水力平衡

H x 1.56 qtot x 1.25
导致总流量增加 25%
10
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水泵能耗
增加水泵扬程来减少欠流非常耗能。
x 1.95 x 1.56 x 1.25
水泵扬程 流量 水泵能耗 C0 水泵效率
泵耗最高可占:
(年度能耗)
供热
制冷
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变频水泵设定点的优化
系统曲线 水泵扬程 [kPa]
B
150
A
水泵能耗 C0
水泵扬程 流量 水泵效率
120
C
90
60
30
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不舒适的代价
6 到 11% *
冬季 1°C 过高 室内温度的能耗增加
供热
12 到 18% *
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夏季 1°C 过低 室内温度的能耗增加
制冷
(*) 系统年度能耗
尊敬的旅客们: 我们头等舱采用的是中央空调，不 能个别控制室内的温度，请谅解。 谢谢!
北京国际机场
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第一个水力工况条件
系统达到设计状态时， 所有末端必须达到设计流量。
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23°C
为了补偿20%的欠流 在一个回路 (增加25%的流量使 0.80 qc 变为 qc)
资用压头必须增加56% !
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不平衡的系统通常意味着很高的总流量
20% 欠流 回路压差 x 1.56 增加回路压差 56%
需要强力增加水泵扬程H 56%
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实现第一个水力工况条件 在设计条件下，调整所有末端达到设计流量。
设计工况是“最坏的”系统运行工况，是需要最大流量的情况：控制阀全开。
如果设计工况下可以调整到设计流量，那么它们可以在所有其他工况下获得。
> qc
fully open partially fully open open
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材料使用寿命
过流意味着水流速比设计预期要高
v
0.354 q q l/h, di mm 2 di
v
1273 q q l/s, di mm 2 di
过高的水流速导致管道弯头和换热器的 侵蚀。
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TA平衡理念
在最小附加压力降的条件下达到系统平衡， 水力输配管道必须被分解为水力模块
=
设计工程师的原图
= A.6
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A.5
A.4
变成一个分等级的结构
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
A
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分解水力模块的转向标准
平衡阀的放置结果要是最小可能尺寸：
7 m3/h 7 m3/h
1 m3/h 1 m3/h
1 m3/h
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如果分叉处两侧均有很多末端设备， 那么拐点处流动方向朝向主流量。
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高压差
7
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不平衡的来源
管道摩擦力和管道附件的压力降 每个末端需要 100的流量
10 kPa 152 10 kPa 129 10 kPa 102 10 kPa 78 10 kPa 55
10 kPa
10 kPa
10 kPa
10 kPa
10 kPa
不同末端不同的 Dp 和所需流量; 不同控制阀的尺寸
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-2
额外的启动时间
16
-1
0
小时
0% 0% 50% 100% 150% 200%
流量
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控制阀不受控制
在很多情况下，控制阀不能再很好的控制经过末端设备的流量。 他们不得不被控制系统设定成全开的状态 :
在关闭系统后重启
由于突然的负荷变化
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由于温控器的不合理设定
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10 kPa
8
10 kPa
10 kPa
过流与欠流
为了避免住户的投诉 17°C 第一种方法: 水泵开到最大
过流部分流量更大 欠流缓解:
但是
q kv Dp
(湍流)
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典型水力系统问题的症状 一些地方过热，另外一些地方过冷 一些房间在系统停止运行后再重启达到目标温度非常困难
装机功率没有被输送 房间温度波动
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比预期更高的能量损耗
2002 2003
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系统关闭后的重启
系统不平衡时, 处于欠流状态的最后一个 欠流 回路的启动时间很长。过流并不意味着 = 过冷 更高的热力输出。 当一个系统平衡了之后，所有回路同时 达到启动状态。
过流 = 过热
房间温度
能量输出
120% 100% 80% 60% 40% 20%
完美水力控制的三把钥匙
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暖通空调设计目标
所有的暖通空调系统应该达到两个基本目标:
1. 达到指定的舒适度
2.
达到第一个目标的基础上，使用最小的能源
生产侧
输配侧
末端设备
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房间温度控制
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西班牙毕尔巴鄂的一所酒店
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房间温度控制
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A. 系统不平衡 总流量大于需要 水泵能耗: 12.8 kW (100%) B. 系统平衡后 总流量调整– 附加压力降全在主合作阀上 水泵能耗: 10.2 kW (80%) C. 系统平衡后 主合作阀重开; 变频泵设定点降低 水泵能耗: 7.31 kW (57%)
0 45 90 135 180 225 270
< qc
fully open
> qc
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>qc
fully open fully open
> qc
fully open
>qc
这个状态应该在绝对最小附加压力降 的条件下获得。
(仅在吸收了多余的资用压头的情况下 实现。)
0
设计流量
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流量 [m3/h]
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实际节约案例
法国图尔斯附近的辉瑞制药工厂 安装冷量 5.4 MW (3台冷机并联) 总设计流量: 773 m³ /h 问题: 生产报警! 80 个TA平衡阀从 STAD 15/14 到 STAF 200 基于第一次测量结果利用 TA Circuit 进行系统评估 用 TA Circuit 做预设定计算 用 TA Select II 做粘度修正 用一台 TA-CBI 采用TA-平衡法进行全面平衡调试
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完美水力控制的三个水力工况条件
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为何并如何用最简单的方式满足它们
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水力模块的平衡方法
比例法 从风系统平衡方法演变而来 系统压力降不是最优 补偿法 (TA发明, 1983) 为平衡阀的应用而设计 系统压力降最优 TA平衡法 (TA发明, 1991) 完全计算机化: 自动决定最不利回路 系统压力降最优 TA无线法(TA发明, 2011) 带最不利回路选择的多传感器的计算机辅助方法 系统压力降最优 最小化平衡阀操作次数 TA诊断法(TA发明, 2011) 完全计算机化: 自动决定最不利回路 系统压力降最优 为水力模块提供一个自动的压差诊断
过流回路中的控制阀频繁的开启/关闭。 这大大降低了他们驱动器的生命周期。
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需要维修人员
在不平衡的建筑中，住户投诉糟糕的舒适状况。
维保人员反复的浪费时间来勘察现场，试图解 决问题。
平衡之前
35
2002年九月 进行平衡调试
平衡之后
维修人员需 30 求的数量 25
第一个水力工况条件
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过流与欠流
水力不平衡时，第一个回路的过流导致其它回路的欠流。 控制阀不能解决这个问题。 17°C 欠流 = 太冷 过流 = 太热
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23°C
低压差
4
3
2
1
2
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水力控制
理论上，目前包括最先进的BMS系统的技术是可能达到这两个目标的。
实际上，即使最复杂的控制系统增加了操作成本还经常降低舒适性。
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在许多情况下，问题以及解决方案是在 水力系统侧找到的！
40 kPa
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需要流量
30 kPa 30 kPa 7 kPa 7 kPa 146 73 170 73 85 40 40 200 200 100 35 kPa 5 kPa 25 kPa 10 kPa 5 kPa 25 kPa 10 kPa
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实际节约案例
平衡之前
工业系统 5,4 MW 制冷量 889 m³ /h=247 l/s 335 kPa 水泵扬程
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过流与欠流
为避免住户投诉 第二种方法: 供水温度: 供热提高 (制冷降低) 不利的房间开始变得舒适 有利房间的住户开始有反应了
能源浪费 ! 增加 CO2 排放 !
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法国美日尼亚克的 一个住宅楼"Le Signal"
20 15 10 5 0 2001
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发表在CFP Journal (法国暖通空调日报), nr 671, 2004年9月刊的案例 作者 Asterm, Dalkia 和 TA
房间温度控制
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法国巴黎的一所酒店
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房间温度控制
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法国凡尔赛的一所酒店
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必须打在红点的位置。 不要调低。 Régler la clim sur le point rouge et surtout pas en-dessous 谢谢/MERCI