水力平衡介绍课件

13.9.20231

HydronicBalancingandControl

HydronicBalancing&Control30.7.20231

HydronicBalancing生活中的常见现象生活中的常见现象2沿程阻力沿程阻力3干扰相互作用干扰相互作用4当关闭2个出水口会发生什么?当关闭2个出水口会发生什么?5当关闭3个出水口会发生什么?当关闭3个出水口会发生什么?6当系统没有做任何形式的平衡时当系统没有做任何形式的平衡时7

过流侧的末端虽然得到了150%的流量，

但只能多带来10%的热输出010203040506070809010011012013050100150200250300流量热输出最大设计流量过流末端过流并不能解决问题过流侧的末端虽然得到了150%的流量，0102030408水力平衡介绍课件9超高的运行成本!!!超高的运行成本!!!1011同程系统空调机空调机空调机供水回水同程系统水力平衡的前提条件：各末端的水流阻力应相等或接近；各末端相对于系统管路的位置基本相同，也就是要求连接末端与主管道的支管的水阻力较为接近首先其次11同程系统空调机空调机空调机供水回水同程系统水力平衡的前提1112同程管道不平衡同程式系统解决系统平衡当各单元水阻力各不相同时

只有在所有单元水阻力相等的情况下同程系统可达到平衡但是……而且……同程系统12同程管道不平衡同程式系统解决系统平衡当各单元水阻力各不相1213

由于额外的管道安装造成资金，资源的浪费。同程系统的设计13由于额外的管道安装造成资金，资源的浪费。同程系统13室内温度

平衡的系统上班时间按8小时工作时间，设备多工作1个小时将增加12.5%的能源消耗。额外增加的运行时间时间不平衡的系统必须更早的启动室内温度平衡的系统上班时间按8小时工作时间，设备多工作1个1413/09/2023DanfossCommercialComfortControls15水力平衡没有做水力平衡的系统可能产生的问题:制冷,制热量不足更长的启动时间控制性差噪音能源浪费30/07/2023DanfossCommercialC解决方法静态平衡阀未使用平衡阀时的系统解决方法静态平衡阀未使用平衡阀时的系统16调整静态平衡阀开度后各个末端的流量都能够满足设计要求，舒适性也能够得到保证，回路的总流量也下降了，系统能耗减少调整静态平衡阀开度后各个末端的流量都能够满足设计要求，舒适性17通过调试仪器设定流量,使其等于设计流量查找水系统问题系统优化-最低的水泵扬程设定静态平衡阀的基本功能通过调试仪器设定流量,使其等于设计流量静态平衡阀的基本功能18法兰连接静态平衡阀法兰连接静态平衡阀19压差测量HiLoHi-Lo=ΔP压差测量HiLoHi-Lo=ΔP20手轮开度指示Presettingis4.5手轮开度指示Presettingis4.521手轮KV值设定设定为4.5圈=40Kv举例:手轮KV值设定设定为4.5圈=40Kv举例:229m³/hr=Kvs2turns4turns1turn1bar6m³/hr=Kv1.8m³/hr=Kv9m³/hr=Kvs2turns4turns1t23现在我们获得了Kv值和ΔP，怎样计算流量？那么:

=40Kv=0.35bar=23.66现在我们获得了Kv值和ΔP，怎样计算流量？那么:

=24无需阀前及阀后直管段！管道对阀门流量无影响！同样得益于预设定与关断功能的分离设计，LENO™MSV-BD对直管段没有要求！为施工安装带来极大便利无需阀前及阀后直管段！管道对阀门流量无影响！同样得益于预设定25预设定与关断功能分离预设定与关断功能分离2627阀门的理想流量特性完全取决于阀芯的形状，不同的阀芯曲面可得到不同的流量特性。快开线性等百分比阀芯形状决定阀门特性27阀门的理想流量特性完全取决于阀芯的形状，快开线性等百分比2728阀门的流量特性理想流量特性：保持阀门两端压差不变时阀门所表现出的特性工作流量特性：实际工作条件下阀门的特性流量特性12341.01.0g0L理想阀门特性：直线特性等百分比特性抛物线特性快开流量特性28阀门的流量特性理想流量特性：工作流量特性：流量特性12328更好的精度Size=DN100IDSize=100mm=500mm=200mm更好的精度Size=DN100IDSize=10029模拟器模拟器30MMMMMMM合作阀-使用比例原则来调节合作阀MMMMMMM合作阀-使用比例原则来调节合作阀31流量的分布上游下游不可预测可预测流量的分布上游下游不可预测可预测32利用比例原则利用比例原则33利用比例原则利用比例原则34利用比例原则利用比例原则35利用比例原则利用比例原则36利用比例原则利用比例原则37利用比例原则利用比例原则38利用比例原则利用比例原则39合作阀-位置?合作阀-位置?40静态平衡阀-数量末端处=66个末端合作阀=17个

支路合作阀=6个

支路总管合作阀=2个总合作阀=1个静态平衡阀-数量末端处=66个末端合作阀=17个41在变流量系统中当一些末端被关闭时，水力平衡即被打破。目前的系统多数为变流量系统，末端经常需要被开开关关，所以。。。在变流量系统中当一些末端被关闭时，水力平衡即被打破。42机械式压差控制器机械式压差控制器4344典型的应用44典型的应用45典型的应用45典型的应用风机盘管系统BP11-2-FCU-02BP11-2-FCU-04BP11-2-FCU-03BP11-2-FCU-05BP11-2-FCU-06BP11-2-FCU-07BP11-2-FCU-08BP11-2-FCU-09BP11-2-FCU-10风机盘管系统BP11-2-FCU-02BP11-2-FCU-46水力平衡介绍课件4748

ASV-PDN15-40mm∆p=10kPa

ASV-PVDN15-40mm∆p=5-25kPa∆p=20-40kPa∆p=35-75kPa(仅DN3240)

ASV-PVDN50mm∆p=5-25kPa∆p=20-40kPa∆p=35-75kPa∆p=60-100kPa

ASV-PVDN65,80,100mm∆p=20-40kPa∆p=35-75kPa∆p=60-100kPa动态压差平衡阀ASV-P/PVDN15~100

48ASV-PASV-PVA4849ASV-PV

应用49ASV-PV应用49水流方向静态阀控制阀压差控制器毛细管传递压力信号水流方向静态阀控制阀压差控制器毛细管传递压力信号50低压水流方向静态阀控制阀压差控制器毛细管传递压力信号∆P高压∆P30kPa30kPa50kPa50kPa20kPa转移低压水流方向静态阀控制阀压差控制器毛细管传递压力信号∆P高5113/09/2023DanfossCommercialComfortControls52控制原理+=?盘管阀门控制特殊的“合作”30/07/2023DanfossCommercialC一个计算公式来确定控制阀的特性13/09/2023DanfossCommercialComfortControls53控制阀的阀权度Δp设计流量下阀门全开Δp阀门全关(x100%)β=一个计算公式来确定控制阀的特性30/07/2023Danfo震荡vs.

变流量系统MMMMMM可预测的压力变化不可预测的压力变化震荡vs.变流量系统MMMMMM可预测的压力变化不可预测54变流量系统M过流过流过流MMMMMM过流过流过流MM过流过流过流更多过流更多过流更多过流更多过流更多过流更多过流更多过流更多过流流量Kv控制阀特性β=1β=0.3浪费的行程继续过流继续过流继续过流继续过流继续过流6°C6°C总合作阀合作阀β=0.1变流量系统M过流过流过流MMMMMM过流过流过流MM过流过流55FlowLifting0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%线性特征β=1β=0.75β=0.5β=0.1Lifting

Flow0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%对数特征β=1β=0.5β=0.25β=0.1Δp设计流量下阀门全开Δp阀门全关(x100%)通常:β>0.5β=单个设备的相当于水泵的扬程控制阀的阀权度-阀权度的降低β=0.25β=0.75FlowLifting0%25%50%75%100%0%56FlowLifting0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%线性特征β=1β=0.75β=0.5β=0.1Lifting

Flow0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%对数特征β=1β=0.5β=0.25β=0.1控制阀的阀权度-阀权度的降低β=0.25β=0.75优秀好一般差极差1–0.760.75–0.510.5–0.260.25–0.110.1-0精确性及稳定性FlowLifting0%25%50%75%100%0%57ISHRAE06-06-'0858异程系统在部分负荷下

Dp管道阻力13/09/2023DanfossCommercialComfortControls58ISHRAE06-06-'0858异程系统在部分负荷下D58FlowLifting0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%线性阀β=1β=0.75β=0.5β=0.1Lifting

Flow0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%等百分比阀β=1β=0.5β=0.25β=0.1Δp阀门全开Δp阀门全关(x100%)β=控制阀的阀权度-阀权度的恶化β=0.25β=0.75Δp阀门全开Δp阀门全开

+系统阻力(x100%)β=FlowLifting0%25%50%75%100%0%59FlowLifting0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%线性阀β=1β=0.75β=0.5β=0.1Lifting

Flow0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%等百分比阀β=1β=0.5β=0.25β=0.1Δp阀门全开Δp阀门全关(x100%)β=控制阀的阀权度-阀权度的恶化β=0.25β=0.7530Δp阀门全开(x100%)β=+Δp阀门全开系统阻力27030FlowLifting0%25%50%75%100%0%60PowerOutputFlow0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%CoilCharacteristicLift0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%FlowEQMValveCharacteristicLift0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%CombinedCharacteristicPowerOutput+=β=1PowerOutputFlow0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%CoolingCoilCharacteristicLift0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%FlowEQMValveCharacteristicLift0%25%50%75%100%0%25%50%75%100%CombinedCharacteristicPowerOutput+=β<0.25PowerOutputFlow0%25%50%75%161什么是AB-QM?

AB-QM是一个带平衡功能的压差无关型电动调节阀(PIBCV)

调节阀

自动平衡功能什么是AB-QM? AB-QM是一个带平衡功能的压差无关型62AB-QM是如何工作的?上半部分是调节阀AB-QM是如何工作的?上半部分是调节阀63AB-QM是如何工作的?下半部分是保持压差恒定的压差控制单元AB-QM是如何工作的?下半部分是保持压差恒定的压差控制单元64AB-QM是如何工作的?压差控制器可以使水流保持一个恒定的压差通过调节阀Q=Kvx√∆P恒定的压差意味着:恒定的流量100%的阀权度AB-QM是如何工作的?压差控制器可以使水流保持一个恒定的压6513/09/2023DanfossCommercialComfortControls66TheAB-QMconsistsoutoftwoparts:工作原理30/07/2023DanfossCommercialC13/09/2023DanfossCommercialComfortControls67Acontrolvalve…工作原理30/07/2023DanfossCommercialC13/09/2023DanfossCommercialComfortControls68...andadifferentialpressurecontroller工作原理30/07/2023DanfossCommercialC工作原理工作原理69可以在任何时间设定AB-QM，哪怕此时系统中没有水阀门上标注着最大流量计算公式：

设计流量/阀门最大流量*100%例如:270/450*100%=60%设定AB-QM到60%的刻度位置上设定AB-QM(DN10-DN32)可以在任何时间设定AB-QM，哪怕此时系统中没有水设定AB-70水力平衡介绍课件71水流方向低压水流方向低压72高压水流方向高压水流方向73对于较大尺寸AB-QM设定的步骤是一样的:计算公式设定阀门比例显示设置如果需要高精度:

1圈为最大流量的10%设定AB-QM(DN40-DN250)对于较大尺寸AB-QM设定的步骤是一样的:设定AB-QM(D746°C水系统-PIBCV在变流量系统中6°CMMM安装100UNITSX1hour=100hours50UNITSX2hours=100hours260ManHours=8Hoursperday260/8=33DayS=1month++FCUAHU20UNITSX3hours=60hours支路总管一共170个阀门MMMMMM6°C水系统-PIBCV在变流量系统中6°CMMM安装1075水系统-PIBCV在变流量系统中MMMMMMMMM调试100UNITSX1hour=100hours50UNITSX2hours=100hours260ManHours=8Hoursperday260/8=33DayS=1month++FCUAHU20UNITSX3hours=60hours支路总管一共170个阀门6°C6°C水系统-PIBCV在变流量系统中MMMMMMMMM调试1007613/09/2023DanfossCommercialComfortControls77在变流量系统中的压差的变化日常使用30/07/2023DanfossCommercialC7713/09/2023DanfossCommercialComfortControls78房间温度及管路压力的波动都需要由执行器动作来补偿日常使用30/07/2023DanfossCommercialC78AB-QM是如何改善系统的运行状况AB-QM中设有补偿压力波动的压差控制器，所以不会发生房间温度的波动执行器不需要因为压力变化经常做出补偿AB-QM是如何改善系统的运行状况AB-QM中设有补偿压力波79产品线AB-QM&TWA-ZAB-QM&

ABNMLOG/LINAB-QM&

AME/V110/120NLAB-QM&

AME15QM（AME

435QM）AB-QM&

AME55QMAB-QM&

AME85QMAB-QM的口径尺寸从DN10toDN250流量范围从30l/hto248.000l/h通用的执行机构及接口以适应所有的安装及控制策略On/OFF、浮点控制的调节型执行器产品线AB-QM&AB-QMAB-QMAB-QMAB-QM80选型AB-QM的选型只基于流量参数选型AB-QM的选型只基于流量参数81计算要计算所需水泵的扬程确定最不利侧回路计算没有AB-QM时的水泵扬程查询AB-QM的启动压力

(16-30kPa)添加这个启动压力到水泵扬程中计算要计算所需水泵的扬程82阀门的执行器阀门的执行器83跳线及DIP开关设定电压或电流控制切换正反转电压范围

(VormAx2)速度

7.5s/mmor15s/mm等百分比

(α=0.2)or修正值(初始α=1)注意:-跳线在左为出厂设定-当DIP开关在7的MDF时，α值可以被改变（初始α为1）跳线及DIP开关设定电压或电流控制切换正反转电压范84安装AMV435(082H0162/163)，弱电电压信号及3点控制.AMV435230V(082H0163)230V信号电压.安装AMV435(082H0162/163)，弱电电压信85安装供热系统安装供热系统86安装冷水系统安装冷水系统872yearspaybacktimeCasestudiesprovethatinvestinginDanfossPIBCV’spaysitselfbackinlessthan3years.2yearspay88变流量系统-PIBCV方案方案:PIBCV-ABQM动态压差平衡型电动调节阀能效：

泵功耗低，系统改造时不需重新调试冷机效率高房间温度较精确实际运行：

在满负荷时的平衡–非常好，部分负荷时的平衡–非常好

在部分负荷时，泵功耗为实际所需并可协助优化泵的控制安装调试：

单级安装；调试非常简单初投资及运行费用：

安装费用低；运行费用低变流量系统-PIBCV方案方案:能效：

泵功耗低，实际运行：8913.9.202390变流量系统变流量系统

控制阀：风机盘管采用普通电动两通阀；空调箱采用PIBCV

（平衡加控制）

平衡阀：

风机盘管采用动态压差平衡阀；空调箱采用PIBCV（平衡+控制）

结论：

从技术角度而言正确，造价适中，调试方便，高效!

推荐！

30.7.202390变流量系统变流量系统

控制阀：能耗图冷水机水泵冷却塔风机电梯照明电脑其它能耗图冷水机水泵冷却塔风机电梯其它91能耗图冷水机水泵冷却塔风机电梯照明电脑其它能耗图冷水机水泵冷却塔风机电梯其它92能耗图~75%HVAC能耗能耗图~75%93能耗图~57%水系统能耗冷水机水泵冷却塔能耗图~57%冷水机水泵冷却塔94水系统的平衡及控制阀门只占建筑总造价的3-4%水系统的平衡及控制阀门只占建筑总造价的3-4%95能耗建筑50–60%的能耗来自于HVAC的水系统如能减少10-20%的HVAC水系统的能耗是很可观的如何做到?方案?能耗建筑50–60%的能耗来自于HVAC的水系统96变流量系统的动态平衡系统的压力波动不影响控制没有“过流”现象最大程度的保证系统的供回水温差变频水泵-可使用等比例的压差控制节能

全新的系统设计coil变流量系统的动态平衡全新的系统设计coil97使用丹佛斯水利分析仪，其核心部件为CCR2或CCR3控制器，用于数据记录.每个水利分析仪使用4个温度探头

数据采集周期为5分钟

数据经转换后存储于水利分析仪的SD卡中S9…S16S1…S8ABQM节能潜力分析测试方法—仪器使用丹佛斯水利分析仪，其核心部件为CCR2或CCR3控制器，98S2S1S6S5温度探头

测试温度

S6

回水温度

S5

供水温度

S1

送风温度

S2

进风（回风）温度RoomAirfromRoomS2S1AirfromroomS6S5传统电动二通阀—一期数据AB-QM–二期数据ABQM节能潜力分析测试方法—温度探头放置S2S1S6S5温度探头 测试温度 RoomAirf99ABQM节能潜力分析测试方法—传统电动二通阀温度采样ABQM节能潜力分析100ABQM节能潜力分析测试方法—ABQM温度采样ABQM节能潜力分析101PIBCVAB-QMCLASSICVALVE额定温差

∆Tcw=5KAB-QM

平均∆Tcw≈4.5K传统电动二通阀

平均∆Tcw≈3.5K传统电动二通阀导致的小温差综合症

较低的COP/EER缩短冷水机组的使用寿命ABQM节能潜力分析数据分析方法—小温差综合症减少小温差综合症冷水机组风机水泵其他传统电动二通阀动态压差平衡型电动调节阀PIBCVAB-QMCLASSICVALVE额定温差 102PIBCVAB-QMCLASSICVALVE在相同的负荷下：

AB-QM 1124,23kg/h传统电动二通阀

1513,75kg/h25%的流量减少意味着水泵的能耗解约FlowlimitationABQM节能潜力分析数据分析方法—流量限制冷水机组风机水泵其他传统电动