首先,我们先关注下水系统中央空调最常见的客户投诉和困扰现场服务工程师的一些系统痛点。
1空调不制冷
对于一个大型系统总有那么几个区域空调是没效果的,并且即使把周边空调都关了,不冷的地方还是不冷;
2空调管道有噪音
在只开一两个房间空调的时候,空调管道会发生抖动和噪音,让人无法忍受;
3高昂的空调加班费
非工作时间的高昂空调使用费,是经常被用户抱怨的;
4调节阀经常坏
对于物业的暖通工程师而言,系统里总是有那么几个位置的调节阀经常坏,最后只能把执行器拆了来解决;
5自动变频失灵
节能改造的时候花的一大笔钱买的自动变频系统,在过渡季节也实现不了降频;
6新机器故障
对于水环热泵系统,新换的机器更容易跳故障报警;
7常见问题
还有一些诸如阀门关不死,供回水温差常年只有2-3度,某些管道锈蚀情况特别严重等等。
这些不影响空调使用的小毛病通常是被忽略的。
坦诚的说,以上所有的情况,都是直接或者间接因为系统水平衡没有实现有效分配而造成的。
02水平衡到底是怎么一回事?
了解水平衡
▇ 为什么我们花了钱装了那么多平衡阀,看起来也没有什么效果?
▇ 作为设计师,需要在前期重视哪些细节?
▇ 作为业主,怎么在后期去验收一个系统的水平衡?
▇ 一个实现水平衡的系统应该要具备哪些功能?
首先,大家需要有一个概念,市场上有那么多种类的平衡阀产品,但是它们本身都只是实现水平衡调试的工具。就像我们去五金店想去买把扳手,通常店员会问你用在哪里,然后根据用途不同,会推荐你买手动扳手,或者电动扳手。
同样的,我们需要根据应用场合的实际需求做出最适合的平衡产品配置。
03静态平衡阀(VODRV)解决手段
03静态平衡阀 (VODRV)
静态平衡阀(VODRV)是我们最常用到的一种产品。它的结构是一个带精准阻力刻度的截止阀,由于阀前后设置了测量口,可以对系统里的压力,流量,温度进行现场测量。所以静态平衡阀(VODRV)是市场上最便宜的系统状态诊断工具,并且它的刻度对应的阻力是有保障的,安装了静态平衡阀(VODRV)至少保证系统具备在现场进行有效调整的可能。
我们使用静态平衡阀(VODRV)来做平衡调试的时候,通常都需要分区域,逐级地实施测量和设定工作。我们需要参考前期测量的结果作为同一个回路中其余静态平衡阀(VODRV)设定的依据。这就要求,我们在完成整个调试模块的过程中,系统运行状态不能发生变化,否则,我们的现场设定基准都是错的。
对于静态平衡解决手段而言,需要一个详细的,分步骤的,调试施工方案。方案本身是否合理,施工过程中能否得到其他专业的配合,获得一个有效的调试环境,成为调试能否有效的关键。在一些调试条件存在问题的现场或者区域,为了降低执行过程中的风险,我们更倾向于在配合深化设计的环节进行水力计算,通过计算得出需要附加在每个平衡阀上的压降,提前对每个位置的平衡阀进行预设定。
总而言之,静态平衡阀(VODRV)的解决方案需要专业的技术支撑,如果教条的根据设计流量数据来实施逐个阀门设定,很可能会给回路附加无效的阻力,对系统造成伤害。
04动态流量平衡阀(SIGMA)解决手段
接下来介绍的动态流量平衡阀产品,也叫限流阀。
04动态流量平衡阀 (SIGMA)
大家可以在图片中看到限流阀胆的内部结构比较简单,当流量大于阀胆的设计流量时,阀胆的弹簧会被压缩,阀胆的流通面积会减小,从而增加额外的阻力,保证流经阀胆的流量保持恒定。我们可以看到这条曲线,在满足弹簧工作起始压力以后,流过阀门的流量都保持恒定了。
动态流量平衡阀结构简单,小口径可拆卸式结构,方便现场的拆洗。但是业内认为这款产品不太适合应用在变流量的场合。
目前,这种产品主要应用在二次变流量系统中的生产侧,对于限制每台主机设备的过流现象是非常有效的,特别对于大小配的主机组合,它可以保证每台主机设备都能稳定的工作在高效区间,提升生产侧的综合能效。
这种带手轮的产品是可调式动态流量平衡阀产品,在供回水管距离比较远,没办法布置毛细管连接的场合,它可以实现压差阀(PV)很难实现的功能。它和压差控制阀(PV)组一样同样可以恒定回路的流量,保证回路不受外网压差增大的影响而产生流量的波动。
05动态平衡电动调节阀(OPTIMA)解决手段
目前市场上,最主流的平衡解决方案可能就是动态压差平衡电动调节阀,简称一体阀(OPTIMA)PICV或者PIBCV,区别在于强调了具备完全的静态平衡功能。
一体阀(OPTIMA)产品被认为是可以最大程度简化平衡调试过程,降低调试风险,保证了设计意图得到实现。
弗瑞斯在近年成功的推出了DN300的PICV产品,超大口径的恒定压差模块需要承受高流量的冲击,是迄今为止其他品牌没能做到的。
05动态平衡电动调节阀 (OPTIMA)
由于恒定了调节阀前后的压差,所以在有效工作压差范围内,执行器对应每一个的输入信号,阀门都有对应的恒定流量输出,过程中不会受到外网压差增大的影响。调节阀的控制特性曲线可以得到稳定,才能保证控制的精度。一般我们认为控制阀的最小阀权度达到0.25,就能有效的稳定控制系统的输出。这种类型的一体阀(OPTIMA)产品,从产品结构上就能实现很高的阀权度,可以提升系统的控制精度。
就目前市场情况来说,我们还没必要太纠结阀权度这种的概念,因为市场上绝大多数的项目还没有实现基础平衡。
由于价格的因素,在项目上被大量使用的一体阀(OPTIMA)还是“二合一”的产品,静态平衡阀(VODRV)功能的缺失导致在空调箱回路缺少实现基础平衡的手段。在一体阀(OPTIMA)不能分配到足够的资用压头的时候,一体阀(OPTIMA)涉及的回路其实是处于不平衡状态的。可能也有厂家的解释是可以通过电动执行器的最大全开限位来替代静态平衡阀(VODRV)的功能,但是这种说法和动态平衡电动调节阀的初衷——“阀位即流量”的设计理念,是违背的。事实上,安装在每个位置上需要附加的额外阻力是不一样的,对自控集成商而言,根本不可能逐一配合对每一个PICV控制阀做一次新的程序设定。
在主动关掉一台水泵的情况下,安装在系统中的不同位置的阀门两端压降的减少比例是不同的。其实对于一个“三合一”的一体阀(OPTIMA)产品它在结构上还可以根据现场的情况进行设定,在更低的预设定下实现更低起始工作压力。我们需要在系统的最远端回路中选用这种大口径,低位置设定的方法,来保证系统远端的PICV产品不会轻易的超出有效工作压力范围。
不仅仅对于静态平衡阀(VODRV),对于所有平衡阀类的产品,都需要针对系统运行特点进行相关计算,才能在满足使用功能要求的前提下再考虑经济性的选型。并且,还需要在系统调试时验证所有自力式产品在水泵最低变频点状态时的实际状态。
另外,我们希望整个水平衡系统是有系统诊断功能的。这就要求,系统的主要回路上都具备精准的流量、压力、温度的测量点。平衡阀产品因为自身机械式的结构,共用移动式电子测量设备,没有定期校准的困扰,大大的降低了测量成本。长久以来,由于自力式产品本身不固定的流通能力值,一体阀(OPTIMA)两端的测量口其实是没有流量测量功能的。
今年弗瑞斯品牌推出的新一代动态平衡电动调节阀Veriflow系列,实现了精准测量的功能。
05动态平衡电动调节阀 (Veriflow)
06动态压差平衡阀(PV)解决手段
第四种产品是动态压差平衡阀简称PV。它的作用是恒定系统两点之间的压差,不受外部干扰而增大。在控制回路内部,调节阀不动作的情况下,回路流量保持恒定。弗瑞斯可以提供最大口径到DN500的PV产品。
06 动态压差平衡阀 (PV)
压差阀(PV)更多的被应用在风机盘管回路,用于屏蔽系统中其他更大流量的空调箱回路的干扰。因为相对于一体阀(OPTIMA)产品的紧凑设计,压差阀(PV)产品有足够的空间被设计成具备更大的有效工作范围。在一些控制精度要求高的工艺性用途它也被用在调节阀的两端,用以恒定调节阀两端的压差。
也有些项目,把压差阀(PV)安装在系统中的一些预留回路。在平衡调试时,即使预留回路没有完成安装,通过供回水接通后,设定压差阀(PV)来实现后期附加给系统回路的阻力,使得系统可以在回路没全部完成安装的条件下进行有效的调试。
和一体阀(OPTIMA)产品一样,压差控制阀(PV)从结构上同样存在失效的风险。
压差控制阀(PV)被建议配套静态平衡阀(VODRV)同时使用,在调试过程中可事先在静态平衡阀(VODRV)上预设了应有的阻力,实现基础平衡,那即使压差阀(PV)失效,系统平衡也不会被完全打破。在配套使用的场合,压差阀(PV)的毛细管接在静态平衡阀(VODRV)的高压侧或者低压侧都可以实现不同的用途。
07全系列可靠的平衡工具
通过测量和设定平衡阀产品是实现水平衡的重要手段之一,每个系统中可能有多种平衡阀产品。我们认为整个系统测量的精度,取决于系统中测量精度最差的产品,任何一个测量数据的不准确都会影响到对于系统分析的有效性。我们希望项目中使用的平衡阀品牌提供的每一个产品都是同一水准的。
弗瑞斯是目前行业内仅有的3个品牌之一,全系列都有自己设计的平衡阀产品,保证弗瑞斯所提供的每一台平衡阀设备都是经得起验证的。
我们认为整个项目调试过程的每一个测量数据都能得到有效保障,不然无法通过测量数据的比对来实施系统水平衡调试和运行状态诊断。我们需要系统里安装的每一个平衡阀产品都是可靠的。
我们除了要知道产品可靠的重要性,我们还需要了解如何使用好这些工具,平衡的系统需要具备哪些条件。
08现场平衡调试流程
下面,我们先了解下目前常规的现场平衡调试流程。
对于平衡服务的供应商,在收到系统图纸后,我们会事先统计好每个回路应有流量的累计值。并且在现场调试前,需要系统中所有管路都被接通,所有阀门完全打开,生产侧设备按满负荷工况进行工作。
但由于目前平衡调试工作主要的任务还是配合机电系统验收,大家更在乎的是有这么一次服务的形式。系统中往往还存在一些预留管路没有接入,有些控制阀没有手动模式打开的功能,现场给到的调试工况完全达不到我们所要求的最不利工况点,即生产侧满设计负荷运行,用户侧全容量全开。
我们通常是在这样残缺的条件下完成的调试工作。
调试工程师会在现场施工人员的引领下,完成每一个平衡阀的测量,整个阻力设定过程通常都是无序的。
对于总流量明显不够的情况下,现场还会关闭部分回路,以达到测试区域的调试效果。
对于这样逐一测量并完成平衡阀设定的调试方法,可以在服务完成后得到与调试目标接近的验收数据。但仅限于在这样的特定条件下。当空调全面投入使用,我们会发现其实系统要的比平衡调试时更多,之前调试的设定,更多变成使用时的无效阻力,所以很难有好的水力分配项目。
对于设计动态阀解决方案的项目,如果服务商在产品完成安装之后才介入项目的调试,那能做的贡献就更为有限了。如果项目上用的是单压差的方案,或者“二合一“的一体阀,你甚至没有手段来干预和设定。不是动态阀不用调试,是没办法调试。
对于用户的招采部门来说,为了保证项目效果,需要在项目招标前提前量化系统的验收标准,对于平衡阀供应商的考量,不应仅需针对产品的质量,更重要的是供应商是不是有这个能力来实施平衡服务。如果不能实现调试目标,那产品再好对系统运行来说也是没意义的。
09扬程变化如何调试?
接下来,我们再讨论两个话题,一起分析下,造成平衡系统不能起到应有效果的原因。
首先,我们看一下水泵扬程变化对于调试的影响。
上面示意图中的系统是由两套同样的水泵并联,由两路流通能力一样的回路构成的。
蓝色的曲线是系统的阻力特性曲线,紫色和红色的曲线为水泵的运行状态曲线。两者的交点,就是系统的运行状态点。
当两台水泵同时开启时,系统的工作点为B点,当水泵运行状态不变,系统只开一半回路的时候 ,系统运行工作点为A点。
比较我们的调试现场,如果我们在调试的时候,系统没有完全接通,我们在更高扬程的状况点A完成了平衡阀的阻力设定,等到预留回路并入系统以后,B点实际系统运行扬程是低于A点的,所以在A点测量时以为过流的那些地方,附加的那些额外的阻力,其实都是错的。
只要调试的系统状态选错了,那无论现场调试手段多么高级,产品多么精准,后期系统运行到更不力的工况条件时,水平衡就无法实现。
事实上我们是可以在现场采取一些措施的,我们可以对于预留回路在调试中临时接通供回水两端,并且串接一个关断阀用以模拟未来回路的阻力,我们也可以通过电动调节阀的检修旁通回路来保证调试过程中不会受到自控专业调试的干扰,对于那些确实缺乏手动全开的风机盘管回路,我们只能通过事先的理论计算值来辅助调试。除非得到可以确信的数据,我们宁可相信之前计算结果,也不选择用现场的测量数据作为调试依据。
对于调试条件明显存在缺陷的项目,提前在深化设计过程中进行的详细水力计算变得尤为重要。不确定系统状态的前提下,一味的用测到的错误数据来实施设定,那结果可想而知。
据我所知,包括弗瑞斯,目前只有3家专业平衡阀厂家,具备系统计算的软件工具。大多数人都知道平衡调试是很难的,有很多原因制约现场不能调出效果来。
其实,并不是这样,在拥有全系列可靠的平衡阀产品,掌握在各种调试手段,有了辅助回路阻力设计软件,我们才能更有底气。
我们需要具备没有条件,创造条件的勇气,也需要在面对此路不通的状况下另辟蹊径的手段。只有拥有了这两种能力,才能实现水平衡调试的效果。
10设计偏差如何调试?
根据设计流量调是保证不了最差回路得到足够流量的。
显然,对于没平衡到末端的系统,更需要前期的水力计算,否则你甚至没有手段去保证每个回路都能分配到足够的流量。
对于业主单位来说,其实所有的过程都不重要,真正能实现效果的团队才应该获得尊重和奖励。为了行业的有序竞争和发展,我们希望让用户全面的了解水平衡验收的一些关键要素。
11部分流量验收的必要性
我们知道系统更多时段是在低负载流量状态下运行的,所以我们应该验证下低流量状态下的水力平衡情况。
其实,原因不仅如此。
对于制冷主机,我们知道离心式主机不能低于30%负荷运行,我们知道其实压缩式制冷主机的高效运行区间是在50%~75%左右,我们知道大温差低流量的供水状态可以提升系统的能效比。所以,对于主机而言,部分流量运行状态下的精准控制更为重要。
对于末端产品来说,我们希望室内温度波动范围越平稳越好,没被验证过的状态就可能存在流量分配的不平衡。过流状态会加剧室内的温度波动,因为控制器、执行器动作时间是固定的,从反应过来到动作,流量越多,波动越大。
同时,对于换热盘管,同样的20%的欠流,在满负荷状态下从100%下降到80%,空调效果的衰减是8%,而在低负荷状态下,流量从40%下降到32%的换热能力衰减16%,低负荷状态下的同样比例的欠流对空调效果的影响更大。
12平衡调试的目标
1什么是系统平衡
不是装了平衡阀就是完成了系统平衡,即使产品的名称叫动态平衡阀。
2平衡阀服务
平衡阀的供应商一定不是从系统完成安装后才开始服务的,盲目的拿着测量仪表到现场完成设定,对行业健康发展是不利的,对用户是不负责任的。
3平衡阀诊断功能
我们必须利用好平衡阀的诊断功能,逐级测到的系统运行状态,可以很容易的帮助用户发现很多系统的潜在风险
4基础服务
生产侧的主动变流量是行业发展的方向,基于数据的记录,分析历史数据可以预测未来机房的最优工作模式,我们必须为此做好空调系统的基础服务。
我们再次重申下水平衡系统需要被验收的标准:
水平衡系统验收标准
1、实现系统的水力分配,满足设计的需求
2、在不同使用工况下水流量能按比例进行变化
3、系统的阻力最小化
4、具备基本系统诊断功能
真的不是阀门产品的供应商都能承接水平衡业务。
写在最后
只有切实的服务于国内的用户,才能在国内市场健康的扩展。我相信在我们弗瑞斯品牌同仁的努力下,我们有能力为这个行业树立一个新的标杆,为国内更多用户提供解决系统问题的水平衡服务,为了国内水平衡行业的良性发展做一些有价值的贡献。
· END ·
序言
10月18日弗瑞斯举办了“一小时速成水平衡专家” 的专题线上研讨会,此次研讨会由弗瑞斯区域销售总监姜灏(Jason Jiang)主讲,再次感谢大家积极参与到我们的这次线上活动,现在让我们一起再次回顾一下此次研讨会的重点内容,深入了解下弗瑞斯系统平衡服务。
首先,我们先关注下水系统中央空调最常见的客户投诉和困扰现场服务工程师的一些系统痛点。
1空调不制冷
对于一个大型系统总有那么几个区域空调是没效果的,并且即使把周边空调都关了,不冷的地方还是不冷;
2空调管道有噪音
在只开一两个房间空调的时候,空调管道会发生抖动和噪音,让人无法忍受;
3高昂的空调加班费
非工作时间的高昂空调使用费,是经常被用户抱怨的;
4调节阀经常坏
对于物业的暖通工程师而言,系统里总是有那么几个位置的调节阀经常坏,最后只能把执行器拆了来解决;
5自动变频失灵
节能改造的时候花的一大笔钱买的自动变频系统,在过渡季节也实现不了降频;
6新机器故障
对于水环热泵系统,新换的机器更容易跳故障报警;
7常见问题
还有一些诸如阀门关不死,供回水温差常年只有2-3度,某些管道锈蚀情况特别严重等等。
这些不影响空调使用的小毛病通常是被忽略的。
坦诚的说,以上所有的情况,都是直接或者间接因为系统水平衡没有实现有效分配而造成的。
02水平衡到底是怎么一回事?
了解水平衡
▇ 为什么我们花了钱装了那么多平衡阀,看起来也没有什么效果?
▇ 作为设计师,需要在前期重视哪些细节?
▇ 作为业主,怎么在后期去验收一个系统的水平衡?
▇ 一个实现水平衡的系统应该要具备哪些功能?
首先,大家需要有一个概念,市场上有那么多种类的平衡阀产品,但是它们本身都只是实现水平衡调试的工具。就像我们去五金店想去买把扳手,通常店员会问你用在哪里,然后根据用途不同,会推荐你买手动扳手,或者电动扳手。
同样的,我们需要根据应用场合的实际需求做出最适合的平衡产品配置。
03静态平衡阀(VODRV)解决手段
03静态平衡阀 (VODRV)
静态平衡阀(VODRV)是我们最常用到的一种产品。它的结构是一个带精准阻力刻度的截止阀,由于阀前后设置了测量口,可以对系统里的压力,流量,温度进行现场测量。所以静态平衡阀(VODRV)是市场上最便宜的系统状态诊断工具,并且它的刻度对应的阻力是有保障的,安装了静态平衡阀(VODRV)至少保证系统具备在现场进行有效调整的可能。
我们使用静态平衡阀(VODRV)来做平衡调试的时候,通常都需要分区域,逐级地实施测量和设定工作。我们需要参考前期测量的结果作为同一个回路中其余静态平衡阀(VODRV)设定的依据。这就要求,我们在完成整个调试模块的过程中,系统运行状态不能发生变化,否则,我们的现场设定基准都是错的。
对于静态平衡解决手段而言,需要一个详细的,分步骤的,调试施工方案。方案本身是否合理,施工过程中能否得到其他专业的配合,获得一个有效的调试环境,成为调试能否有效的关键。在一些调试条件存在问题的现场或者区域,为了降低执行过程中的风险,我们更倾向于在配合深化设计的环节进行水力计算,通过计算得出需要附加在每个平衡阀上的压降,提前对每个位置的平衡阀进行预设定。
总而言之,静态平衡阀(VODRV)的解决方案需要专业的技术支撑,如果教条的根据设计流量数据来实施逐个阀门设定,很可能会给回路附加无效的阻力,对系统造成伤害。
04动态流量平衡阀(SIGMA)解决手段
接下来介绍的动态流量平衡阀产品,也叫限流阀。
04动态流量平衡阀 (SIGMA)
大家可以在图片中看到限流阀胆的内部结构比较简单,当流量大于阀胆的设计流量时,阀胆的弹簧会被压缩,阀胆的流通面积会减小,从而增加额外的阻力,保证流经阀胆的流量保持恒定。我们可以看到这条曲线,在满足弹簧工作起始压力以后,流过阀门的流量都保持恒定了。
动态流量平衡阀结构简单,小口径可拆卸式结构,方便现场的拆洗。但是业内认为这款产品不太适合应用在变流量的场合。
目前,这种产品主要应用在二次变流量系统中的生产侧,对于限制每台主机设备的过流现象是非常有效的,特别对于大小配的主机组合,它可以保证每台主机设备都能稳定的工作在高效区间,提升生产侧的综合能效。
这种带手轮的产品是可调式动态流量平衡阀产品,在供回水管距离比较远,没办法布置毛细管连接的场合,它可以实现压差阀(PV)很难实现的功能。它和压差控制阀(PV)组一样同样可以恒定回路的流量,保证回路不受外网压差增大的影响而产生流量的波动。
05动态平衡电动调节阀(OPTIMA)解决手段
目前市场上,最主流的平衡解决方案可能就是动态压差平衡电动调节阀,简称一体阀(OPTIMA)PICV或者PIBCV,区别在于强调了具备完全的静态平衡功能。
一体阀(OPTIMA)产品被认为是可以最大程度简化平衡调试过程,降低调试风险,保证了设计意图得到实现。
弗瑞斯在近年成功的推出了DN300的PICV产品,超大口径的恒定压差模块需要承受高流量的冲击,是迄今为止其他品牌没能做到的。
05动态平衡电动调节阀 (OPTIMA)
由于恒定了调节阀前后的压差,所以在有效工作压差范围内,执行器对应每一个的输入信号,阀门都有对应的恒定流量输出,过程中不会受到外网压差增大的影响。调节阀的控制特性曲线可以得到稳定,才能保证控制的精度。一般我们认为控制阀的最小阀权度达到0.25,就能有效的稳定控制系统的输出。这种类型的一体阀(OPTIMA)产品,从产品结构上就能实现很高的阀权度,可以提升系统的控制精度。
就目前市场情况来说,我们还没必要太纠结阀权度这种的概念,因为市场上绝大多数的项目还没有实现基础平衡。
由于价格的因素,在项目上被大量使用的一体阀(OPTIMA)还是“二合一”的产品,静态平衡阀(VODRV)功能的缺失导致在空调箱回路缺少实现基础平衡的手段。在一体阀(OPTIMA)不能分配到足够的资用压头的时候,一体阀(OPTIMA)涉及的回路其实是处于不平衡状态的。可能也有厂家的解释是可以通过电动执行器的最大全开限位来替代静态平衡阀(VODRV)的功能,但是这种说法和动态平衡电动调节阀的初衷——“阀位即流量”的设计理念,是违背的。事实上,安装在每个位置上需要附加的额外阻力是不一样的,对自控集成商而言,根本不可能逐一配合对每一个PICV控制阀做一次新的程序设定。
在主动关掉一台水泵的情况下,安装在系统中的不同位置的阀门两端压降的减少比例是不同的。其实对于一个“三合一”的一体阀(OPTIMA)产品它在结构上还可以根据现场的情况进行设定,在更低的预设定下实现更低起始工作压力。我们需要在系统的最远端回路中选用这种大口径,低位置设定的方法,来保证系统远端的PICV产品不会轻易的超出有效工作压力范围。
不仅仅对于静态平衡阀(VODRV),对于所有平衡阀类的产品,都需要针对系统运行特点进行相关计算,才能在满足使用功能要求的前提下再考虑经济性的选型。并且,还需要在系统调试时验证所有自力式产品在水泵最低变频点状态时的实际状态。
另外,我们希望整个水平衡系统是有系统诊断功能的。这就要求,系统的主要回路上都具备精准的流量、压力、温度的测量点。平衡阀产品因为自身机械式的结构,共用移动式电子测量设备,没有定期校准的困扰,大大的降低了测量成本。长久以来,由于自力式产品本身不固定的流通能力值,一体阀(OPTIMA)两端的测量口其实是没有流量测量功能的。
今年弗瑞斯品牌推出的新一代动态平衡电动调节阀Veriflow系列,实现了精准测量的功能。
05动态平衡电动调节阀 (Veriflow)
06动态压差平衡阀(PV)解决手段
第四种产品是动态压差平衡阀简称PV。它的作用是恒定系统两点之间的压差,不受外部干扰而增大。在控制回路内部,调节阀不动作的情况下,回路流量保持恒定。弗瑞斯可以提供最大口径到DN500的PV产品。
06 动态压差平衡阀 (PV)
压差阀(PV)更多的被应用在风机盘管回路,用于屏蔽系统中其他更大流量的空调箱回路的干扰。因为相对于一体阀(OPTIMA)产品的紧凑设计,压差阀(PV)产品有足够的空间被设计成具备更大的有效工作范围。在一些控制精度要求高的工艺性用途它也被用在调节阀的两端,用以恒定调节阀两端的压差。
也有些项目,把压差阀(PV)安装在系统中的一些预留回路。在平衡调试时,即使预留回路没有完成安装,通过供回水接通后,设定压差阀(PV)来实现后期附加给系统回路的阻力,使得系统可以在回路没全部完成安装的条件下进行有效的调试。
和一体阀(OPTIMA)产品一样,压差控制阀(PV)从结构上同样存在失效的风险。
压差控制阀(PV)被建议配套静态平衡阀(VODRV)同时使用,在调试过程中可事先在静态平衡阀(VODRV)上预设了应有的阻力,实现基础平衡,那即使压差阀(PV)失效,系统平衡也不会被完全打破。在配套使用的场合,压差阀(PV)的毛细管接在静态平衡阀(VODRV)的高压侧或者低压侧都可以实现不同的用途。
07全系列可靠的平衡工具
通过测量和设定平衡阀产品是实现水平衡的重要手段之一,每个系统中可能有多种平衡阀产品。我们认为整个系统测量的精度,取决于系统中测量精度最差的产品,任何一个测量数据的不准确都会影响到对于系统分析的有效性。我们希望项目中使用的平衡阀品牌提供的每一个产品都是同一水准的。
弗瑞斯是目前行业内仅有的3个品牌之一,全系列都有自己设计的平衡阀产品,保证弗瑞斯所提供的每一台平衡阀设备都是经得起验证的。
我们认为整个项目调试过程的每一个测量数据都能得到有效保障,不然无法通过测量数据的比对来实施系统水平衡调试和运行状态诊断。我们需要系统里安装的每一个平衡阀产品都是可靠的。
我们除了要知道产品可靠的重要性,我们还需要了解如何使用好这些工具,平衡的系统需要具备哪些条件。
08现场平衡调试流程
下面,我们先了解下目前常规的现场平衡调试流程。
对于平衡服务的供应商,在收到系统图纸后,我们会事先统计好每个回路应有流量的累计值。并且在现场调试前,需要系统中所有管路都被接通,所有阀门完全打开,生产侧设备按满负荷工况进行工作。
但由于目前平衡调试工作主要的任务还是配合机电系统验收,大家更在乎的是有这么一次服务的形式。系统中往往还存在一些预留管路没有接入,有些控制阀没有手动模式打开的功能,现场给到的调试工况完全达不到我们所要求的最不利工况点,即生产侧满设计负荷运行,用户侧全容量全开。
我们通常是在这样残缺的条件下完成的调试工作。
调试工程师会在现场施工人员的引领下,完成每一个平衡阀的测量,整个阻力设定过程通常都是无序的。
对于总流量明显不够的情况下,现场还会关闭部分回路,以达到测试区域的调试效果。
对于这样逐一测量并完成平衡阀设定的调试方法,可以在服务完成后得到与调试目标接近的验收数据。但仅限于在这样的特定条件下。当空调全面投入使用,我们会发现其实系统要的比平衡调试时更多,之前调试的设定,更多变成使用时的无效阻力,所以很难有好的水力分配项目。
对于设计动态阀解决方案的项目,如果服务商在产品完成安装之后才介入项目的调试,那能做的贡献就更为有限了。如果项目上用的是单压差的方案,或者“二合一“的一体阀,你甚至没有手段来干预和设定。不是动态阀不用调试,是没办法调试。
对于用户的招采部门来说,为了保证项目效果,需要在项目招标前提前量化系统的验收标准,对于平衡阀供应商的考量,不应仅需针对产品的质量,更重要的是供应商是不是有这个能力来实施平衡服务。如果不能实现调试目标,那产品再好对系统运行来说也是没意义的。
09扬程变化如何调试?
接下来,我们再讨论两个话题,一起分析下,造成平衡系统不能起到应有效果的原因。
首先,我们看一下水泵扬程变化对于调试的影响。
上面示意图中的系统是由两套同样的水泵并联,由两路流通能力一样的回路构成的。
蓝色的曲线是系统的阻力特性曲线,紫色和红色的曲线为水泵的运行状态曲线。两者的交点,就是系统的运行状态点。
当两台水泵同时开启时,系统的工作点为B点,当水泵运行状态不变,系统只开一半回路的时候 ,系统运行工作点为A点。
比较我们的调试现场,如果我们在调试的时候,系统没有完全接通,我们在更高扬程的状况点A完成了平衡阀的阻力设定,等到预留回路并入系统以后,B点实际系统运行扬程是低于A点的,所以在A点测量时以为过流的那些地方,附加的那些额外的阻力,其实都是错的。
只要调试的系统状态选错了,那无论现场调试手段多么高级,产品多么精准,后期系统运行到更不力的工况条件时,水平衡就无法实现。
事实上我们是可以在现场采取一些措施的,我们可以对于预留回路在调试中临时接通供回水两端,并且串接一个关断阀用以模拟未来回路的阻力,我们也可以通过电动调节阀的检修旁通回路来保证调试过程中不会受到自控专业调试的干扰,对于那些确实缺乏手动全开的风机盘管回路,我们只能通过事先的理论计算值来辅助调试。除非得到可以确信的数据,我们宁可相信之前计算结果,也不选择用现场的测量数据作为调试依据。
对于调试条件明显存在缺陷的项目,提前在深化设计过程中进行的详细水力计算变得尤为重要。不确定系统状态的前提下,一味的用测到的错误数据来实施设定,那结果可想而知。
据我所知,包括弗瑞斯,目前只有3家专业平衡阀厂家,具备系统计算的软件工具。大多数人都知道平衡调试是很难的,有很多原因制约现场不能调出效果来。
其实,并不是这样,在拥有全系列可靠的平衡阀产品,掌握在各种调试手段,有了辅助回路阻力设计软件,我们才能更有底气。
我们需要具备没有条件,创造条件的勇气,也需要在面对此路不通的状况下另辟蹊径的手段。只有拥有了这两种能力,才能实现水平衡调试的效果。
10设计偏差如何调试?
根据设计流量调是保证不了最差回路得到足够流量的。
显然,对于没平衡到末端的系统,更需要前期的水力计算,否则你甚至没有手段去保证每个回路都能分配到足够的流量。
对于业主单位来说,其实所有的过程都不重要,真正能实现效果的团队才应该获得尊重和奖励。为了行业的有序竞争和发展,我们希望让用户全面的了解水平衡验收的一些关键要素。
11部分流量验收的必要性
我们知道系统更多时段是在低负载流量状态下运行的,所以我们应该验证下低流量状态下的水力平衡情况。
其实,原因不仅如此。
对于制冷主机,我们知道离心式主机不能低于30%负荷运行,我们知道其实压缩式制冷主机的高效运行区间是在50%~75%左右,我们知道大温差低流量的供水状态可以提升系统的能效比。所以,对于主机而言,部分流量运行状态下的精准控制更为重要。
对于末端产品来说,我们希望室内温度波动范围越平稳越好,没被验证过的状态就可能存在流量分配的不平衡。过流状态会加剧室内的温度波动,因为控制器、执行器动作时间是固定的,从反应过来到动作,流量越多,波动越大。
同时,对于换热盘管,同样的20%的欠流,在满负荷状态下从100%下降到80%,空调效果的衰减是8%,而在低负荷状态下,流量从40%下降到32%的换热能力衰减16%,低负荷状态下的同样比例的欠流对空调效果的影响更大。
12平衡调试的目标
1什么是系统平衡
不是装了平衡阀就是完成了系统平衡,即使产品的名称叫动态平衡阀。
2平衡阀服务
平衡阀的供应商一定不是从系统完成安装后才开始服务的,盲目的拿着测量仪表到现场完成设定,对行业健康发展是不利的,对用户是不负责任的。
3平衡阀诊断功能
我们必须利用好平衡阀的诊断功能,逐级测到的系统运行状态,可以很容易的帮助用户发现很多系统的潜在风险
4基础服务
生产侧的主动变流量是行业发展的方向,基于数据的记录,分析历史数据可以预测未来机房的最优工作模式,我们必须为此做好空调系统的基础服务。
我们再次重申下水平衡系统需要被验收的标准:
水平衡系统验收标准
1、实现系统的水力分配,满足设计的需求
2、在不同使用工况下水流量能按比例进行变化
3、系统的阻力最小化
4、具备基本系统诊断功能
真的不是阀门产品的供应商都能承接水平衡业务。
写在最后
只有切实的服务于国内的用户,才能在国内市场健康的扩展。我相信在我们弗瑞斯品牌同仁的努力下,我们有能力为这个行业树立一个新的标杆,为国内更多用户提供解决系统问题的水平衡服务,为了国内水平衡行业的良性发展做一些有价值的贡献。
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