控制閥的特性

  控制閥的特性

    在設計任何采暖與空調裝置系統(tǒng)時主要目的都是獲得舒適的室內氣候，同時盡可能降低成本和減少運行問題。

    在理論上，新的控制技術好像足以滿足zui苛刻的要求，能夠能夠提高舒適度并能切實節(jié)約能源。

    但在實踐中，即使zui精密的控制器也不能*實現其理論性能。原因很簡單：往往忽略了那些必須滿足的正確的運行條件，而其對于舒適度和成本的重要意義是不容忽視的。

    如果我們系統(tǒng)地分析暖通空調系統(tǒng)的工作情況，往往會覺察到以下問題：   

    并非所有的房間內都能達到所需的室溫，尤其是在發(fā)生高負荷變化之后。

    在可以達到所需的室溫時，盡管在末端裝置上使用了精密的控制器，它仍然會不斷地波動起伏。這種現象通常發(fā)生在低負負荷和中等負荷的情況下。

    盡管生產裝置具有足夠的裝機容量，但卻不能在高負荷下輸送，特別是在啟動階段。

    即使用精密的控制器也不能糾正這些故障。其原因往往與循環(huán)系統(tǒng)本身的設計缺陷有關，主要是因為三個基本條件沒有得到滿足。 

    系統(tǒng)接口處的流量必須相互兼容。

    所有末端處都必須達到設計流量。 

     控制閥兩端的壓差不能變化過大。 

     控制閥的特性 

     控制閥的特性是由水流量與閥門開度之間的關系決定的。在壓差恒定時，這兩個量用zui大值的百分比來表示。



    對于具有線性特性的閥門，水流量與閥門開度成比例關系。在低負荷和中等負荷下，由于末端裝置的非線性特性（圖1a），控制閥少許的開度就會明顯地增大通過閥門的流量。因此低負荷下控制回路就可能不穩(wěn)定。

    本文主要是有關第二個條件的一些信息，以及在末端裝置上使用二通控制閥一些啟示。

    通過選擇控制閥特性來補償非線性，可以解決這一問題，從而使末端裝置的輸出量與閥門開度成比例關系。

    在供水流量為其設計流量的20％時，如果末端裝置的輸出為其設計值的50％，則可以對閥門進行設置，使它在開度達到50％時只允許有20％的設計流量。這樣，當閥門達到50％的開度時，就可以獲得50％的熱量輸出（圖1c）。以此類推到所有流量上，我們所得到閥門的特性就可以補償典型末端換熱裝置的非線性。這一特性（圖1b）稱為等百分比修正“EQM”。

    但是，要獲得這一補償，必須滿足兩個條件：

    如果  控制閥兩端的壓差不是恒定的，或者如果閥門尺寸過大，則控制閥特性發(fā)生偏移，就可能會影響到調節(jié)控制性能。 

      控制閥兩端的壓差必須是恒定的。

    當  控制閥*打開時，必須能夠獲得設計流量。

    控制閥閥權度

    當  控制閥關閉時，末端、管道和附件中的流量和壓降降低。導致控制閥上的壓差升高。壓差的增大會使控制閥的特性發(fā)生偏移。這種偏移可以通過控制閥閥權度表現出來。



    分子是恒定的，只取決于控制閥的選擇和設計流量值。

    分母對應于回路上達到的ΔH。與所選擇的控制閥串聯(lián)安裝的平衡閥不會改變這兩個因素，因而對控制閥閥權度沒有影響。

所選擇的  控制閥應當能夠達到可能的*閥權度。根據市場供應的產品范圍，一般都會尺寸偏大。平衡閥可以使控制閥*打開時獲得設計流量。使其特性更加接近理論特性，從而改善控制功能（圖3b）。 

    在一個異程分配（圖2a）中，遠程回路會承受較高的ΔH變化。在低流量情況下，得到的控制閥閥權度zui差。也就是當控制閥幾乎承受全部水泵揚程時。



    用變速泵時，一般要使接近zui后一個回路的壓差保持恒定（圖2b）。在這種情況下，ΔH的變化將會轉移到*個回路上。

    Δp傳感器用于控制變速泵。如果它的位置接近zui后一個回路，在理論上可以將泵送成本降到zui低，但接近泵的回路也會產生問題。當系統(tǒng)在平均小負荷的狀況下運行時，這些回路可能發(fā)生流量不足；或者，如果控制閥是按照zui小Δp設計的，則在設計條件下的閥權度將會很差。為此，一個較好的折中方案就是將Δp傳感器設置在系統(tǒng)的中部與定速泵相比可以將Δp的變化減小50％以上。

    圖2c顯示了功率輸出與閥門開度之間的關系（為獲得正確全開流量而選擇的EQM控制閥，設計閥權度為0.25）。當回路上獲得的ΔH增大時，控制閥特性可能會變差，從而使控制回路產生不規(guī)則振蕩。在這種情況下，采用一個局部壓差控制器可以穩(wěn)定控制閥兩端的Δp，使其閥權度接近一（圖4a）。

    調節(jié)控制閥的選擇

    在以下條件下，二通控制閥的尺寸正確：

    1- 在設計條件下*打開的控制閥可以達到設計流量。

    2- 保持足夠的控制閥閥權度，一般高于0.25。

    當控制閥在較長時間內保持全開時，需要滿足*個條件才能避免過流而在其他盤管中產生流量不足。在每天夜間停機回設后早晨啟動期間，盤管尺寸偏小時，溫控器設定在制冷工況zui低值時（這是一種常見的做法），以及控制回路不穩(wěn)定時，都會發(fā)生這種情況。