CN110701361A - 一种利用等百分比阀门特性曲线解决水力平衡的方法 - Google Patents

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唐俊杰
杨超
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Abstract

本发明公开了一种利用等百分比阀门特性曲线解决水力平衡的方法，包括有管路和设置于所述管路上的等百分比管路阀门，在供冷情况下，流经所述等百分比管路阀门的流量为Q1，在供热情况下流经所述等百分比管路阀门的流量为Q2；获取所述等百分比管路阀门全开时的压差ΔDp；获取供冷和供热情况下的所述阀门的流通系数Kvs1和Kvs2；根据Kvs1获取供冷情况下的所述等百分比管路阀门的开度为X％，根据Kvs21获取供热情况下的所述等百分比管路阀门的开度为Y％；根据所述X％和Y％获取所述等百分比管路阀门的最佳开度值Z％。本发明与利用平衡阀调节系统水力平衡的现有技术相比，不用增加平衡阀，经济性更佳，且不用依赖供应商的后期调试，更佳便捷可控。

Description

一种利用等百分比阀门特性曲线解决水力平衡的方法
技术领域
本发明涉及阀门控制领域，尤其涉及利用等百分比阀门特性曲线解决水力平衡的方法。
背景技术
中央空调末端盘管(水系统)的水力平衡的解决具有极其深远的意义，目前空调末端基本选用了等百分比的调节阀，但由于阀门流通系数Kvs的选择由于阀门制造按一定的规格生产，造成实际选用的Kvs明显偏大(在两管制的空调系统中，由于冷热水共用一根管道，只能以较大流量的冷冻水流量为阀门选型依据，造成冬季供热时阀门Kvs明显偏大，水力不平衡现象更加明显)，造成如下严重问题：选用的等百分比阀门Kvs过大，形成了抢水现象，造成其他区域水量不够；由于水力不平衡而造成的局部过冷过热；水力不平衡造成增加水泵运行台数以满足末端需要从而造成水泵能耗过大情况。目前解决方案通常有为增加平衡阀而其缺点是造价高，且平衡阀调试难度较高，费时费力。
发明内容
本发明要解决的是不用安装平衡阀也能解决管路系统的水力平衡问题。
针对上述现有技术的缺陷与不足，提供一种利用等百分比阀门特性曲线解决水力平衡的方法，包括有管路和设置于所述管路上的等百分比管路阀门，在供冷情况下，流经所述等百分比管路阀门的流量为Q1，在供热情况下流经所述等百分比管路阀门的流量为Q2；获取所述等百分比管路阀门全开时的压差ΔDp；获取供冷情况下的所述阀门的流通系数Kvs1、供热情况下的所述阀门的流通系数Kvs2；根据Kvs1获取供冷情况下的所述等百分比管路阀门的开度为X％，根据Kvs21获取供热情况下的所述等百分比管路阀门的开度为Y％；根据所述X％和Y％获取所述等百分比管路阀门的最佳开度值Z％。
较佳地，获取所述管路的设计压差Dp1，获取所述管路所在支路的总压差Dp2,从而得到所述等百分比管路阀门全开时的压差ΔDp＝Dp2-Dp1。
较佳地，根据公式Kvs＝Q/√ΔDp,得到供冷和供热两种情况下所述管路内的Kvs1和Kvs2。
较佳地，还包括有所述等百分比管路阀门的等百分比流量特性曲线表，所述等百分比流量特性曲线表的其中一个坐标对应所述流通系数，所述等百分比流量特性曲线表的另一个坐标对应所述阀门的开度值；通过所述等百分比流量特性曲线表获取Kvs1对应的开度值X％，和Kvs2对应的开度值Y％。
较佳地，还包括有阀门控制程序，输入值为X％、Y％，输出值为Z％；所述阀门控制程序将所述输出值传递至阀门执行机构。
本发明由于采用以上技术方案，使之与利用平衡阀调节系统水力平衡的现有技术相比，利用系统现有的所述等百分比管路阀门，不用增加平衡阀，减少了平衡阀的设备成本、管道安装成本和调试成本，经济性更佳；且由于等百分比阀门一般均由楼宇的所述阀门控制程序监控，使用者可在所述阀门控制程序上自行修改和感受系统水力平衡情况，而现有技术需现场安装机械式平衡阀，且需依靠供应商调试，且后期二次调整困难，本发明相对于现有技术更佳便捷可控。
附图说明
图1为本发明的等百分比流量特性曲线表；
图2为本发明的一个实施例的所述等百分比管路阀门的管路结构示意图。
具体实施方式
以下参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
如附图1，本发明提供了一种利用等百分比阀门特性曲线解决水力平衡的方法，包括有管路和设置于管路上的等百分比管路阀门，在供冷情况下，流经等百分比管路阀门的流量为Q1，在供热情况下流经等百分比管路阀门的流量为Q2；获取管路的设计压差Dp1，获取管路所在支路的总压差Dp2,从而得到等百分比管路阀门全开时的压差ΔDp＝Dp2-Dp1；根据公式Kvs＝Q/√ΔDp,得到供冷情况下的阀门的流通系数Kvs1和供热情况下的阀门的流通系数Kvs2；还包括有等百分比管路阀门的等百分比流量特性曲线表，等百分比流量特性曲线表的其中一个坐标对应流通系数，等百分比流量特性曲线表的另一个坐标对应阀门的开度值；通过等百分比流量特性曲线表获取Kvs1对应的供冷情况下的等百分比管路阀门的开度值X％，和Kvs2对应的供热情况下的等百分比管路阀门的开度值Y％；还包括有阀门控制程序，输入值为X％、Y％，输出值为等百分比管路阀门的最佳开度值Z％；阀门控制程序将输出值传递至阀门执行机构。
本发明与利用平衡阀调节系统水力平衡的现有技术相比，不用增加平衡阀，经济性更佳，且不用依赖供应商的后期调试，更佳便捷可控。
下面通过一个实施例来具体说明：
Kvs即阀门的流通系数(流通能力)，指的是阀门两端压差为0.1MPa，水的密度为1g/cm^3，阀门全开时的流量，反映调节阀的容量；Q(单位：m3/h)为水流量；在本发明中阀门通常是控制空调盘管流量的，故本发明中的Q即为空调盘管流量，可通过空调设计手册查出；ΔDp(单位：Bar)为阀门全开时的压差，Dp＝盘管所在支路的总压差Dp2-阀门所在支路的阻力(一般为空调的盘管的设计压差)Dp1。
如附图2的空调末端盘管系统，包括有第一管路阀门3和第一管路阀门3所在的第一支路1，第二管路阀门4和第二管路阀门4所在的第二支路2，假设这台空调供冷时最大负荷需要的水流量Q1为16m3/h，供热时最大负荷需要的水流量Q2为8m3/h，第一支路1的总压差假设为1bar,第一管路阀门的阻力为0.36，则根据公式ΔDp＝Dp2-Dp1可以计算出ΔDp＝1-0.36＝0.64bar，
Figure BDA0002249284770000031
则根据公式可得出供冷情况下的Kvs1＝20，供热情况下的Kvs2＝10；
在实际过程中，为了满足最大流量，应以Kvs1＝20来选择阀门，假设某种品牌等百分比调节阀DN20的Kvs＝18；DN25的Kvs＝30，为了满足Kvs2＝20，只能选择DN25，此时实际Kvs＝30,由此将会造成在实际供热时，标准Kvs-Kvs2＝30-10＝20，Kvs值大了20；供冷时，标准Kvs-Kvs1大了30-20＝10，Kvs值大了10，无论是供冷还是供热状态，管路实际流通系数都将大于设计流通系数。
当实际Kvs＝30时，在制冷状态时，第一支路1的实际阀门阻力为Dp＝Q2/Kvs2＝162/302＝0.284bar，而设计阀门阻力为0.64bar,由于阻力的大幅减少将使第一支路1的流量大大增加，从而导致第二支路2的流量大大减小，流量严重不足，造成管路系统的抢水问题，一般情况下使用者会采取增加水泵而满足末端水力需求，而增加的水泵将会导致整个管路系统耗能过大；且整个管路系统由于将由于水力不平衡而造成局部过冷或是过热现象，不利于管路系统的正常使用。
现有技术的解决办法是在支路中增加平衡阀以平衡阀门选型阻力不匹配的问题，而平衡阀的增加将会出现设备成本、安装成本和调试成本，经济型不佳；且现场安装机械式平衡阀，需依靠供应商调试，且后期二次调整困难。
而本发明提出一种利用等百分比阀门特性曲线解决水力平衡的方法：
步骤一：根据所选阀门的等百分比流量特性曲线表，获得供冷情况下的Kvs1＝20所对应的阀门开度X％，和供热情况下的Kvs2＝10所对应的阀门开度Y％；
步骤二：等百分比调节阀门由阀门控制程序控制，采用DDC或PLC控制程序，包括有PID闭环控制，输出范围最小值0％；最值大100％，将已获得X％、Y％输入到阀门控制程序控制中，得到输出值Z％，并将Z％发送至等百分比管路阀门以执行开度。
因本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (5)

1.一种利用等百分比阀门特性曲线解决水力平衡的方法，其特征在于，包括有管路和设置于所述管路上的等百分比管路阀门，在供冷情况下，流经所述等百分比管路阀门的流量为Q1，在供热情况下流经所述等百分比管路阀门的流量为Q2；
获取所述等百分比管路阀门全开时的压差ΔDp；
获取供冷情况下的所述阀门的流通系数Kvs1、供热情况下的所述阀门的流通系数Kvs2；
根据Kvs1获取供冷情况下的所述等百分比管路阀门的开度为X％，根据Kvs21获取供热情况下的所述等百分比管路阀门的开度为Y％；
根据所述X％和Y％获取所述等百分比管路阀门的最佳开度值Z％。
2.根据权利要求1所述的利用等百分比阀门特性曲线解决水力平衡的方法，其特征在于，获取所述管路的设计压差Dp1，获取所述管路所在支路的总压差Dp2,从而得到所述等百分比管路阀门全开时的压差ΔDp＝Dp2-Dp1。
3.根据权利要求1所述的利用等百分比阀门特性曲线解决水力平衡的方法，其特征在于，根据公式Kvs＝Q/√ΔDp,得到供冷和供热两种情况下所述管路内的Kvs1和Kvs2。
4.根据权利要求1所述的利用等百分比阀门特性曲线解决水力平衡的方法，其特征在于，还包括有所述等百分比管路阀门的等百分比流量特性曲线表，所述等百分比流量特性曲线表的其中一个坐标对应所述流通系数，所述等百分比流量特性曲线表的另一个坐标对应所述阀门的开度值；
通过所述等百分比流量特性曲线表获取Kvs1对应的开度值X％，和Kvs2对应的开度值Y％。
5.根据权利要求1所述的利用等百分比阀门特性曲线解决水力平衡的方法，其特征在于，还包括有阀门控制程序，输入值为X％、Y％，输出值为Z％；所述阀门控制程序将所述输出值传递至阀门执行机构。
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