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智能阀门在 BA 系统工程中应用细则

2016-11-15

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  楼宇自控工程中,对表冷器的控制,往往不能稳定、准确地对其运行进行操控。原因是对表冷器的工作特性理解不足,普通阀门对表冷器运行进行完全掌控的能力有限。

  如果通过智能型的表冷器控制阀门,在表冷器的水量、热交换量上形成局部的闭环控制,给出自控控制信号、表冷器热交换量之间的局部解决方案,从而搭建自控控制信号与表冷器热交换量、设计参数之间的桥梁,对表冷器的运行状态进行稳定、准确的控制,将表冷器的运行控制提升到量化控制的层级,避免水力工况对暖通自控效果的影响。

  暖通末端在动态运行的环境下,表冷器的热交换量受迎风面空气参数、流经表冷器的水流量(质量流量)、表冷器进出口水温差的影响,其中水流量变化对某时刻的热交换量有很大的影响。

  因此,如果稳定控制表冷器的热交换量,则阀门至少要能稳定地控制通过表冷器的水流量。自控系统对于阀门开度的稳定控制,例如把阀门的控制延伸到流量的控制,已经有很多的实现方案,其中比较直接的是压力无关型流量控制阀。

  电子式压力无关型控制阀

  目前,压力无关型流量控制阀主要是机械式,少部分采用电子式。

  机械式压力无关型流量控制阀也称为动态流量平衡阀,即为空调末端( 一般是表冷器) 提供一种流量与阀门两端压力变化无关的,只与阀门开度相关联的控制阀门。

  机械式动态流量平衡阀在实际应用中受限于机械结构,相对于普通的控制阀门,在动态运行中改善流量控制的效果,但对使用环境、条件、水质都有较严格的要求,对阀门前后的压力要求、水质和水的流态上都有要求。

  因采用自力式的机械结构,阀门前后必须有一定的压力差来提供工作的动力,机械补偿装置才能正常工作,如果压力达不到要求,机械稳压装置则不能正常工作,甚至完全失去作用,所以需要有关键部件( 压力稳定装置) 。这意味着暖通设计必须考虑水泵,应为其提供足够的压头。随着测控技术的发展,电子式压力无关型流量控制阀基于测流量、控流量原理,不再需要自力式机械稳定装置,体现在末端流量控制上,出现了在稳定性和准确性上优于机械式的产品。

  同时,电子式压力无关型流量控制阀因其本身的控制器,可以构成局部反馈控制,并针对末端设备特点实行优化控制,使表冷器得以有效控制。

  电子式压力无关型控制阀是在测流量的基础上采用控流量方式,更直接、简单。在从控制信号到结果的过程中,机械式压力无关型流量控制阀以控制信号决定开度,用压力稳定装置稳定控制阀门两端的压力,流量与开度呈对应的关系; 电子式压力无关型流量控制阀直接以控制信号决定流量,流量与阀门两端压差及阀门开度没有对应关系,由于省略了机械稳压装置,降低了对使用环境的要求,不要求提供足够的压力差,降低了对水质的要求,并在全部产品口径范围、全量程范围提供几乎一致的精度。

  电子式压力无关型控制阀在末端基本的控制需求上能更好地满足控制需要,性能更加稳定,对设计、安装及现场工况的要求也更少,实现了为空调末端( 一般是表冷器) 提供流量与阀门两端压力变化无关的控制阀门。

  电子式压力无关型控制阀在过阀流量的测量方式上也有不同的方式,分为估算和测量两种,其中采用流量计实际测量的方式更严谨,适用范围更广。估算方式的产品优点是成本比较低,口径可以做得比较大,但不能全程保证精度,这是因产品预置了阀门开度、压差和流量的对应数值,但预置数值是在试验条件下测量的,而阀门安装后的工作条件很难与试验条件匹配,现场流态会给数据复现带来不利。

  另外,估算通过内置经验公式,以当时的压力值配合开度值进行计算,但得出的流量数值更为粗疏,原因是作为流量测量元件,其对流道形式、流态要求十分严格,阀门达不到测量用节流元件的要求。

  结 语

  电子式压力无关型控制阀以及在其基础上发展的能量阀,是当前在表冷器运行控制上的最稳定、可靠的自控执行机构,可以提高自控系统的性能,便于能耗管理。这类产品无缝衔接了现场设备的设计参数和控制系统的控制信号,使自控系统可以直接、准确、稳定地控制现场设备,且包容水力工况及参数偏离。

  在未来的暖通自控发展过程中,电子式智能型末端控制阀会逐渐占更大的比重。尤其在对能源管控有所要求的项目中,量化控制表冷器的运行对于整个系统的能耗管理有着重要的实用意义,而智能末端阀门是最佳选择。



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