HVAC系统的水力平衡及解决方案.ppt

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1、HVAC系统的水力平衡及解决方案水力平衡概念中的挑战是什么?缺少有效的手段来衡量好的水力平衡究竟带来了多大的节能效果.更关注于主机（如冷机）方面的节能，而不关注由水力平衡所带来的节能.更关注于在监制系统方面的节能其实只有在系统的水力平衡时，主机（冷机）和控制系统才能实现高效的节能但是什么是一个水力平衡的系统标准：1、流量平衡受控系统的流量在任何时候均能够满足实际要求。2、压力平衡受控系统的压力分布在任何时候均能够满足实际要求，并不产生额外的问题（例如噪音等）。平衡的分类1、静态平衡所有的调节阀都不动作时，系统平衡。例如定流量系统的水力平衡和变流量系统的调

2、试工况。2、动态平衡部分的调节阀动作时，系统平衡。例如变流量系统的运行工况。1、流量失调的常见现象☆系统冷热不均：A、供热（冷）时近热远冷（近冷远热）。B、某些支路水量偏大或偏小。☆变流量系统运行失调。☆负荷稳定，但房间调节阀动作频繁，造成房间温度震荡频繁。☆水泵的运行能耗过高。☆系统稳定时间过长。水力失调（不平衡）的常见现象：2、压力失调的常见现象☆调节阀产生噪音和振动。☆调节阀关闭不上，严重时有烧阀危险。☆调节阀阀权度过小，阀门曲线变形，线性散热受控系统变成上抛性散热受控系统。水力失调（不平衡）的常见现象：图中是一个典型的异程式系统，假设各个末端的阻

3、力相同，各支管管径相同，则近端支管的水量会多于远端支管的水量，原因是近端支管的资用压头大于远端支管。系统越大、支管数越多、干管越长、干管比摩阻越大，失调的现象越严重。如果某个支管阻力过大，会造成水量的不足。系统冷热不均现象返回常见于使用静态平衡阀的变流量系统，调试时即使各个末端已经调试平衡，当实际使用时，当某些末端调节或关闭时，会造成其他末端两端的压差变化，从而因此其他未调节末端水量的变化，从而引起失调，这种失调现象是一种动态的失调现象。变流量系统运行失调现象返回产生动态失调后，由于通过末端的水量发生变化，因此房间温度也发生波动，温控器控制调节阀调整水量

4、。而此时该房间的负荷没有发生任何变化，调节阀的调节动作是由于系统压力波动产生的。负荷稳定，但调节阀动作频繁变流量系统应该：调节阀负责能量控制，仅当负荷发生变化时动作，而平衡阀负责压力控制，负责吸收系统的压力波动。返回水泵的运行能耗过高摘自清华大学江亿老师的有关资料水泵运行能耗过高主要因为水量过大HQPQH-Q曲线H1设计运行工况点系统不平衡(流量过大)时的运行工况点H2P1P2Q2Q1Q2Q1P-Q曲线60%70%60%ηη-Q曲线扬程与流量H-Q效率与流量η-Q功率与流量P-Q返回系统稳定时间过长一个空调系统如果不能够保持调节阀开度和散热设备散热量之间

5、的良好线性关系，则会造成受控房间温度波动频繁，系统稳定时间过长。系统稳定时间过长返回1返回2根据连续流方程，水在流经调节阀的时候有一个加速和减速的过程，对应的动压也有一个升高和降低的过程，根据伯努力方程，静压有一个下降和上升的过程，当某点的静压下降到该点水温对应的汽化压力时，该点将出现气泡，发生“气蚀”现象，产生噪音和振动。调节阀压降越大、水温越高（主要是冬季）越明显。调节阀产生噪音和振动现象返回当系统某些末端调节阀关闭时，由于干管流速降低，因此比摩阻变小，其他末端电动调节阀两端的压差升高，当升高到电动调节阀的关闭压差以上时，电动调节阀的驱动器已经无法提

6、供足够的扭矩去关闭电动调节阀，造成阀门无法关闭的现象。这时末端处于过流状态，控制器将持续要求电机动作以关闭阀门，而事实却关闭不上，电机持续发热，如果驱动器没有过载保护功能，很容易发生烧电机的现象。调节阀关闭不上，严重时有烧阀危险现象返回阀门的基本概念1、定义：阀门两端的压差为1bar时，阀门全开时流经阀门的流量，以m3/h计。流量:压降:２、计算：阀门并联阀门串联阀门的流通能力-kv阀门的流通能力-Kv3、公式推导：（阀门开度）对于调节阀，当阀门开度没有发生变化时，阀门的流通能力不变。仅当调节阀的开度发生变化时，阀门的流通能力才发生变化。调节阀曲线与系统

7、稳定时间的关系如何实现盘管散热量和阀门开度的线性关系由于盘管静特性为指数特性，因此为了达到良好的受控效果，通常采用对数型曲线的调节阀。只有保证一定的阀权度，才能保证阀门的实际曲线符合要求。由于盘管静特性与供水水温差有关，因此，小温差对于这个问题更敏感，所以这个问题在夏季空调设计中尤为重要，否则，系统稳定时间过长。阀门理想流量特性☆1：直线型：单位行程变化引起的流量变化相等。☆2：抛物线型：流量特性为一条二次抛物线，介于直线与等百分比特性之间。☆3：等百分比型：同样行程在小开度时流量变化小，大开度时流量变化大。☆4：快开型：行程较小时，流量就比较大，阀的有

8、效行程＜d/4，多用于关断阀。阀门理想流量特性的实现：阀芯形状（1）直线特性阀芯