水力平衡介绍课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,23. 08. 2024,1,Hydronic Balancing and Control,Hydronic Balancing & Control,31. 08. 20231Hydronic Balanci,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,0,1,0,2,0,3,0,4,0,5,0,6,0,7,0,8,0,9,0,1,0,0,1,1,0,1,2,0,1,3,0,5,0,1,0,0,1,5,0,2,0,0,2,5,0,3,0,0,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，010203040,8,水力平衡介绍课件,9,超高的运行成本,!,超高的运行成本!,10,11,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,11,12,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,12,13,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,14,23/08/2024,Danfoss Commercial Comfort Controls,15,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,31/08/2023Danfoss Commercial C,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,Hi,Lo,Hi-Lo =,P,压差测量HiLoHi-Lo = P,20,手轮开度指示,Presetting is 4.5,手轮开度指示Presetting is 4.5,21,手轮,KV,值设定,设定为,4.5,圈,= 40 Kv,举例,:,手轮KV值设定设定为 4.5圈= 40 Kv举例:,22,9,m/hr = Kvs,2 turns,4 turns,1,turn,1 bar,6 m/hr = Kv,1.8 m/hr = Kv,9 m/hr = Kvs2 turns4 turns1 t,23,现在我们获得了,Kv,值和,P,，怎样计算流量？,那么,:,= 40 Kv,= 0.35 bar,= 23.66,现在我们获得了Kv值和P，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,26,27,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,27,28,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,1,2,3,4,1.0,1.0,g,0,L,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123,28,更好的精度,Size = DN100,ID Size = 100mm,= 500mm,= 200mm,更好的精度Size = DN100ID Size = 100,29,模拟器,模拟器,30,M,M,M,M,M,M,M,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,43,44,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-02,BP11-2-FCU-04,BP11-2-FCU-03,BP11-2-FCU-05,BP11-2-FCU-06,BP11-2-FCU-07,BP11-2-FCU-08,BP11-2-FCU-09,BP11-2-FCU-10,风机盘管系统BP11-2-FCU-02BP11-2-FCU-,46,水力平衡介绍课件,47,48,ASV-P,DN 15-40 mm,p = 10 kPa,ASV-PV,DN 15-40 mm,p = 5-25 kPa,p = 20,-,40 kPa,p = 35-75 kPa,(,仅,DN32 40),ASV-PV,DN 50 mm,p = 5-25 kPa,p = 20-40 kPa,p = 35-75 kPa,p = 60-100 kPa,ASV-PV,DN 65,80,100 mm,p = 20-40 kPa,p = 35-75 kPa,p = 60-100 kPa,动态,压差平衡阀,ASV-P/PV DN15100,48 ASV-P ASV-PV A,48,49,ASV-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,P,30kPa,30kPa,50kPa,50kPa,20kPa,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,51,23/08/2024,Danfoss Commercial Comfort Controls,52,控制原理,+,=,?,盘管,阀门,控制,特殊的“合作”,31/08/2023Danfoss Commercial C,一个计算公式来确定控制阀的特性,23/08/2024,Danfoss Commercial Comfort Controls,53,控制阀的阀权度,p,设计流量下阀门全开,p,阀门全关,(x 100%),=,一个计算公式来确定控制阀的特性31/08/2023Danfo,震荡,vs.,变流量系统,M,M,M,M,M,M,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,M,M,M,M,M,M,过流,过流,过流,M,M,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,= 1,=,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,6C,6C,总合作阀,合作阀,=,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,55,Flow,Lifting,0%,25%,50%,75%,100%,0%,25%,50%,75%,100%,线性特征,=1,=0.75,=0.5,=0.1,Lifting,Flow,0%,25%,50%,75%,100%,0%,25%,50%,75%,100%,对数特征,=1,=0.5,=0.25,=0.1,p,设计流量下阀门全开,p,阀门全关,(x 100%),通常,:, 0.5,=,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,=0.25,=0.75,Flow Lifting 0%25%50%75%100%0%,56,Flow,Lifting,0%,25%,50%,75%,100%,0%,25%,50%,75%,100%,线性特征,=1,=0.75,=0.5,=0.1,Lifting,Flow,0%,25%,50%,75%,100%,0%,25%,50%,75%,100%,对数特征,=1,=0.5,=0.25,=0.1,控制阀,的阀权度,-,阀权度的降低,=0.25,=0.75,优秀,好,一般,差,极差,1 0.76,0.75 0.51,0.5 0.26,0.25 0.11,0.1 - 0,精确性及稳定性,Flow Lifting 0%25%50%75%100%0%,57,ISHRAE 06-06-08,58,异程系统在部分负荷下,D,p,管道阻力,23/08/2024,Danfoss Commercial Comfort Controls,58,ISHRAE 06-06-0858异程系统在部分负荷下 D,58,Flow,Lifting,0%,25%,50%,75%,100%,0%,25%,50%,75%,100%,线性阀,=1,=0.75,=0.5,=0.1,Lifting,Flow,0%,25%,50%,75%,100%,0%,25%,50%,75%,100%,等,百分比阀,=1,=0.5,=0.25,=0.1,p,阀门全开,p,阀门全关,(x 100%),=,控制阀的阀权度,-,阀权度的恶化,=0.25,=0.75,p,阀门全开,p,阀门全开,+,系统阻力,(x 100%),=,Flow Lifting 0%25%50%75%100%0%,59,Flow,Lifting,0%,25%,50%,75%,100%,0%,25%,50%,75%,100%,线性阀,=1,=0.75,=0.5,=0.1,Lifting,Flow,0%,25%,50%,75%,100%,0%,25%,50%,75%,100%,等,百分比阀,=1,=0.5,=0.25,=0.1,p,阀门全开,p,阀门全关,(x 100%),=,控制阀的阀权度,-,阀权度的恶化,=0.25,=0.75,30,p,阀门全,开,(x 100%),=,+,p,阀门全开,系统阻力,270,30,Flow Lifting 0%25%50%75%100%0%,60,Power Output,Flow,0%,25%,50%,75%,100%,0%,25%,50%,75%,100%,Coil Characteristic,Lift,0%,25%,50%,75%,100%,0%,25%,50%,75%,100%,Flow,EQM Valve Characteristic,Lift,0%,25%,50%,75%,100%,0%,25%,50%,75%,100%,Combined Characteristic,Power Output,+,=,=1,Power Output,Flow,0%,25%,50%,75%,100%,0%,25%,50%,75%,100%,Cooling Coil Characteristic,Lift,0%,25%,50%,75%,100%,0%,25%,50%,75%,100%,Flow,EQM Valve Characteristic,Lift,0%,25%,50%,75%,100%,0%,25%,50%,75%,100%,Combined Characteristic,Power Output,+,=,0.25,Power Output Flow 0%25%50%75%1,61,什么是,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,62,AB-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,63,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,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,64,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差通过调节阀,Q = Kv x 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,65,23/08/2024,Danfoss Commercial Comfort Controls,66,The AB-QM consists out of two parts:,工作原理,31/08/2023Danfoss Commercial C,23/08/2024,Danfoss Commercial Comfort Controls,67,A control valve,工作原理,31/08/2023Danfoss Commercial C,23/08/2024,Danfoss Commercial Comfort Controls,68,.and a differential pressure controller,工作原理,31/08/2023Danfoss Commercial C,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(D,74,6C,水系统,-PIBCV,在变流量系统中,6C,M,M,M,安装,100 UNITS X 1 hour = 100 hours,50 UNITS X 2 hours = 100 hours,260 Man Hours = 8 Hours per day,260 / 8 = 33 DayS =,1 month +,FCU,AHU,20 UNITS X 3 hours = 60 hours,支路总管,一共,170,个阀门,M,M,M,M,M,M,6C水系统-PIBCV在变流量系统中6CMMM安装 10,75,水系统,-PIBCV,在变流量系统中,M,M,M,M,M,M,M,M,M,调试,100 UNITS X 1 hour = 100 hours,50 UNITS X 2 hours = 100 hours,260 Man Hours = 8 Hours per day,260 / 8 = 33 DayS =,1 month +,FCU,AHU,20 UNITS X 3 hours = 60 hours,支路总管,一共,170,个阀门,6C,6C,水系统-PIBCV在变流量系统中MMMMMMMMM调试100,76,23/08/2024,Danfoss Commercial Comfort Controls,77,在变流量系统中的压差的变化,日常使用,31/08/2023Danfoss Commercial C,77,23/08/2024,Danfoss Commercial Comfort Controls,78,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,31/08/2023Danfoss Commercial C,78,AB-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-Z,AB-QM,&,ABNM,LOG/LIN,AB-QM,&,AME/V,110/120 NL,AB-QM,&,AME,15QM,（,AME,435QM,）,AB-QM,&,AME 55QM,AB-QM &,AME 85QM,AB-QM,的口径尺寸从,DN10 to DN250,流量范围从,30 l/h to 248.000 l/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-QM,80,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,(16-30 kPa),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,(V or mAx2),速度,7.5 s/mm or 15 s/mm,等百分比,(= 0.2),or,修正值,(,初始,= 1),注意,:,-,跳线在左为出厂设定,-,当,DIP,开关在,7,的,MDF,时，,值可以被改变（初始,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,AMV,435 (082H0162/163,),，弱电电压信号及,3,点控制,.,AMV 435 230V (082H0163),230V,信号电压,.,安装AMV 435 (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,87,2 years,payback time,Case studies prove that investing in Danfoss PIBCVs pays itself back in less than 3 years.,2 yearspay,88,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：,89,23. 08. 2024,90,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！,31. 08. 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coil,97,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 S16,S1 S8,ABQM,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，,98,S2,S1,S6,S5,温度探头,测试温度,S,6,回水温度,S,5,供水温度,S,1,送风温度,S,2,进风（回风）温度,Room,Air from,Room,S2,S1,Air from,room,S6,S5,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RoomAir f,99,ABQM,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,100,ABQM,节能潜力分析,测试方法,ABQM,温度采样,ABQM节能潜力分析,101,PIBCV AB-QM,CLASSIC VALVE,额定温差,Tcw = 5K,AB-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,PIBCV AB-QMCLASSIC VALVE额定温差,102,PIBCV AB-QM,CLASSIC VALVE,在相同的负荷下：,AB-QM 1124,23kg/h,传统电动二通阀,1513,75kg/h,25%,的流量减少意味着水泵的能耗解约,F,low,limitation,ABQM,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,传统电动二通阀,动态压差平衡型电动调节阀,PIBCV AB-QMCLASSIC VALVE在相同的负荷,103,ABQM,节能潜力分析,节能计算,237,套,ABQM,为客户带来每年,33,万元的节能潜力,ABQM节能潜力分析237 套 ABQM 为客户带来每年33,104,Demonstration,goal,Simulate real system,Compare traditional & AB-QM:,Demonstration goalSimulate rea,105,传统控制方法,PIBCV,传统控制方法PIBCV,106,System load,2.,Load,Demo panel,B-MBV II.,A-MBV I.,Qmax,=11.2,m3/h,H,=,2.5,bar,Qmax=0,2m3/h,1.,Position 1,Position,2,Load,System load2.LoadDemo panelB-M,107,Position 1,Position,2,Load,Line A,Line X,Position 1Position 2LoadLine A,108,Position 1,Position,2,Software Platform,System Load,Conventional Control Valve Response,Position 1Position 2Software P,109,Position 1,Position,2,Software Platform,System Load,Position 1Position 2Software P,110,111,空调自动控制系统,空调水力系统中控制回路的目的，是使水温及流量随时能,自动地,适应需求。,传感器：测量被控制的物理量、室温或者供水稳定,调节器：将测量值与要求值（设定值）进行比较，根据偏差发出指令给执行器,执行器：执行调节器指令，如阀门电机用于打开或关闭调节阀,调节阀：可以是二通阀或三通阀，通过改变阀门开度来调节输送能量,末端装置：散热器、风机盘管或空调机组，用于直接散发储存于水中的能量,房间：传感器测温所在的地方,控制回路包括以下六个主要部件：,比较,调节器,电机,阀门,盘管,房间,设定值,传感器,111空调自动控制系统空调水力系统中控制回路的目的，是使水温,111,23/08/2024,Danfoss Commercial Comfort Controls,112,CONTROL ANALYSIS,31/08/2023Danfoss Commercial C,水力平衡介绍课件,113,水力平衡介绍课件,114,水力平衡介绍课件,115,