控制閥的特性

    在設計任何采暖與空調裝置系統時主要目的都是獲得舒適的室內氣候，同時盡可能降低成本和減少運行問題。

    在理論上，新的控制技術好像足以滿足zui苛刻的要求，能夠能夠提高舒適度并能切實節約能源。

    但在實踐中，即使zui精密的控制器也不能*實現其理論性能。原因很簡單：往往忽略了那些必須滿足的正確的運行條件，而其對于舒適度和成本的重要意義是不容忽視的。

    如果我們系統地分析暖通空調系統的工作情況，往往會覺察到以下問題：   

    并非所有的房間內都能達到所需的室溫，尤其是在發生高負荷變化之后。

    在可以達到所需的室溫時，盡管在末端裝置上使用了精密的控制器，它仍然會不斷地波動起伏。這種現象通常發生在低負負荷和中等負荷的情況下。

    盡管生產裝置具有足夠的裝機容量，但卻不能在高負荷下輸送，特別是在啟動階段。

    即使用精密的控制器也不能糾正這些故障。其原因往往與循環系統本身的設計缺陷有關，主要是因為三個基本條件沒有得到滿足。 

    系統接口處的流量必須相互兼容。

    所有末端處都必須達到設計流量。 

     控制閥兩端的壓差不能變化過大。 

     控制閥的特性 

     控制閥的特性是由水流量與閥門開度之間的關系決定的。在壓差恒定時，這兩個量用zui大值的百分比來表示。



    對于具有線性特性的閥門，水流量與閥門開度成比例關系。在低負荷和中等負荷下，由于末端裝置的非線性特性（圖1a），控制閥少許的開度就會明顯地增大通過閥門的流量。因此低負荷下控制回路就可能不穩定。

    本文主要是有關第二個條件的一些信息，以及在末端裝置上使用二通控制閥一些啟示。

    通過選擇控制閥特性來補償非線性，可以解決這一問題，從而使末端裝置的輸出量與閥門開度成比例關系。

    在供水流量為其設計流量的20％時，如果末端裝置的輸出為其設計值的50％，則可以對閥門進行設置，使它在開度達到50％時只允許有20％的設計流量。這樣，當閥門達到50％的開度時，就可以獲得50％的熱量輸出（圖1c）。以此類推到所有流量上，我們所得到閥門的特性就可以補償典型末端換熱裝置的非線性。這一特性（圖1b）稱為等百分比修正“EQM”。

    但是，要獲得這一補償，必須滿足兩個條件：

    如果  控制閥兩端的壓差不是恒定的，或者如果閥門尺寸過大，則控制閥特性發生偏移，就可能會影響到調節控制性能。 

      控制閥兩端的壓差必須是恒定的。

    當  控制閥*打開時，必須能夠獲得設計流量。

    控制閥閥權度

    當  控制閥關閉時，末端、管道和附件中的流量和壓降降低。導致控制閥上的壓差升高。壓差的增大會使控制閥的特性發生偏移。這種偏移可以通過控制閥閥權度表現出來。



    分子是恒定的，只取決于控制閥的選擇和設計流量值。

    分母對應于回路上達到的ΔH。與所選擇的控制閥串聯安裝的平衡閥不會改變這兩個因素，因而對控制閥閥權度沒有影響。

所選擇的  控制閥應當能夠達到可能的*閥權度。根據市場供應的產品范圍，一般都會尺寸偏大。平衡閥可以使控制閥*打開時獲得設計流量。使其特性更加接近理論特性，從而改善控制功能（圖3b）。 

    在一個異程分配（圖2a）中，遠程回路會承受較高的ΔH變化。在低流量情況下，得到的控制閥閥權度zui差。也就是當控制閥幾乎承受全部水泵揚程時。



    用變速泵時，一般要使接近zui后一個回路的壓差保持恒定（圖2b）。在這種情況下，ΔH的變化將會轉移到*個回路上。

    Δp傳感器用于控制變速泵。如果它的位置接近zui后一個回路，在理論上可以將泵送成本降到zui低，但接近泵的回路也會產生問題。當系統在平均小負荷的狀況下運行時，這些回路可能發生流量不足；或者，如果控制閥是按照zui小Δp設計的，則在設計條件下的閥權度將會很差。為此，一個較好的折中方案就是將Δp傳感器設置在系統的中部與定速泵相比可以將Δp的變化減小50％以上。

    圖2c顯示了功率輸出與閥門開度之間的關系（為獲得正確全開流量而選擇的EQM控制閥，設計閥權度為0.25）。當回路上獲得的ΔH增大時，控制閥特性可能會變差，從而使控制回路產生不規則振蕩。在這種情況下，采用一個局部壓差控制器可以穩定控制閥兩端的Δp，使其閥權度接近一（圖4a）。

    調節控制閥的選擇

    在以下條件下，二通控制閥的尺寸正確：

    1- 在設計條件下*打開的控制閥可以達到設計流量。

    2- 保持足夠的控制閥閥權度，一般高于0.25。

    當控制閥在較長時間內保持全開時，需要滿足*個條件才能避免過流而在其他盤管中產生流量不足。在每天夜間停機回設后早晨啟動期間，盤管尺寸偏小時，溫控器設定在制冷工況zui低值時（這是一種常見的做法），以及控制回路不穩定時，都會發生這種情況。