商業綜合體空調系統電動調節閥選型方法

摘要：經調研商業綜合體空調系統中電動調節閥的選型、安裝及調試情況，發現很多項目電動調節閥并沒有采用詳細的選型計算，均是直接套用接管管徑，型號選型錯誤給后期的調試和運營帶來極大的困擾，既不節能，舒適性也較差。因此，為避免商業項目發生類似的選型錯誤，本文提供了詳細的電動調節閥選型方法，來指導設計或施工單位進行選型計算計和采購、安裝及調試。

關鍵詞：電動調節閥；流通能力；閥權度；流量；舒適；節能

Abstract：Through the investigation into the application of electric control valve in commercial complex HVAC system， researchers found many projects selectingelectric control valve size based on pipe diameter directly， instead of detailed calculation. As a result of these model selection mistakes， a great number of obstacles happen in later commissioning and operation of chilled water system， in which the energy saving and comfort requirement cannot be satisfied. So， to avoid this kind of mistakes happeningin commercial project，this article provides detailed electric control valve model selection guide to help design and construction companies with design， procurement， installation and commissioning.

Key words：Electric control valve， flow capacity， valve authority， flow， comfortable，energy saving

引言

早期暖通空調工程中常見的水力系統以定流量系統為主，只存在靜態水力失調，而隨著人們對空氣品質要求、節能意識的不斷提高以及空調系統的大型化，變流量水力系統在暖通空調工程中占據越來越重要的位置，這種系統不僅存在靜態水力失調，也存在動態水力失調。在這種系統中，電動調節閥通常被用來調節目標區域的溫度。

而如何選用適合的電動調節閥，是空調機組自動控制系統設計過程中面臨的一個主要問題。如選擇不當的電動調節閥會有以下影響：（1）系統運行過程中，末端設備流量無法達到設計流量，無法滿足室內舒適度要求；（2）系統壓力產生干擾后，即使能夠調節流量消除干擾，但是調節時間過長，無法保證室溫平穩；（3）過多地增加空調水系統的阻力，導致水泵揚程的需求增加，增加系統運行能耗。

但是在實際工程中，尤其是很多大型商業綜合體，設計院并沒有提供對電動調節閥進行詳細的選型計算，均是直接套用接管管徑，甲方也沒有對電動調節閥選型的重要性產生足夠的認識，給后期的調試和運營帶來極大的困擾，既不節能，舒適性又較差。因此本文以兼顧系統對平衡和調節性能的要求以及節約能耗為準則，首先介紹了電動調節閥的主要性能指標，然后結合工程實例，提供其選型指導。結合相關資料及項目經驗，筆者認為應

根據如下步驟進行選型。

1、選型步驟

1.1空調機組或新風機組選型確認；

電動調節閥通常設在空調箱或新風機組箱回水管上，通過調節水流量來改變空調箱的輸出負荷，以適應房間的實際負荷變化，保持空調房間溫度恒定。

系統示意圖如下圖所示：

由上圖可知，在空調水系統中，電動調節閥中體積流量通過能力，也就是流通能力，需要滿足閥門所控設備的設計流量要求。設計流量由空調機組選型決定。

因此首先需要暖通工程師根據施工藍圖設備表，提供送風量、新風量、空調機組回風參數、盤管出風參數、供回水溫度等參數給空調廠家。注意：提供的參數不要互相不對應，詳見的問題有：a）盤管進風參數與新回風比不對應，混合點參數沒有根據新回風比詳細計算；b）制冷量與送風量和盤管進出口焓差的乘積不對應；c）提供的水量與制冷/熱量和供回水溫差不一致。

要求廠家根據提供的參數對空調機組進行具體選型，選型經暖通工程師確認無誤后，由暖通工程師根據空調機組實際選型的冷盤管、熱盤管重要參數（如流量、水阻）計算閥門的流通能力，

1.2電動調節閥流通能力計算：

流量系數Kvs是用來描述電動調節閥流通能力的基本參數，指當介質為水、調節閥全開并且調節閥二端的壓差為1Bar時單位時間內通過調節閥的體積量。

可見，根據調節閥的最大流量系數Kvs 以及調節閥二端的壓差值△Pv ，就能準確地計算出調節閥在全開時的流量數，從而準確地判斷所選調節閥是否滿足被調設備的設計流量要求。

實際上在調節閥選型時，是根據被調設備設計流量值和調節閥二端壓差，反算出所須調節閥的流量系數，然后根據流量系數選擇相應口徑的電動調節閥。計算公式如下，

空調水系統屬于非阻塞流，Kv值計算公式：

[Kv=10Q1ρ?P]

式中 Kv-流通能力 m3/h

Kvs-閥門開度最大時的Kv值 m3/h

Q1-液體流量 m3/h

ρ-液體密度 g/cm3

△P-閥前閥后壓力差KPa

液體密度取1g/cm3，閥阻近似取盤管阻力。

1.3閥門尺寸選型：

根據Kv值進行閥門口徑選型，所選閥門Kvs值應其稍大于且接近于Kv值。

1.4閥權度校核；

調節閥的額實際工作流量特性可以用閥權度S來反映。權度S為調節閥全開時，閥上的壓差ΔPv與閥所在串聯支路壓差ΔP的比值。

根據流通能力計算公式[Kv=10Q1ρ?P]，計算設計流量下閥門的阻力

[?P=ρ（10Q1Kvs）2]

閥權度計算公式S=ΔPv/ΔP

式中S-閥權度

ΔPv—調節閥的設計壓差，即閥門全開時的壓力損失 KPa

ΔP—調節閥所在串聯支路的設計總壓力損失 KPa

2、電動調節閥選型實例

已知：空調箱夏季設計水流量為5.91L/s，水阻力為43kPa，冬季設計水流量為1.21L/s，水阻力為9kPa，試選擇電動調節閥。

選型步驟：

計算電動調節閥流通能力Kv：

選擇調節閥口徑：

電動調節閥樣本選型表如下：

根據Kvs值進行閥門口徑選擇，由上表選擇夏季閥門的Kvs值為50，冬季為20。滿足夏季和冬季流通能力的閥分別為冷水管H6065W-SP，熱水管采用H2040X-S，管徑分別為DN65和DN40。

閥權度校核：

由于夏季盤管的電動閥閥權度低于0.3，因此需要重新選型。

查取廠家電動閥樣本，得知冷水Kvs值為32的閥門也接近于計算值，相對應的閥門型號為H2050X-S，管徑DN50。

重新校核后：

符合標準。

最終選擇H2050X-S，管徑DN50的冷盤管閥門與H2040X-S，管徑DN40的熱盤管閥門，選型可行。

3、結論

變流量水系統的全面平衡保障了暖通空調系統運行中的平穩性，可調性，節能性。而電動調節閥作為系統中不起眼的一環，其對維護系統動態平衡的重要性經常被忽視。實際工程中，需要結合與電動調節閥串聯的末端設備的性質，選型并校核調節閥的工作特性，保證項目的空調效果。