对若干家宾馆、酒店、商场、写字楼空调系统实际调査的

17、情况来看，实际运行中电动 压差旁通控制系统存在的问题如下：电动旁通阀规格选择不当：负荷侧水流量的供给和需求不 致;不能可靠启、停水泵和主机;甚至旁通控制系统失去调节功能彼废弃不用等。这些问题人参是因空调和电气设计人员对电动压差旁通控制系统在空调系统中所起的作用 理解不透彻、对由压差旁通控制系统控制水泵-主机的方式选择不当及未采取可靠的保护措施致 使压差旁通控制系统失灵、甚至失效造成的。另外，空调水彼污染、过滤器设置不合理，未对电动调节阀形成有效保护也会导致压差旁通 控制系统失去调节功能。若水质不好，空调末端设备的电动双位两通阀或比例调节两通阀前又未 设过滤器，极易发生水中焊渣、砂粒、金属氧化物

18、、水垢等卡在阀瓣与阀板之间，导致阀瓣被卡 死，从而使调节阀失去调节功能、电动双位两通阀不能关闭或打开。在实际运行中，当风机盘管电动双位两通阀、空调箱比例调节两通阀不能打开时，管理人员 往往将其拆除，几年以来，空调水系统中的电动两通阀与调节阀人部分或全部被拆除，因阀门导 致的故障倒是彻底排除了，但系统却无法根据负荷的变化进行变流量调节了，导致能耗显著増 加。6.2 解决办法 要保障压差旁通控制系统长期运转良好，除正确选择压差旁通控制系统各组成部件并调试 合格外，保持水质清洁，在所有电动调节阀前设置水过滤器尤为必要，为降低过滤器阻力、减少 过滤器的工作量，空调水系统宜设两级过滤：级设在循环水泵入口

19、，过滤孔径取 3 mm;二级设 在各调节阀前，过滤级别按 60 目（孔径 0.3 mm）选择。此外，亦应保证系统的正确安装和维持适宜的运行环境。调节阀安装时，管道与阀体必须完 全吻合，水流方向应与阀体上标明的方向相同：电动执行器必须垂直安装在阀体之上，避免电动 执行器安装在阀的下而；电动执行器上面要留出足够的安装空间以便日常维护时从阀体上拆卸 电动执行器;维护阀门时必须切断电源，调节阀两侧隔断阀关闭；变压器、压差控制器、电动执 行器运行要求的环境温度，特别是湿度应得到保障。因此，机房要加强通风换气，避免高温、高湿导致短路故障。7 结语 压差旁通控制系统作为集中空调变流量水系统的重要控制了系统，

20、对于满足负荷侧冷水供 给和需求总流量的瞬时致性、维持空调系统运行的稳定性、保障冷水机组的安全高效运行、实 现对主机-水泵运行台数的控制，具有特别重要的意义。把握空调运行规律，堂握压差旁通控制 系统工作原理，正确选用压差旁通控制系统中各组成部件，是集中空调水系统稳定、高效运转 的基础。控制系统当系统的某些支路部分或全部关闭时通过调节分集水器旁通水力平衡阀可以对流量进行分流从而维持分集水器的压差不变避免这些支路的改变对其他支路流量产生影响有利于空调系统运行的稳定性保证流过冷水机组的流量根据冷负荷的变化自动调节进入负荷侧的水流量达到供给和需求总流量的瞬时致性电动压差旁通控制系统组成作用原和安装部位该

21、系统由调节阀电动执行器压差控制器变压器组成详见图爭需匚集来器分斤嘛图电动压差旁通控制系统差控制器压差控制器通过不同触点的接通控制电动执行器同步电动机的正转或反转从而通过阀杆控制调节阀的开度将负荷侧多余流量旁通回冷源侧调节阀全开启时应关闭台主机及对应的水泵调节阀全关闭时应再开启台水泵及对应的文献来源于李宜浩、梁启双的变流量水系统压差旁通控制系统设计 控制系统当系统的某些支路部分或全部关闭时通过调节分集水器旁通水力平衡阀可以对流量进行分流从而维持分集水器的压差不变避免这些支路的改变对其他支路流量产生影响有利于空调系统运行的稳定性保证流过冷水机组的流量根据冷负荷的变化自动调节进入负荷侧的水流量达到供给和需求总流量的瞬时致性电动压差旁通控制系统组成作用原和安装部位该系统由调节阀电动执行器压差控制器变压器组成详见图爭需匚集来器分斤嘛图电动压差旁通控制系统差控制器压差控制器通过不同触点的接通控制电动执行器同步电动机的正转或反转从而通过阀杆控制调节阀的开度将负荷侧多余流量旁通回冷源侧调节阀全开启时应关闭台主机及对应的水泵调节阀全关闭时应再开启台水泵及对应的