暖通空调自动化常用执行器第04章

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暖通空调自动化常用执行器第04章
光电隔离器供电
值得注意的是输入、输出端两个电源必须单独供电，否则，
如果使用同一电源(或共地的两个电源)外部干扰信号可能通过电 源串到系统中来，这样就失去了隔离的意义。
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继电器输出技术
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当感应电压与Vc之和大于晶体管T的集电结反向电 压时，晶体管T有可能损坏。加入二极管D后，继电器 线圈产生的感应电流由二极管D流过，因此，不会产生 很高的感应电压，因而使晶体管T得到保护。
3、信号值 模拟量执行机构的选择，要考虑信号制式的选择，要与控制器模拟输出信号 相一致。通常可以采用的信号制式有0-10V DC、2-10V DC、4-20mA DC等。
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第四节 电动风量调节阀
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风阀的结构与原理
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电动蝶阀
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连续控制调节阀
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电动调节阀
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调节阀的结构形式
直通单座阀
直通双座阀
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阀芯位移与流通面积的关系
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风阀执行机构
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风阀执行器扭矩的计算
设图示的平行叶片风阀尺寸 为A＝1.2米，B＝2.4米，则总面积F ＝1.2米×2.4米＝2.88平方米；
风阀在测试条件下（静压＝ 500Pa，面风速＝5米/秒），每平方 米风阀面积所需的扭矩值为10牛顿/ 平方米；
则风阀执行机构需要提供的扭 矩为：10牛顿/平方米×2.88平方米 ＝28.8牛•米。
在实际选型中，还要考虑现场 的环境温度，电压，空气流速和压 力的变化影响，有必要在计算值基 础上乘以一个安全系数。
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第五节 电气执行器
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调节阀的实际可调比
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调节阀的流通能力
w 调节阀流通能力的定义为：
当调节阀全开时，阀两端压差为 1X105Pa，流体密度1g/cm3，每小时流经调 节阀的流量数，以m3/h计。
w 例如
有一台C值为25的直通调节阀，当阀两 端压差为1X105Pa，每小时能流过的水量是 25m3。
w 在采用两通阀时，为保证变水量系统的运行 及节能，应采用常闭型阀门。当不需要工作 时应能自动关闭（弹簧复位或者电动复位）。
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阀门工作范围
w ①介质种类
w
在空调系统中，调节阀通常用于水和蒸汽。这些介质本身对阀件无
特殊的要求，因而一般通用材料制作的阀件都可以使用的。对于其他流
如杂质较多的流体，应采用耐磨材料；腐蚀性 流体，应采用耐腐蚀性材料。
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工作压力的考虑
工作压力也和阀的材质有关，一般来说，在生 产厂家的样本中对其都是有所提及的，使用时实际 工作压力只要不超过其额定工作压力即可，通常在 暖通空调中常用到的有PN16、PN25两种阀门，耐 压值分别为1.6Mpa和2.5Mpa，前者多用于水系统， 后者多用于高压蒸汽系统。
双位控制阀门口径选择
只用双位控制即可满足要求的场所（如 大部分建筑中的风机盘管所配的两通阀以及 对湿度要求不高的加湿器用阀等），无论采 用电动式或电磁式，其基本要求都是尽量减 少阀门的流通阻力而不是考虑其调节能力。 因此，此时阀门的口径可与所设计的设备接 管管径相同。
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调节用阀门口径的选择
调节用的阀门，直接按接管管径选择阀口径是不合理的。因为阀的 调节品质与接管流速或管径是没有关系的，它只与其水阻力及流量有 关。换句话说，一旦设备确定后，理论上来说，适合于该设备控制的 阀门只有一种理想的口径而不会出现多种选择。因此，选择阀门口径 的依据只能是其流通能力。
某一厂家产品随阀门口径变化时流通能力的变化
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2020/11/17
暖通空调自动化常用执行器第04章
执行机构和调节机构
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第一节 调节阀的种类和结构
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电磁阀
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电动二通阀
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w ③工作温度
w 阀门资料中一般也提供该阀所适用的流体温度，只要按要求选择即 可。常用阀门的允许工作温度对于空调冷、热水系统都是适用的。
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阀门工作介质的考虑
在空调系统中，调节阀通常用于水和蒸汽。这 些介质本身对阀件无特殊的要求，因而一般通用材 料制作的阀件都可以使用的。对于其他流体，则要 考虑阀件材料。
如果该阀门只是用于两位式控制，即只有开/关两个状态，例如在水系统中 风机盘管二通阀只是通过阀的开闭来控制风机盘管的换热量，与它们配合的都是 数字量的执行机构。
2、电源电压 数字量执行机构选择，还需要考虑电源电压的情况。通常数字量执行器的电源 电压主要有24V AC（24VDC）、110V AC、220V AC，通常需要根据电气设计 的实际情况来选择。
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三通调节阀
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三通阀的旁路调节关系
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第二节 调节阀的特性
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调节阀的工作原理
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阀杆受到的不平衡力
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对理想流量特性的影响
（a）直线流量特性
（b）等百分比流量特性
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结论
w 结论（1） 对于一个串联连接调节阀的管道系统，
阀权度S值越大，则说明调节阀的压降占整个 系统比重越大，调节阀控制能力越大；当S＝ 1时，即管道阻力损失为零，系统的总压差全 部降落在调节阀上，此时调节阀的实际工作 特性与理想特性是一致的。
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快开流量特性
快开流量特性调节阀的阀芯形状为平板式，
阀的有效行程在d0/4（d0为阀座直径）以内，当行 程再增大，阀的流通面积就不再增加了，便起不
到调节作用了。快开特性的调节阀适用于要求迅 速启动的场合
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抛物线流量特性
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串联管道时调节阀压差的变化
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阀权度
就是调节阀全开时，阀上的压降与管 路系统各局部阻力件之和（含阀上的压降） 两者之间的比值。
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调节阀的实际工作流量特性
结论：
串联连接调节阀的实际流量特性与阀权 度（S值）有关。
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工作温度的考虑
阀门资料中一般也提供该阀所适用的流 体温度，只要按要求选择即可。常用阀门的 允许工作温度对于空调冷、热水系统都是适 用的。
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调节阀流量特性的选择
1. 从控制系统的品质出发，选择阀的工作特性。
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这种阀的性能特性介于直线性和等百分比型之间
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流量特性的数学表达式和计算公式
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各种开度下的相对开度和相对流量
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调节阀的理想流量特性曲线
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结论
w 结论（2） 阀权度S越小，则说明调节阀的压降占整个系
统的比重越小，调节阀的控制能力也就越差，也就 是当流量增加时，调节阀前后压降逐步减少，虽然 调节阀的节流面积增大了，但由于调节阀压降减少， 流量并没有按理想特性增大，而使流量增大速率变 缓。随着S的减少，即管道阻力损失增加，使系统 压差降落在管道上的部分增加，调节阀全开时的流 量减少。
不同流量特性阀芯形状
(l)直线特性阀芯; (2)等百分比特性阀芯; (3)快开特性阀芯; (4)抛物线特性阀芯; (5)等百分比特性阀芯(开口形); (6)直线 特性阀芯(开口形)
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三通调节阀的理想流量特性
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调节阀的工作流量特性
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液体流通能力的计算公式
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第三节 调节阀的选择
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阀门功能的考虑
w 三通阀与两通阀具有不同功能，因而也有着 不同的使用场所。当水系统为变水量系统时， 应采用两通阀；当水系统为定水量系统时， 应采用三通阀。
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调节阀最大允许工作压差
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厂家样本中所列的允许使用压差
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调节阀的可调比
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调节阀的理想流量特性
在理想情况下，假设调节阀的压降不随阀的开度和 流量而变化的情况，因而得到的相对流量和相对开度之 间的关系，称为称理想流量特性。它是由阀芯形状决定 的。
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直线流量特性
直线特性调节阀的特点使得小流量调 节时调节作用过于灵敏，不易稳定，大流 量时又器第04章
等百分比流量特性
它的放大系数随行程增大而增大。在小流量
的时候，流量变化的绝对值小；在大流量时，流 量变化的绝对值大。所以它在小流量时工作平稳， 在大流量时工作灵敏，适用于要求负荷变化大的 场合。
体，则要考虑阀件材料。如杂质较多的流体，应采用耐磨材料；腐蚀性 流体，应采用耐腐蚀性材料。
w ②工作压力
w 工作压力也和阀的材质有关，一般来说，在生产厂家的样本中对其 都是有所提及的，使用时实际工作压力只要不超过其额定工作压力即可， 通 常 在 暖 通 空 调 中 常 用 到 的 有 PN16 、 PN25 两 种 阀 门 ， 耐 压 值 分 别 为 1.6Mpa和2.5Mpa，前者多用于水系统，后者多用于高压蒸汽系统。
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结论
w 结论（3） 随着S值的减少，流量特性发生很大的畸
变，成为一系列向上拱的曲线。理想的直线 特性趋向于快开特性，理想的等百分比特性 趋向于直线特性，使小开度时放大系数增大， 大开度时放大系数减少。S值太小时将严重影 响自动调节系统的调节质量。在实际使用中， 通常要求S值不低于0.3～0.5。
热水加热器的静特性
蒸汽加热器的静特性
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调节阀流量特性的选择
2. 根据调节阀的希望工作特性选择阀的流量特性。
配管状态 理想特性
实际特性
S=1~1.6
直线
对数
直线
对数
S=0.6~0.3
直线
直线或接 近快开
对数
对数或接 近直线
S＜0.3 不宜调节 不宜调节
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调节阀电动执行机构的选择
要注意以下几点： 1、模拟量与数字量 选择执行机构，首先要清楚该执行机构所配合的调节阀是做何用途。如果该
阀门是用于连续调节，例如水系统中通过调节电动两通阀的开度来调节空调机组 的供热量或供冷量，需要阀门的开度在一定范围内可以连续变化，这时候就需要 采用模拟量的执行机构。
光电隔离器
光电隔离器由GaAs红外发光二极管和光敏三极管组成。当发 光二极管有正向电流通过时，即产生人眼看不见的红外光，其光谱 范围为700-1000 nm。光敏三极管接收光以后便导通。
而当该电流撤去时，发光二极管熄灭，三极管截止。利用这种 特性即可达到开关控制的目的。由于该器件是通过电一光一电的转 换来实现对输出设备控制的，彼此之间没有电气连接，因而起到隔 离作用