技术解析:异冲程空调水体系的预设及运用
1异程水系统的设计
1所示的空调水系统,如果是按同程水系统设计,设计人员将简单地按预定流速根据流量选择水管管径,而很少有人计算同程空调水系统的水力平衡,更鲜有人根据水力平衡去调整水管管径。空调系统的①-⑩水平支管路与⑤-⑥水平支管路的空调负荷相同的话,作为同程水系统设计时,一般选用相同的管径。
但是当按异程水系统设计时,理应按水力平衡去设计调整水管管径。因此,即便空调系统的①-⑩水平支管路与⑤-⑥水平支管路的空调负荷相同,作为异程水系统设计时,①-⑩水平支管路的管径理应不同于⑤-⑥水平支管路的管径。但是实际上,很少有人如此设计异程空调水系统。推测其原因,大概有以下几个考虑。一是考虑负荷的动态变化;二是寄希望于管路水力平衡调试;三是不想打破行规,特别是考虑到一些自控人员选择调节阀时参照管径;四是从噪声考虑不希望提高管内流速;等等。
于是,即使是异程空调水系统,相当多的设计人员依然按同程水系统的设计方法来设计管径,同时,在水平支管路上加上了自力式平衡阀。国外的许多工程实践证明,只要水力平衡调试好,不使用自力式平衡阀也能够维持异程空调水系统的正常工作。为了便于水力平衡调试,国外在各水平支管路的进出口处都安装了压力表。
对于空调水系统(无论同程异程),如果水平支管的阻力远远大于垂直干管的阻力,可以将1的空调系统视作为2的线性网络系统。2的虚线表示仅为流路连接,没有管道。对于线性空调系统,只要各支路的负荷与总负荷的比不变,总流量的变化将与各支管路的空调负荷(即流量)变化成比例,无需对各支管路进行阻力补偿,也就是说无需设置自力调节阀。同程水系统就是因为被近似视为线性空调系统,因而在设计中被认为没有必要在各支管路设置自力调节阀。
因此,的原理指出了设计方向,要想免去在各水平支管路设置自力调节阀的话,对于异程空调水系统应该尽量减少立管干管的阻力。
对于异程空调水系统,当流量发生变化时,发生在立管干管上的压降比变化(ΔP/ΔPmax)要比在水平支管上的变化来得大。也就是说,对于的异程空调水系统,在设计状态下(Gi/Gi,max=1)最不利环路为⑤-⑥水平支管路。当各水平支管路的负荷按同一比例变化(即Gi/Gi,max=Gi+1/Gi+1,max)时,在部分负荷状态下,最不利环路有可能为①-⑩水平支管路。这一点是异程空调水系统不同于同程空调水系统的重要特征。
可以看到,当负荷为设计负荷的10%时,最不利环路为⑤-⑥水平支管路,而不是①-⑩水平支管路。
可见,异程空调水系统与同程水系统一样,最不利环路不是固定的。因此,即便是异程空调水系统,采用定末端差压控制的节能效果也不及最小阻力控制(根据自控调节阀开度设定差压值的变压差控制)。
以上讨论的自控调节阀是指电动比例调节阀(铝合金风量调节阀)。如果异程空调水系统的某一路水平支管路里有开关控制的自控阀时,应该在该水平支管路安装自力式平衡阀。由于电动比例调节阀适用于与自力式差压平衡阀配套,电动/电磁开关阀适用于与自力式平衡调节阀配套,因此,使用电动比例式调节阀的组合式空调机(AHU)和使用电动/电磁开关阀的风机盘管单元(FCU),不易组合在同一水平支管内。