智慧閥門如何在樓層實現水力平衡控製？

智 慧 閥 門

工業(ye) 4.0時代，流體(ti) 行業(ye) 數智化、網絡化逐步深入，融合應用縱深拓展。作為(wei) 流體(ti) 輸配係統的重要控製部件—“閥門”在產(chan) 業(ye) 在高質量發展過程中所起的作用日益凸顯。當下，智慧閥門的智能水力平衡控製不僅(jin) 能提升輸配能效20~50%，而且可以保障大係統的安全可靠與(yu) 穩定順行，實現能源係統再節能3%~15%。

我們(men) 在前一篇分析中介紹了樓層壓差平衡與(yu) 溫差平衡的不同特性，針對風機盤管的水係統支路，壓差平衡控製相對比較穩定，且調試簡捷，而溫差平衡控製則必須考慮到溫度變化的滯後性、盤管性能的下降影響以及停機後開機過程溫差不能有效傳(chuan) 遞的問題。

如果樓層支路除了風機盤管房間還帶有一台較大的空調機組/新風機組的話，樓層壓差和溫差控製特性會(hui) 發生什麽(me) 變化嗎？現針對該末端形式，對壓差控製和溫差控製再做一個(ge) 特性分析。

風機盤管+空調機組/新風機組樓層支路

我們(men) 首先分析下空調箱的水力和熱力特性。

盤管輸出冷量Q與(yu) 水-空氣對數溫差△Tm的傳(chuan) 熱關(guan) 係式如下：

電動調節閥受空調箱溫控器控製，帶回風的空調機組控製回風或者房間溫度，新風機組控製送風溫度。當熱負荷變化時，電動調節閥開度流量跟隨溫度控製目標進行PID連續調節，供回水的溫差也會(hui) 隨著調節過程連續變化。

如果風機是變頻調節的，同樣的熱負荷，風量大時，需求水量小溫差大；風量小時，需求水量大溫差小。當盤管結垢、結灰塵後，需求水量將增大溫差將縮小，調節閥開度更大。

從(cong) 空調箱電動調節閥溫控特性可以看出，熱負荷和空調箱風量決(jue) 定了所需的水流量，溫差是流量調節後的結果，不可預先給定。

風機盤管+空調機組/新風機組樓層支路

然後再分析多個(ge) 盤管+空調箱組成的樓層支路在樓層平衡閥不同控製方式和不同工況時的水力和熱力變化。

上一篇我們(men) 已經介紹了風機盤管水係統變壓差和變溫差特性。

增加空調箱末端後，水係統會(hui) 發生一些變化。

如果空調箱電動調節閥的水量占支路總水量的比重較小，那麽(me) 支路整體(ti) 水力熱力工況可以參考純風機盤管特性。但是不管是壓差控製還是溫差控製，都需要保證空調箱末端支路壓差充足。

但是，風機盤管運行總是有可能關(guan) 閉的數量較多，空調箱的用水量比重上升。例如房間使用較少，但是樓層公共區域新風機組或者大會(hui) 議室空調機組還需要保證開啟。或者空調箱電動調節閥的水量占支路總水量的比重本身就較大，那麽(me) 樓層支路壓差控製和溫差控製就出現明顯差別：

在這種情況下：

01    采用壓差平衡控製時

V1~V3電動二通閥開、V4電動調節閥全開的情況，則壓差控製目標△P（P1-P2）應該按照最不利末端所需壓差進行設置，確保所有風機盤管以及空調箱溫控的水量均可滿足。隨著盤管換熱性能逐步下降，風機盤管閥門占空比逐漸延長，空調箱電動調節閥開度逐漸變大，但全部盤管開啟時的流量均可保持穩定，或者部分盤管關(guan) 閉的情況下，水量有所提高，但係統均可穩定運行，舒適性要求均可保證。

02    采用溫差平衡控製時

V1~V3電動二通閥的流量權重較小，V4電動調節閥的流量權重較大，則支路溫差特性要按照空調箱的水係統溫差特性。但是，空調箱的溫差是所需流量調節後的結果，如果溫差控製目標△T（T2-T1）給定了，假設給定溫差偏小，實際空調箱調節後的水溫差較大，則按照溫差控製要求，溫差閥將開大，空調箱電動調節閥則繼續關(guan) 小，直到溫差閥全開；假設給定溫差偏大，實際空調箱調節後的水溫差較小，則按照溫差控製要求，溫差閥將關(guan) 小，空調箱電動調節閥則繼續開大，直到電動調節閥全開，但是溫差閥檢測溫差依舊偏小於(yu) 設定值，則溫差閥繼續關(guan) 小，直到空調箱的水溫差拉大到設定值，此時，空調箱的水量已不足。

從(cong) 上述靜態分析看出，支路溫差控製模式可能引起較大問題。實際上，水係統在動態變化過程中，溫差變化特性非常複雜，加上溫度變化的滯後性，溫差控製基本上不可行。

風機盤管+空調機組/新風機組樓層支路

最後，我們(men) 總結一下：

01    樓層的水力平衡須優(you) 先考慮低阻力型智能壓差平衡閥，壓差設定值適當留有餘(yu) 量，可以確保不同負荷時輸配流量的穩定，實現係統安全運行。

02    如果樓層的水力平衡采用溫差平衡閥（溫差控製），當支路有較大空調箱末端設備時，溫差控製可能會(hui) 失去穩定性，嚴(yan) 重時將影響空調箱的安全運行，並極大浪費能源。

03    利用智能壓差平衡閥測量的樓層流量和供回水溫差數據，作為(wei) 樓層平衡壓差設定值的重要依據，通過自適應優(you) 化，持續提高輸配能效，實現輸配節能。