前言
為空調(diào)冷凍水系統(tǒng)中冷水機(jī)組的流量基本恒定;冷凍水泵運(yùn)行工況穩(wěn)定,一般采用的方法是:負(fù)荷側(cè)設(shè)計(jì)為變流量,控制末端設(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)裝置以控制流入末端設(shè)備的冷凍水流量。在冷源側(cè)設(shè)置壓差旁通控制裝置以冷源部分冷凍水流量保持恒定,但是在實(shí)際工程中,由于設(shè)計(jì)人員往往忽視了選擇計(jì)算的重要性,在設(shè)計(jì)過程中,一般只是簡單的在冷水機(jī)組與用戶側(cè)設(shè)置了旁通管,其旁通管管徑的確定以及旁通的選擇未經(jīng)詳細(xì)計(jì)算,這樣做在實(shí)際運(yùn)行中冷水機(jī)組流量的穩(wěn)定性往往與設(shè)計(jì)有較大差距,旁通裝置一般無法達(dá)到預(yù)期的效果,為將來的運(yùn)行管理帶來了不必要的麻煩,本文就壓差的選擇計(jì)算方法并結(jié)合實(shí)際工程作一簡要分析。
一、壓差調(diào)節(jié)裝置的運(yùn)行原理
壓差調(diào)節(jié)裝置由壓差控制器、電動執(zhí)行器、、測壓管以及旁通管道等組成,其運(yùn)行原理是壓差控制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)其結(jié)果與設(shè)定壓差值的比較,輸出控制信號由電動執(zhí)行器通過控制閥桿的行程或轉(zhuǎn)角改變的開度,從而控制供水管與回水管之間旁通管道的冷凍水流量,終系統(tǒng)的壓差恒定在設(shè)定的壓差值。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行壓差高于設(shè)定壓差時(shí),壓差控制器輸出信號,使電動打開或開度加大,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(shí),電動開度減小,旁通流量減小,使系統(tǒng)壓差維持在設(shè)定值。
二、選擇應(yīng)考慮的因素
的直徑是選擇計(jì)算時(shí)重要的因素之一,選型如果太小,在較高負(fù)荷時(shí)可能不能提供足夠的流量,如果太大又可能經(jīng)常處于小開度狀態(tài),的開啟度過小會導(dǎo)致閥塞的頻繁振蕩和過渡磨損,并且系統(tǒng)不穩(wěn)定而且增加了工程造價(jià)。
通過計(jì)算得到的應(yīng)在10%-90%的開啟度區(qū)間進(jìn)行調(diào)節(jié),同時(shí)還應(yīng)避免使用低于10%。
另外,安裝時(shí)還要考慮其閥門能力PV(即全開時(shí)閥門上的壓差占管段總壓差的比例),從壓降情況來分析,選擇時(shí)必須結(jié)合的前后配管情況,當(dāng)PV值小于0.3時(shí),線性流量特性的的流量特性曲線會嚴(yán)重偏離理想流量特性,近似快開特性,不適宜閥門的調(diào)節(jié)。
三、的選擇計(jì)算
的尺寸由其流通能力所決定,流通能力是指當(dāng)全開時(shí),閥兩端壓力降為105Pa,流體密度為1g/cm3時(shí),每小時(shí)流經(jīng)的流體的立方米數(shù)。流通能力的表示方式通常有cv和kv兩種,其中kv=c,而cv是指當(dāng)全開時(shí),流通60oF的清水,閥兩端壓力降為1b/in2時(shí)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)確定壓差值(P)
如上圖所示,用途在上的壓差值就是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)等于D-U-C管路壓差(指末端用戶不利環(huán)路壓差)減去C-E管段和F-D管段的壓差值。
(2)計(jì)算需要旁通的較高和小流量
對于單機(jī)組空調(diào)機(jī)系統(tǒng),根據(jù)末端用戶實(shí)際使用的較低負(fù)荷就可以確定小負(fù)荷所需的流量,從而確定較高旁通流量,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)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5 oC
根據(jù)實(shí)際可調(diào)比 RS=10(PV)1/2 (2)
即可算出的旁通小流量
(3)計(jì)算壓差所需的流通能力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為兩端壓差,單位為(Pa)。根據(jù)計(jì)算出的C值選擇使其流通能力大于且接近計(jì)算值。
(4)的開度以及可調(diào)比的驗(yàn)算。根據(jù)所選的C值計(jì)算當(dāng)處于小開度以及較高開度情況下其可調(diào)比滿足要求,根據(jù)計(jì)算出的可調(diào)比求出額定流量和小流量與在小開度及較高開度下的流量進(jìn)行比較,反復(fù)驗(yàn)算,直至合格為止。
四、選型實(shí)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)壓差的確定
經(jīng)水力計(jì)算,系統(tǒng)在小負(fù)荷(旁通管處于較高負(fù)荷)情況下總阻力損失H約為235KPa在系統(tǒng)冷凍水供回水主干管處設(shè)置壓差旁通控制裝置,旁通管處冷源側(cè)水管道阻力損失為80KPa,末端不利環(huán)路阻力損失為155 KPa。
(2)通水量計(jì)算:
經(jīng)過計(jì)算知,該空調(diào)系統(tǒng)在其小支路循環(huán)時(shí),其負(fù)荷為小負(fù)荷,約為總負(fù)荷的35%,利用公式(1) G=(Q-Qmin)*3.6/CP*T,算得所需旁通得額定流量為12