关于压力无关型变风量末端装置的讨论.doc

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1、关于压力无关型变风量末端装置的讨论格伊尔•阿佛里（著）孙宁（译）摘要：列举事实澄清了对压力无关型变风量末端装置的某些误解。指出如设计合理，则压力有关型末端装置不但可避免系统的不稳定，还可降低初投资、简化控制和维护等。关键词：变风量系统压力无关压力有关末端装置要实现一台空调机组多区控制，变风量系统毫无疑问是一种经济的形式。然而，像军事部门和大型建筑管理公司这样一些大的用户，正逐渐反对采用这种系统。压力无关控制（pressureindependentcontrol）变风量末端装置选型不舒适是导致很多问题的根源。专业人员几乎普遍认为压力无关特性可以弥补末端装置选择过大、风道

2、设计不合理以及送风压力控制不力等方面的不足。这已经成为我们认识上的一个误区。在150mm①的蒸汽管道上安装150mm的调节阀是不合理的，同样在150mm的支风道上安装150mm的末端装置也是不合适。变风量设备生产厂家很少提供不带风量传感器的压力有关型末端装置（pressuredependentterminal）的性能数据，所以，本文从数学上进行所计算而不是基于设备的测试数据。表1所示的末端装置的设计风量是压力有关型末端典型的性能参数，但不宜用于设计。计算设计风量是根据有效流通截面，即已经扣除了末端装置内风阀所占的面积。由于机箱厚度、轴的大小及风阀叶片形式等因素，实际性能参数会因厂

3、家而异。由表1可知，130mm末端在前后压差为200Pa时的风量几乎和200mm末端25Pa压降时的风量相同。表1压力有关型末端装置的典型性能参数型号（标称尺寸/mm）净流通面积/m2200Pa动压下的设计风量/m3/h（见注②）25Pa动压下的设计风量7/m3/h（见注②）备注3.0(76)0.003321476见注①3.5(89)0.0047308109见注①4.0(100)0.0064416148　4.5(110)0.00895847207见注①5.0(130)0.010688243　5.5(140)0.01.846299见注①6.0(150)0.0161023362　7.

4、0(180)0.0201308462　78.0(200)0.0291886858见注①10.0(250)0.04630411075　11.0(280)0.05636871307见注①12.0(305)0.06844341566　714.0(356)0.0960822151　16.0(406)0.1171192518　净流通面积是按进风扣除风阀所占面积（12.7mm×进风口直径）计算的。进风口直径比公称管径小3.175mm。注：①大部分厂家不生产非标准型号末端装置，但实际需要它们。②设计风量是按200Pa动压时的风速18.2m/s乘以净流通面积得出的。③设计风量是按25Pa动压时的

5、风速6.4m/s乘以净流通面积得出的。空气流过普通的全开蝶阀之后进入矩形静压箱，这时风阀处的压降几乎等于流经净流通面积时的动压（pv）。下游气流是紊乱的，流速实际等于零，所以没有静压复得。既然末端风阀压降等于风阀处的动压，那么对于任何选型偏大的末端，总可以通过开大风阀叶片使得风阀处的动压加上支风道压降等于主风道提供的静压。末端装置的压力比P等于末端风阀全开时设计风量下的动压值除以资用压差，如图1所示。图1为风阀最大开度与P值的关系曲线。图1压略比和见阀开试关系几个问题的讨论问题之1：采用压力无关控制可以减小末端装置的压降吗？7对于有多个末端装置的系统，即使采用静压复得法设计，主风

6、道静压小于250Pa也是难于维持系统正常运行的，所以，大部分变风量系统的主风道静压值至少取250Pa。图2中，200mm的支风道连接了一个200mm的末端装置，风阀全开时的动压为25Pa，压力比P为从图1所示曲线查得，风阀最大开度为50°。图2　两种末端装置的比较130mm末端装置在相同的资用压力下处理相同的风量，其压力比P为此时风阀最大开度可以达到90°。显然，选择130mm末端装置要好一些。用这种方法选择末端装置不需要压力无关控制。如果风道压力增加50%，达到375Pa，末端装置的最大风量仅增加约22%；如果压力增加一倍，风量增加约41%。不过，等室内温控器响应之后，风量就又

7、会恢复正常。由于200mm压力无关型末端上的执行器只能使风阀开到大约一半，控制环路的增益就几乎增加一倍。那么，室内温度或风道压力产生很小的变化，就会对末端风量产生很大的影响。很多压力无关型末端选择偏大的变风量系统出现"压力多米诺骨牌效应"：当某一末端关小阀门，使系统压力升高，就会导致其他末端也关小风阀。最后，压力升高到一定程度，静压控制器会减小静压。随之，整个调节过程开始向相反方向进行。如果这种情况再伴随着风阀执行机构和压力积分控制器环节的滞后，就会导致系统更加不稳定。问题之2：