壓差旁通閥的選擇計(jì)算

1、壓差旁通閥的選擇計(jì)算為保證空調(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保證冷源部分冷凍水流 量保持恒定，但是在實(shí)際工程中，由于設(shè)計(jì)人員 往往忽視了調(diào)節(jié)閥選擇計(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調(diào)節(jié)閥 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

2、的麻煩，本文就壓差調(diào)節(jié)閥的選 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)裝置的工作原理壓差調(diào)節(jié)裝置由壓差控制器、電動執(zhí)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)行機(jī)構(gòu)通過 控制閥桿的行程或轉(zhuǎn)角改變調(diào)節(jié)閥的開度， 從而 控制供水管與回水管之間旁通管道的冷凍水流 量，最終保證系統(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(shí)，電動調(diào)節(jié)閥開度減

3、小，旁通 流量減小，使系統(tǒng)壓差維持在設(shè)定值。二選擇調(diào)節(jié)閥應(yīng)考慮的因素調(diào)節(jié)閥的口徑是選擇計(jì)算時(shí)最重要的因素 之一，調(diào)節(jié)閥選型如果太小，在最大負(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)，調(diào)節(jié)閥的開啟度過小會導(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(shí)還應(yīng)避免使用低于10%另外，安裝調(diào)節(jié)閥時(shí)還要考慮其閥門能力pv（即調(diào)節(jié)閥全開時(shí)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(shí)必須結(jié)合調(diào)節(jié)閥的前后配管情況，當(dāng)pv值小于0.3時(shí)，線性流量特性的調(diào)節(jié)閥的流量特性 曲線會

4、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)。三調(diào)節(jié)閥的選擇計(jì)算調(diào)節(jié)閥的尺寸由其流通能力所決定，流通能 力是指當(dāng)調(diào)節(jié)閥全開時(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)調(diào)節(jié)閥的流 體的立方米數(shù)。進(jìn)口調(diào)節(jié)閥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) 調(diào)節(jié)閥全開時(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

5、 間的壓差值應(yīng)等于d-u-c管路壓差（指末端用戶 最不利環(huán)路壓差）減去c-e管段和f-d管段的壓 差值。（2）計(jì)算調(diào)節(jié)閥需要旁通的最大和最小流對于單機(jī)組空調(diào)機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)末端用戶實(shí)際 使用的最低負(fù)荷就可以確定最小負(fù)荷所需的流量,從而確定最大旁通流量，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5 oc根據(jù)實(shí)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)壓差調(diào)節(jié)閥所需的流通

6、能力c=316g*(/p/p)-1/2 (3)計(jì)算c公式中，p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)計(jì)算出的c值選擇調(diào)節(jié)閥使其流通能力大于且最接近計(jì)算值。(4) 調(diào)節(jié)閥的開度以及可調(diào)比的驗(yàn)算。根 據(jù)所選調(diào)節(jié)閥的c值計(jì)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)比是否滿足要求， 根據(jù)計(jì)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)行比較，反復(fù)驗(yàn)算，直至合格為止四調(diào)節(jié)閥選型實(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

7、力計(jì)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末端最不利環(huán)路阻力損失為155 kpa。（2）通調(diào)節(jié)閥水量計(jì)算：經(jīng)過計(jì)算知，該空調(diào)系統(tǒng)在其最小支路循環(huán) 時(shí)，其負(fù)荷為最小負(fù)荷，約為總負(fù)荷的旁通得最大流量為125.4m3/h,再由最不利35%,利用公式（1）g=（q-qmin）*3.6 /cp*/t,算得 所需環(huán)路壓差155 kpa(3)流通能力的計(jì)算根據(jù)公式(2)c=316g*(/p/p)-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造有限公司的zdln型電

8、子式電動直通雙座調(diào)節(jié)閥的技術(shù)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 性為直線型和等百分比特性，按照等百分比特性 選擇最接近的c值，得到管徑為dn80,c值為110, 符合選型要求。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1117.627.54469.311017627544069311001760252700額定行程l(mm)16264060120公稱壓力pn( mpa)1.6、4.0、6.4固有流

9、量特性直線、等百分比固有可調(diào)比r50:1信號范圍(ma.dc)010、420電源電壓220v 50hz作用方式故障時(shí)：全開、全閉、自鎖位允許泄漏(1/h)10-3x閥額定容量工作溫度t(c)常溫型-20200、-40250、-60250散熱型-40450、-60450高溫型450650低溫型-60-100、-100-200、-200250(5)調(diào)節(jié)閥的開度及可調(diào)比驗(yàn)算旁通管段總長為6m,查上表當(dāng)c=110時(shí)，由公式（4）/p=p（316g/c）2得到/p=129.8 kpa,當(dāng)旁通管道采用與調(diào)節(jié)閥相同的管徑時(shí)，損失為42.8 kpa,總局部損失為23 kpa調(diào)節(jié)閥兩端壓差為129.842.82

10、3=64kpa<129.8 kpa,閥門能力pv=64/129.8=0.49,這時(shí)調(diào)節(jié)閥的流量特征曲線 為等當(dāng)旁通管道最大水量為125.4m3/h，經(jīng)過水力計(jì)算，總 沿程百分比特性，此時(shí)處理的實(shí)際最大旁通水量 為88.1m3/h<125.4m3/h,其流量只有系統(tǒng)要求的最大旁通流量的70%由公式 可以求得 實(shí)際可調(diào)比rs=7,即實(shí)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(shí)際要求，所以旁通管的管徑選擇dn80不合適。按照上述計(jì)算方法，繼續(xù)試算，當(dāng)選用dn125的旁通管時(shí)，計(jì)算得調(diào)節(jié)閥兩端壓差為123.2kpa pv=0.95,此時(shí)

11、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(shí)際可調(diào)比rs=9.7，即最小旁通水量為122.1/9.7=12.6 m3/h與調(diào)節(jié)閥工作在10%的開度下的流量12.21 m3/h相比已非常接近。此時(shí)調(diào)節(jié)閥的流量特性已接近理想流量特性曲線，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)閥流通能力c的確定是選擇調(diào)節(jié) 閥至關(guān)重要的一步，只有流通能力c計(jì)算正確，調(diào)節(jié)閥才有可能滿足工藝要求。（2） 調(diào)節(jié)閥的閥門能力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(shí)際可調(diào)比rs是決定調(diào)節(jié)閥 能否滿足工藝要求的參數(shù)之一。實(shí)際可調(diào)比往往 遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理想可調(diào)比，但是在選擇調(diào)節(jié)閥時(shí)要盡可能使實(shí)際可調(diào)比接近最大值。（4）