1異程水系統的設計
1所示的空調水系統,如果是按同程水系統設計,設計人員將簡單地按預定流速根據流量選擇水管管徑,而很少有人計算同程空調水系統的水力平衡,更鮮有人根據水力平衡去調整水管管徑。空調系統的①-⑩水平支管路與⑤-⑥水平支管路的空調負荷相同的話,作為同程水系統設計時,一般選用相同的管徑。
但是當按異程水系統設計時,理應按水力平衡去設計調整水管管徑。因此,即便空調系統的①-⑩水平支管路與⑤-⑥水平支管路的空調負荷相同,作為異程水系統設計時,①-⑩水平支管路的管徑理應不同于⑤-⑥水平支管路的管徑。但是實際上,很少有人如此設計異程空調水系統。推測其原因,大概有以下幾個考慮。一是考慮負荷的動態變化;二是寄希望于管路水力平衡調試;三是不想打破行規,特別是考慮到一些自控人員選擇調節閥時參照管徑;四是從噪聲考慮不希望提高管內流速;等等。
于是,即使是異程空調水系統,相當多的設計人員依然按同程水系統的設計方法來設計管徑,同時,在水平支管路上加上了自力式平衡閥。國外的許多工程實踐證明,只要水力平衡調試好,不使用自力式平衡閥也能夠維持異程空調水系統的正常工作。為了便于水力平衡調試,國外在各水平支管路的進出口處都安裝了壓力表。
對于空調水系統(無論同程異程),如果水平支管的阻力遠遠大于垂直干管的阻力,可以將1的空調系統視作為2的線性網絡系統。2的虛線表示僅為流路連接,沒有管道。對于線性空調系統,只要各支路的負荷與總負荷的比不變,總流量的變化將與各支管路的空調負荷(即流量)變化成比例,無需對各支管路進行阻力補償,也就是說無需設置自力調節閥。同程水系統就是因為被近似視為線性空調系統,因而在設計中被認為沒有必要在各支管路設置自力調節閥。
因此,的原理指出了設計方向,要想免去在各水平支管路設置自力調節閥的話,對于異程空調水系統應該盡量減少立管干管的阻力。
對于異程空調水系統,當流量發生變化時,發生在立管干管上的壓降比變化(ΔP/ΔPmax)要比在水平支管上的變化來得大。也就是說,對于的異程空調水系統,在設計狀態下(Gi/Gi,max=1)z*不利環路為⑤-⑥水平支管路。當各水平支管路的負荷按同一比例變化(即Gi/Gi,max=Gi+1/Gi+1,max)時,在部分負荷狀態下,z*不利環路有可能為①-⑩水平支管路。這一點是異程空調水系統不同于同程空調水系統的重要特征。
可以看到,當負荷為設計負荷的10%時,z*不利環路為⑤-⑥水平支管路,而不是①-⑩水平支管路。
可見,異程空調水系統與同程水系統一樣,z*不利環路不是固定的。因此,即便是異程空調水系統,采用定末端差壓控制的節能效果也不及z*小阻力控制(根據自控調節閥開度設定差壓值的變壓差控制)。
以上討論的自控調節閥是指電動比例調節閥(鋁合金風量調節閥)。如果異程空調水系統的某一路水平支管路里有開關控制的自控閥時,應該在該水平支管路安裝自力式平衡閥。由于電動比例調節閥適用于與自力式差壓平衡閥配套,電動/電磁開關閥適用于與自力式平衡調節閥配套,因此,使用電動比例式調節閥的組合式空調機(AHU)和使用電動/電磁開關閥的風機盤管單元(FCU),不易組合在同一水平支管內。
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