变流量系统全面水力平衡的核心

变流量系统全面水力平衡的核心——关键点定压差技术

王晓松

摘要：介绍了变流量水系统中流量调节的几种形式及定压差技术的工作原理和作用,分析了关键点定压差技术可用于变流量水系统实现全面水力平衡的原因,结合实际工程介绍了关键点定压差技术的几种应用形式。

关键词：关键点定压差变流量系统全面水力平衡

随着人们生活品质要求和节能意识的不断提高以及空调系统的大型化,变流量水系统在暖通空调工程中占据越来越重要的位置,全面平衡的变流量水系统也因其良好的舒适性和高效的节能效果而在暖通空调工程特别是一些大型工程中得到越来越广泛的应用。变流量系统实现全面水力平衡是为解决长期困扰暖通空调界的系统初调试时静态水力失调以及系统运行过程中的动态水力失调问题，其实现的核心途就是彩关键点定压差技术。

本文首先介绍暖通空调变流量水系统流量调节的几种形式及定压差技术的工作原理和作用；然后分析为什么采用关键点定压差的技术是变流量水系统实现全面水力平衡的核心途径，最后结合实际工程介绍关键点定压差技术在全面平衡变流量系统中的几种应用形式。

1、变流量沙系统流量调节的几种形式及定压差技术的工作原理和作用

1.1 量水系统流量调节的几种形式

1）肪冲式调节：采用开关式电动阀，通过控制开关时间比来调节流经末端设备的平均流量，这种调节方法适用于小流量、调节精度要求较低的末端设备。

2）连续调节：采用调节型电动阀，通过对流量的连续调节满足末端设备负荷变化的要求。这种调节方式适用于调节精度要求较高的系统。

这两种调节方式在一定程度上满足了暖通空调系统的舒适性和节能性要求，但是随着空调系统的大型化，由系统其他区域调节导致的动态水力失调的程度也越来越高，使流量调节精度降低，系统舒适性和节能性变差，这时就必须采取合理的措施来削弱或屏蔽这种干扰，常用的处理方式有两种：传统的PID调节方式和定压差技术。

1.2 PID调节方式

PID调节是电动调节阀根据设定流量与测量温度的差别调节流量，其比例常数、积分时间常数和微分时间常数是同调节阀所在空调系统的整体状态决定的，不同空调系统PID参数的设定值不一样。同于调节阀可以通过PID对系统进行超调和预调，因此当流量调节的相互干扰引起目标区域温度偏离设定温度时，它能实时地对系统进行调节以削弱这种相互干扰。

但是，由于这种削弱干扰的试是通过动态水力失调引起系统压力变化一实际流量偏离-进入末端设备流量变化—制冷（加热）量变化—目标区域温度偏离—目标区域温度比较一调节仪表输出信号变化）—电动阀开度变化—流量干扰纠正这些过程来实现的，而空谳风系统的热情性非常大，因此整个调控反馈信号改变开度来削弱流量干扰，又有新的流量干扰因素出现。

因此，通过这种方式来削弱流量干扰的效果是有限的，特别是对于一些带多个电动调节阀的大型空调系统，这种流量调节的相互干扰造成系统很难达到平衡状态。即使达到平衡状态，也很容易受干扰而失去平衡。

1.3 定压差技术的工作原理和作用

1.3.1定压差技术的工作原理

如图1所示，当温控仪表的测量温度与设定温度不一致时，温控仪表的输出信号发生变化，电动阀的开度随之变化，从而调节流量以满足目标区域负荷变化的要求。

当温控仪表的测量温度与设定温度一致，即目的区域已达到稳定状态时，要避免由于系统中其他区域的流量调节而产生相互干扰，很显然，只要保证电动调节阀进、出口两端的压差不变就可以了，这样电动阀的流量就只受目标区域温度控制信号的影响，而不受别的因素，如由于其他末端设备流量调节而引起的系统压差波动的影响，当温度控制信号恒定时，不管系统压力如何变化，流过末端设备的流量始终保持不变。

保证电动阀两端压差值不变的技术就是定压差技术。定压差技术屏蔽干扰的实现过程是：流量调节干扰—系统压力波动一定压差技术一流量干扰纠正。因此这种干扰还没有影响到电动阀不在管道中被屏蔽掉了，所以这种方式能迅速消除流量调节之间的相互干扰，效果较好。

实际上，定压差技术是变流量系统实现动态水力平衡的核心技术，在空调水系统的合理部位采用定压差技术能够使系统实现全面水力平衡，这样末端设备的流量调节就不存在相互干扰。

1.3.2 定压差技术的作用

这里需要先介绍一下阀权度，阀权度是反映调节阀在水力系统中调节特性的一个重要指标，它决定了调节阀实际的流量特性曲线与理想流量特性偏离程度。

1）当阀权度为1时，表示调节阀的实际流量特性与理想流量特性曲线一致。

2）当阀权度小于1时，调节阀的实际流量特性偏离理想流量特性。阀权度的数值越小，其实际流量特性偏离理想流量特性的程度越高。

3）调节阀选型时为兼顾调节特性和压力损耗两个参数，阀权度一般取0.3——0.5，这时调节阀实际使用时的流量特性会偏离理想的流量特性，调节特性变差。

4）采用定压差技术的调节阀由于电动阀两端的压差始终维持不变，阀权度始终为1，所以其实际的流量特性与理想流量特性一致，具有很好的调节特性。

综上所述，采用定压差技术，由于使调节阀的实际流量特性曲线与理想的流量特性曲线一致，从而极大地提高了调节阀的调节能力，特别是在小流量区间，调节能力的提高更加明显。

2 用于变流量水系统实现全面水力平衡的要求

暖通空调变流量系统要实现全面水力平衡，必须满足两个条件。

1）静态水力平衡，在系统初调试合格后各个末端设备的流量同时达到设计流量，这可以通过在水系统的合理部位安装静态平衡阀，并在初调试时按照一定的方式进行调试来实现。

2）动态水力平衡，在系统运行过程中各个末端设备的流量同时达到系统瞬时要求流量，并且这些流量调节不互相干扰。在工程实际中，主要通过在水系统的合理部位采用定压差技术（或者一些等效替代措施）来实现。

2.2 变流量全面水力平衡系统的关键点定压差技术

在实际变流量水系统中，要实现全面水力平衡，主要是对系统的关键点采用定压差技术，关键点定压差技术主要分为以下两类。