摘要：介紹水源熱泵機(jī)組水流量保證的方法、擋板式/壓差式水流開(kāi)關(guān)在水環(huán)/地源熱泵機(jī)組水系統(tǒng)的應(yīng)用。

 

  關(guān)鍵詞：水環(huán)地源熱泵機(jī)組  壓差式流量開(kāi)關(guān)  精確流量控制

 

  1概述

 

  水環(huán)和地源熱泵是目前發(fā)展最為迅速的空調(diào)類(lèi)型，它以應(yīng)用的靈活性和高效節(jié)能的特點(diǎn)廣泛應(yīng)用在寫(xiě)字樓、商場(chǎng)、高檔住宅等場(chǎng)合。對(duì)于水環(huán)熱泵機(jī)組可以結(jié)合冷卻塔和低品位熱源組成一套大型的水環(huán)熱泵系統(tǒng)，這樣的水環(huán)熱泵系統(tǒng)一般少則幾百臺(tái)，多則幾千臺(tái)水環(huán)熱泵機(jī)組，如此龐大的系統(tǒng)，對(duì)水系統(tǒng)的水力平衡要求非常嚴(yán)格，否則將有一些水環(huán)熱泵機(jī)組不能得到它要求的水流量，將可能導(dǎo)致夏季運(yùn)行時(shí)制冷系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)冷凝壓力過(guò)高而機(jī)組頻繁啟停，以致壓縮機(jī)發(fā)生故障，冬季運(yùn)行時(shí)，由于水流量過(guò)小換熱器過(guò)分吸熱有可能導(dǎo)致換熱器內(nèi)部結(jié)冰，從而引起套管換熱器“爆管”。

 

  2流量開(kāi)關(guān)選型

 

  為了保證換熱器得到適當(dāng)?shù)乃髁砍J(rèn)真對(duì)水管路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和水力平衡外，還必須設(shè)有水流開(kāi)關(guān)來(lái)確保水流量下降后停止壓縮機(jī)，這是一個(gè)非常重要的保護(hù)器件，如果在每臺(tái)機(jī)組上不安裝水流開(kāi)關(guān)在冬季將可能導(dǎo)致?lián)Q熱器凍壞。由于水環(huán)熱泵水系統(tǒng)較為龐大，出于節(jié)能和系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定的考慮，對(duì)水路中的各個(gè)部件要求本身的水阻要小，因此水流開(kāi)關(guān)的水阻不能太大，目前常用的水流開(kāi)關(guān)類(lèi)型有壓差式、靶式和小型擋板式等流量開(kāi)關(guān)，下面我們針對(duì)介紹各水流開(kāi)關(guān)的優(yōu)缺點(diǎn)。

 

  2.1壓差式流量開(kāi)關(guān)的安裝和使用

 

  壓差式水流開(kāi)關(guān)是根據(jù)HVAC設(shè)備的阻力和流量的曲線(xiàn)設(shè)計(jì)的。我們知道HVAC設(shè)備的換熱器有其阻力與流量的性能曲線(xiàn)，通過(guò)檢測(cè)其兩端的進(jìn)出水壓差，并與該裝置的預(yù)先設(shè)定值進(jìn)行比較，就可以準(zhǔn)確控制流量。

 

  壓差式與靶式流量開(kāi)關(guān)相比它是一種精確的流量控制方式，它具有準(zhǔn)確的流量控制值。它直接安裝在機(jī)組內(nèi)，避免用戶(hù)安裝不正確的情況出現(xiàn)。如果在機(jī)組內(nèi)安裝從壓差開(kāi)關(guān)連接兩根銅管至換熱器的進(jìn)出口，測(cè)量其進(jìn)出口的壓差，即反映出流量。而用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)不需要安裝和接線(xiàn)，也就避免了靶式水流開(kāi)關(guān)的安裝不準(zhǔn)確導(dǎo)致機(jī)組故障的隱患。

 

  壓差式流量開(kāi)關(guān)具有流量控制準(zhǔn)確、對(duì)系統(tǒng)不再額外增加阻力、又對(duì)水管管徑?jīng)]有要求以及無(wú)水流擾動(dòng)干擾等特性，可取代任何形式的靶式流量開(kāi)關(guān)作為HVAC水系統(tǒng)的流量控制，相對(duì)于靶式流量開(kāi)關(guān)它可以避免水泵氣蝕引起的假流量（實(shí)際流速很大，但水中混有空氣而實(shí)際流量并不大），因而可廣泛應(yīng)用在使用釬焊板式換熱器、套管式換熱器水環(huán)/地源熱泵機(jī)組水流量控制并兼有部分防凍保護(hù)的功能。

 

  對(duì)于水環(huán)/地源熱泵機(jī)組使用的釬焊板式換熱器或套管式換熱器其壓差與流量的曲線(xiàn)可能不盡相同，但在工廠通過(guò)測(cè)試使用固定設(shè)定點(diǎn)壓差開(kāi)關(guān)，確保配置的壓差開(kāi)關(guān)的保護(hù)流量值合適。建議斷開(kāi)流量大于額定流量的50％，復(fù)位流量建議小于額定流量的80％。

 

  經(jīng)過(guò)工廠配置好具有合適的動(dòng)作和復(fù)位值的壓差式流量開(kāi)關(guān)可以作為檢查水源熱泵機(jī)組外的水系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝是否正確的一個(gè)重要依據(jù)。因?yàn)閷?duì)于某臺(tái)冷水機(jī)組不管你的安裝情況怎么樣，通過(guò)換熱器的水流量不達(dá)到壓差開(kāi)關(guān)的復(fù)位流量（工廠配置時(shí)測(cè)試的數(shù)據(jù)，壓差開(kāi)關(guān)型號(hào)不變其復(fù)位流量也不變）壓差開(kāi)關(guān)就不會(huì)閉合，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)遇到不閉合的情況必定是機(jī)組外的水系統(tǒng)存在問(wèn)題，沒(méi)有達(dá)到復(fù)位流量。通常是系統(tǒng)水管路阻力太大、某些閥門(mén)沒(méi)有打開(kāi)、水泵沒(méi)有放空氣、過(guò)濾器堵塞和管路沒(méi)有排除空氣等情況，提示安裝人員去檢查并逐項(xiàng)解決，有著指導(dǎo)作用。因?yàn)榘惭b人員通常沒(méi)有流量計(jì)，不可能對(duì)其安裝的水管路的流量進(jìn)行測(cè)試，如果采用靶式流量開(kāi)關(guān)就很難判斷水管路的問(wèn)題所在，因無(wú)法確定水管路的流量。

 

  2.2 靶式水流開(kāi)關(guān)的使用

 

  靶式流量開(kāi)關(guān)是將靶片安裝在水管中，水管內(nèi)流動(dòng)的水沖擊靶流片使之彎曲變形，從而帶動(dòng)微動(dòng)開(kāi)關(guān)輸出控制信號(hào)給模塊機(jī)組控制器，告知有水流可以啟動(dòng)機(jī)組。

 

  由于水環(huán)熱泵機(jī)組的水管管徑比較小，給靶式流量開(kāi)關(guān)的安裝帶來(lái)一定的難度。通常靶流片安裝有三種狀況：一是不動(dòng)作，二是卡在管子上部不能回復(fù)，三是正常。安裝非常好的情況與水管的管徑和安裝人員的經(jīng)驗(yàn)非常有關(guān)，管徑越大靶式水流開(kāi)關(guān)的一次安裝準(zhǔn)確率越高，即使安裝成功，由于靶片面積大對(duì)水系統(tǒng)增加了3米水柱的水阻，對(duì)整個(gè)水環(huán)熱泵系統(tǒng)的水力平衡帶來(lái)難度，另外也導(dǎo)致系統(tǒng)的水流量下降，在實(shí)際中我們遇到一些已經(jīng)安裝好靶式水流開(kāi)關(guān)調(diào)試時(shí)不得換成其它方式的水流開(kāi)關(guān)。

 

  2.3 擋板式水流開(kāi)關(guān)的使用

 

  擋板式流量開(kāi)關(guān)是一種速度型的流量開(kāi)關(guān)，它是靠水的流速?zèng)_擊擋片，水的流速越大作用在擋片上的力也就越大，作用在擋片的力使擋片發(fā)生位移從而觸發(fā)控制信號(hào)。目前擋板式流量開(kāi)關(guān)可以根據(jù)水流量的大小設(shè)計(jì)擋板，減少水流通過(guò)流量開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的水阻力，減少水系統(tǒng)壓頭損失，但由于擋板式流量開(kāi)關(guān)長(zhǎng)期受水流的沖擊仍然有疲勞的問(wèn)題，即使在工廠標(biāo)定好流量值的流量開(kāi)關(guān)也會(huì)發(fā)生設(shè)定點(diǎn)飄移，通常在保護(hù)流量值不要求精確的地方使用，即用于水管內(nèi)的水流突然中斷的斷流保護(hù)。目前在國(guó)內(nèi)針對(duì)水源熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)的流量開(kāi)關(guān)非常少，比較典型的是ACOL公司的WFS21系列擋板式流量開(kāi)關(guān)，它是專(zhuān)門(mén)針對(duì)水環(huán)/地源熱泵空調(diào)機(jī)組的水流量監(jiān)控而開(kāi)發(fā)的，它針對(duì)不同的管徑配有不同的擋片，每種擋片的水阻不超過(guò)0.5米水柱，相比靶式流量開(kāi)關(guān)水阻已大大降低，每個(gè)擋板式流量開(kāi)關(guān)都配有與水環(huán)熱泵機(jī)組水管相同的管件，現(xiàn)場(chǎng)只需連接上水管即可，不需對(duì)擋片做任何改變，另外擋板式水流開(kāi)關(guān)的承壓大于25bar，在對(duì)水流量要求不高的水環(huán)熱泵機(jī)組是一個(gè)低成本的水流開(kāi)關(guān)。

 

  3 結(jié)束語(yǔ)

 

  經(jīng)過(guò)在水環(huán)/地源熱泵機(jī)組上使用的反饋來(lái)看，壓差開(kāi)關(guān)能有效判斷水環(huán)熱泵機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)安裝的水管路的問(wèn)題，能徹底避免水流量少造成換熱器凍壞的情況，也可以保護(hù)由于水過(guò)濾器堵塞造成的水流量下降時(shí)換熱器凍壞的情況，另外水管路壓差開(kāi)關(guān)沒(méi)有靶流開(kāi)關(guān)疲勞破壞的風(fēng)險(xiǎn)，尤其在水管路有少量空氣時(shí)，壓差開(kāi)關(guān)工作非常穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似靶流開(kāi)關(guān)的漂浮情況，經(jīng)過(guò)多年使用的反饋未發(fā)現(xiàn)壓差開(kāi)關(guān)本身有故障的情況。擋板式流量開(kāi)關(guān)安裝在水環(huán)熱泵機(jī)組水系統(tǒng)中，可避免水源熱泵機(jī)組在運(yùn)行中突然水流中斷（如冷卻水泵意外停止或每一個(gè)空調(diào)機(jī)組的供水電磁閥突然關(guān)閉或其它意外水流意外中斷等）造成機(jī)組異常高壓保護(hù)或?qū)е聣嚎s機(jī)故障，對(duì)于制熱時(shí)突然的水流中斷有可能造成換熱器凍壞，造成不必要的損失。