序言
在理論上，新的控制技術(shù)是可以滿足的室內(nèi)氣候和運(yùn)行成本要求的。但在實(shí)踐中，即使密的控制器也不能實(shí)現(xiàn)所承諾的功能。因此，舒適度就會(huì)打折扣，運(yùn)行成本也會(huì)高于期望值。
這常常是因?yàn)榕照{(diào)系統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)沒(méi)有滿足為實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定而精確的控制所需的一些條件。以下是這三個(gè)重要的條件：
1．所有終端處都必須達(dá)到設(shè)計(jì)流量。
2。控制閥兩端的壓差不能變化過(guò)大。
3．系統(tǒng)接口處的流量必須相互兼容。(一、二次環(huán)路流量要相匹配)
本文簡(jiǎn)單地討論了其中的個(gè)條件，若違反此條件會(huì)產(chǎn)生的問(wèn)題、為什么會(huì)發(fā)生這些問(wèn)題以及如何在設(shè)計(jì)階段預(yù)防這些問(wèn)題。
常見(jiàn)問(wèn)題
這些問(wèn)題通常表明個(gè)條件(即每個(gè)末端處都必須達(dá)到設(shè)計(jì)流量)沒(méi)有得到滿足：
·高于預(yù)期的能耗成本。．在中等和／或高負(fù)荷下不能實(shí)現(xiàn)裝機(jī)功率。
·樓房?jī)?nèi)一些部位過(guò)熱，而另一些部位過(guò)冷。
·夜間停機(jī)回設(shè)后的啟動(dòng)需要較長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到期望的室溫。
獲得正確的流量
一臺(tái)末端設(shè)備所傳遞的功率取決于供水溫度和水流量。需要對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行控制以達(dá)到要求的室溫。只有具備需要的水流量時(shí)，才能進(jìn)行控佑，J。
但有些人好像以為只要將設(shè)計(jì)流量標(biāo)在圖紙上就能在管道中實(shí)現(xiàn)。事實(shí)上，要想得到需要的流量，必須進(jìn)行測(cè)量和調(diào)節(jié)。這就是為什么專(zhuān)家們都確信水力平衡是非常必要的原因所在。我們的討論限于這樣一個(gè)問(wèn)題：我們?cè)撛鯓愚k?比如，是不是可以通過(guò)仔細(xì)設(shè)置系統(tǒng)的尺寸來(lái)獲得正確的流量分配?
在理論上，回答是肯定的；但在實(shí)踐中，這只是一個(gè)美好的夢(mèng)想。生產(chǎn)裝置、管道、泵和末端在設(shè)計(jì)時(shí)能夠地滿足實(shí)際需求(除非裝置是捶照差異度計(jì)算的)。如果鏈條中一個(gè)環(huán)節(jié)的尺寸不適當(dāng)，其他的也就不能達(dá)到的運(yùn)行效果。因此，就不能獲得期望的室內(nèi)氣候，舒適度就打了折扣。
有人可能認(rèn)為在設(shè)計(jì)裝置時(shí)考慮一些安全因素就能夠防止大多數(shù)的問(wèn)題。但是，即使有些問(wèn)題可以通過(guò)這種方式解決，但又會(huì)產(chǎn)生其他的問(wèn)題，特別是在控制方面。某種程度的尺寸偏大是無(wú)法避免的，因?yàn)椴考仨殢默F(xiàn)有的市場(chǎng)供應(yīng)范圍內(nèi)挑選，一般是不能與計(jì)算值相符的。此外，在設(shè)計(jì)階段，一些部件的特性還是未知數(shù)，因?yàn)樗鼈儗⒃诤罄m(xù)階段由承包商來(lái)選擇。這樣就需要對(duì)原始的系統(tǒng)設(shè)計(jì)加以修改以考慮實(shí)際的安裝情況，常常會(huì)略微偏離原始設(shè)計(jì)。
水力平衡可以在實(shí)際裝置中獲得需要的流量，對(duì)偏大尺寸加以補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)投資的初衷。
定流量分配系統(tǒng)
在定流量分配系統(tǒng)中(圖1a)，通過(guò)計(jì)算，使三通閥產(chǎn)生的壓降至少不低于盤(pán)管C中的設(shè)計(jì)壓降。這意味著控制閥閥權(quán)度至少為0.5，這是實(shí)現(xiàn)良好控制的關(guān)鍵。如果盤(pán)管中的壓降加上控制閥的壓降等于20kPa，而可以得到的壓差(△H)為80kPa，則必須由平衡閥STADl承擔(dān)60 kPa的差值。否則，該回路將會(huì)發(fā)生200％的過(guò)流，造成難以控制，并會(huì)影響到系統(tǒng)的其余部分。
在圖1b中，平衡閥STAD2是關(guān)鍵。沒(méi)有它，旁路AB將變成一個(gè)嚴(yán)重過(guò)流的短路，而在系統(tǒng)的其他部分則形成流量不足。用STAD2對(duì)一次流量Qp進(jìn)行測(cè)量和調(diào)節(jié)，用STAD3對(duì)二次設(shè)計(jì)流量Qs進(jìn)行測(cè)量和調(diào)節(jié)，使Qp稍高于Qs。
平衡可以保證正確的流量分配，防止出現(xiàn)運(yùn)行問(wèn)題，使控制器真正能夠?qū)崿F(xiàn)控制功能。
變流量分配系統(tǒng)
在變流量分配系統(tǒng)中，高負(fù)荷下主要容易發(fā)生流量不足問(wèn)題。
乍一看，在末端用二通控制閥的系統(tǒng)無(wú)需再平衡，因?yàn)楦鶕?jù)設(shè)計(jì)是可用控制閥來(lái)調(diào)節(jié)流量，達(dá)到要求的流量。因此，應(yīng)當(dāng)能夠自動(dòng)達(dá)到水力平衡。但是，即使經(jīng)過(guò)仔細(xì)的計(jì)算之后，你仍會(huì)發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)上根本買(mǎi)不到具有所需K。的控制閥。如此一來(lái)，大部分控制閥就會(huì)尺寸偏大。在許多情況下(比如：?jiǎn)?dòng)時(shí)、發(fā)生大的干擾時(shí)、一些溫控器設(shè)定在最小或值時(shí)、或者當(dāng)一些盤(pán)管尺寸偏小時(shí))，不得不將控制閥打開(kāi)。在這些情況下，以及當(dāng)平衡閥不到位時(shí)，一些回路中將會(huì)發(fā)生過(guò)流，進(jìn)而造成其他回路中的流量不足。
使用變速泵也不能解決這一問(wèn)題，因?yàn)楸玫膿P(yáng)程改變時(shí)，所有的流量也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化。試圖用這種方法避免過(guò)流只能使流量不足愈加嚴(yán)重。
整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成能夠在負(fù)荷時(shí)提供功率(無(wú)論有無(wú)差異度)。因此，在需要時(shí)達(dá)到這一功率就非常關(guān)鍵了。在設(shè)計(jì)條件下達(dá)到的水力平衡保證所有末端都能獲得其需要的流量，從而實(shí)現(xiàn)投資的初衷。在部分負(fù)荷情況下，當(dāng)一些控制閥關(guān)閉時(shí)，回路上可以得到的壓差只會(huì)增加。如果在設(shè)計(jì)條件下能夠避免流量不足，則在其他條件下也不會(huì)出現(xiàn)流量不足。
早晨啟動(dòng)
在變流量分配系統(tǒng)中，每次夜間停機(jī)回設(shè)后的早晨啟動(dòng)是一個(gè)需要認(rèn)真考慮的事項(xiàng)，因?yàn)榇蟛糠值目刂崎y都被打開(kāi)了。這就會(huì)造成過(guò)流，從而在一些管道中產(chǎn)生無(wú)法預(yù)測(cè)的壓降，而使系統(tǒng)中不利回路的末端發(fā)生嚴(yán)重的流量不足。直到有利回路都已經(jīng)達(dá)到了設(shè)定溫度(如果這些設(shè)定點(diǎn)合理的話)，使其控制閥開(kāi)始節(jié)流之后，那些不利回路才能得到足夠的流量。因此，啟動(dòng)難度加大，所需的時(shí)間也會(huì)超出預(yù)期，在能耗方面的代價(jià)也是的。不均勻的啟動(dòng)將使控制管理和任何形式的優(yōu)化在實(shí)踐中都無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
在定流量分配系統(tǒng)中，啟動(dòng)期間和啟動(dòng)之后都存在著流量不足和過(guò)流，從而使問(wèn)題更加難以解決。平衡所需的工具
要平衡一個(gè)系統(tǒng)，要求工具必須滿足以下條件：
·流量必須是可以測(cè)量的，精度約為土5％。平衡程序可以檢查系統(tǒng)是否按照設(shè)計(jì)運(yùn)行、檢測(cè)故障，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果決定糾正措施。
·流量必須易于調(diào)節(jié)，從而使系統(tǒng)靈活通融。
．平衡裝置必須保證長(zhǎng)期可靠，還必須能夠抵御侵蝕性的水。
·在沖洗時(shí)應(yīng)當(dāng)不必拆除平衡裝置，也不需要使用特殊的過(guò)濾器。
·設(shè)定位置必須易于讀取，并由隱藏式記憶裝置保護(hù)設(shè)定值。全節(jié)流范圍應(yīng)當(dāng)需要手輪轉(zhuǎn)動(dòng)至少四整圈，以保證足夠的調(diào)節(jié)精度。
·大尺寸閥門(mén)應(yīng)當(dāng)具有一個(gè)平衡錐體，用于設(shè)定閥門(mén)時(shí)克Z艮由于其兩端較高的壓差產(chǎn)生的力矩。
·平衡閥必須具有關(guān)斷功能。
必須具有測(cè)量?jī)x器，使流量易于測(cè)量，而不必使用圖表。儀器中應(yīng)當(dāng)加入一個(gè)簡(jiǎn)單的平衡程序，并且能夠打印平衡報(bào)告。儀器還應(yīng)當(dāng)能夠記錄流量、壓差和溫度的變化過(guò)程，以便實(shí)施診斷。
平衡變得簡(jiǎn)單
水力平衡提供了驗(yàn)證系統(tǒng)是否正確安裝的機(jī)會(huì)，還能夠檢測(cè)大部分故障(例如：空氣、阻塞、過(guò)濾器、水力故障)并予以糾正。
“TA平衡”方法是的系統(tǒng)平衡方法?！癟A平衡”是一個(gè)基于補(bǔ)償方法的計(jì)算杉L程序。將"TA平衡”結(jié)合到平衡儀器CBI中。在系統(tǒng)中進(jìn)行了一些測(cè)量之后，“TA平衡”會(huì)計(jì)算平衡閥的正確設(shè)定。這一方法的主要優(yōu)點(diǎn)是只需一個(gè)人用一個(gè)平衡儀器就能夠平衡整個(gè)裝置。
與所有其他平衡程序一樣，系統(tǒng)必須分為各個(gè)模塊。一個(gè)模塊是由幾個(gè)連接到相同供水與回水管道的回路形成的。每個(gè)回路都有自己的平衡閥。每個(gè)模塊都有一個(gè)公共的平衡閥，稱(chēng)為合作閥(圖4)。
CBI檢測(cè)到最不利回路(需要的壓差的回路)，并給該回路的平衡閥分配一個(gè)3 kPa的壓降(實(shí)現(xiàn)可靠流量測(cè)量所需的最小壓降)。
然后確定其他平衡閥的設(shè)定值，以實(shí)現(xiàn)模塊內(nèi)各部件的相對(duì)平衡。設(shè)定值與實(shí)際可以得到的泵揚(yáng)程或系統(tǒng)中其他平衡閥的設(shè)定都無(wú)關(guān)。所確定的值經(jīng)設(shè)定后鎖定。
當(dāng)所有的模塊都各自實(shí)現(xiàn)平衡之后，利用相同的程序可實(shí)現(xiàn)模塊之間的相互平衡。在這一階段，確定合作閥的設(shè)定值。
最后，用主平衡閥來(lái)調(diào)節(jié)總設(shè)計(jì)流量。所有的多余的壓降都在這一閥門(mén)處讀取、測(cè)量。有時(shí)這一多余壓降是很高的，可以安裝一臺(tái)較小的泵以降低泵送成本。
這一操作完成之后，所有末端處就都達(dá)到了設(shè)計(jì)流量。通過(guò)計(jì)算機(jī)打印可提供每臺(tái)平衡閥的沒(méi)定值、壓差和水流量情況。
結(jié)論
任何暖通空調(diào)系統(tǒng)都是用來(lái)提供舒適的室內(nèi)氣候，同時(shí)地降低成本和減少運(yùn)行問(wèn)題。
在理論上，現(xiàn)代控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。但在實(shí)踐中，即使密的控制器也不能實(shí)現(xiàn)所承諾的功能。原因往往是實(shí)現(xiàn)良好控制所需要的條件沒(méi)有得到滿足。
其中一個(gè)條件就是在所有末端處都必須達(dá)到設(shè)計(jì)流量。必需要通過(guò)水力平衡來(lái)保證實(shí)現(xiàn)這一條件。水力平衡可以防止一些回路中的過(guò)流引起其他回路中的流量不足，可以檢測(cè)泵尺寸偏大的程度，還能綜合驗(yàn)證系統(tǒng)運(yùn)行是否符合設(shè)計(jì)者的意圖。
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