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无尘车间工程节流型和单风道型变风量末端装置

作者: 深圳市中净环球净化科技有限公司发表时间:2021-09-29 17:09:30浏览量:519

无尘车间工程的节流型末端和单风道型变风量末端装置 1. 无尘车间工程的节流型变风量末端装置 节流型变风量末端装置主要由箱体、控制器、风速传感器、室温传感器、电动调节风阀等部件组成。 节流型 VAV Box 的...
文本标签:无尘车间工程,变风量末端装置结构,变风量末端装置技术特性

无尘车间工程的节流型末端和单风道型变风量末端装置

1. 无尘车间工程的节流型变风量末端装置

节流型变风量末端装置主要由箱体、控制器、风速传感器、室温传感器、电动调节风阀等部件组成。

节流型 VAV Box 的风量调节原理较为简单。通过限流板来控制阀门开度,直接调节送风量。

节流型 VAV Box 是最基本的变风量末端装置,它通过改变送风通道的截面积来调节送风量,其工作特点是:能根据室内冷、热负荷的变化自动调节送风量;同时具有定风量送风的功能,不会因系统中其他风口风量调节而导致的风道静压变化引起该装置送风量的再变化。对于节流型 VAV Box 要避免节流调节时产生噪声及扰乱正常的室内气流组织。

节流型 VAV Box 又分为以下基本类型:百叶型 VAV Box、文丘里型 VAV Box 和气囊型VAV Box。百叶型 VAV Box 的调节原理是通过调节风阀的开度来调节风量:文丘里型 VAVBox 的调节原理是在一个文丘里式的简体内装有一个可以沿轴线方向移动的锥形体,通过锥形体的位移改变气流通过的截面积来调节风量;气囊型的调节原理是通过静压调节气囊的膨胀程度达到调节风量的目的。

其他如风机动力型、双风道型、旁通型等都是在节流型的基础上变化发展起来的。

在暑季的空调区域冷负荷发生变化时,文丘里型 VAV Box 装置内的锥形体由电动或气动执行机构通过锥形体中心的阀杆水平移动调节,改变文丘里式筒体中气体流通截面面积,来调节送风量的大小。维形体中心的阀杆与弹簧组成的结构,可以完成定风量的功能。

空气阀变风量末端风量调节更接近线性,而线性调节性能通常也正是变风量系统所希望的。

无尘车间工程

2. 无尘车间工程的单风道型变风量末端装置结构和技术特性

由美国妥思空调设备公司生产的一种TVS 型号的单风道 VAV Box 箱体的主要技术性能及参数如下:

1)箱体折边上安装有吊挂孔。

2)工作温度为1050℃。

3)由 DDC 控制送风量。

4)可控制风量调节范围(最大 10:1)。

5)内装差压传感器,可精确调整风量。

6)通过风阀可实现完全切断气流。

7)箱体材料为镀锌钢板,采用内衬矿棉作消声部件,风阀为镀锌钢板,密封圈采用EPDM(三元乙炳)橡胶。

8)入口接管内装有一个输出平均压差值的传感器(风速传感器,用于检测流经变风量装置的风量),由此传感器测出的动压差可计算出实际的风量。房间温控器的功能是通过调节安装在 VAV Box 上的风量控制器(DDC)来调节风量,DDC 控制程序中已设定好送风量在给定的最大值和最小值之间变化。压差传感器上测量的有效压差值通过压差变送器转变为风量调节器的输入电信号,风量调节器将此实测值与原设定值做比较,若比较结果出现偏差,则通过执行器调节风阀,保证在不同风道压力下精确调节风量。

VAV Box 上的重要组件有压差传感器、风阀阀片、压差变送器、执行器、房间温控器(由用户配置)和风量控制器。

单管型 VAV Box 是结构相对比较简单的末端装置。单管型末端是压力无关型末端,内部不设动力装置无能耗。在入口管内装有测量流量和传递信号的压差流量传感器。末端空气调节阀的选择很多,可采用单叶式调节阀、对开多叶式调节阀或蝶阀等。为降低因节流产生的噪声,在箱体内衬吸声材料。末端在出口段设有多出口箱,与多个送风软管相连接。有些末端出口可达 6~7个。

单管型末端根据室温设定值与室温实测值的偏差计算设定风量值,再根据风量设定值与风量实测值的偏差来控制风阀开度,通过控制末端阀门的开度来调节空调房间的送风量,随着房间冷负荷的增加,阀门开大增加送风量,房间冷负荷减小时,阀门关小减小送风量。单管型变风量末端适用在全年只有冷负荷需求的空调房间。单管型变风量末端是结构最简单无能耗的末端装置,而且它的价格较低,对于国内的大型无尘车间工程,单管型变风量空调系统是降低无尘车间能耗和成本的较好选择。

3.对无尘车间工程的单风道 VAV Box 的技术特性要求

1)具备空气流速测量的功能。空气流速测量管的作用是通过测量不同风速下的全压和静压,将全压和静压差值传送给控制器的压力传感器,控制器通过运算将这些压力信号转换成为流量值参数。空气流速参数的测量值的准确性对于压力无关型变风量末端的控制精度有极重要的影响;空气流速测量管有一字测量管和十字测量管两种形式。

2)流通截面尺寸的精度要求。变风量末端的空气流速测量及尺寸要满足一定的精度要求。流通截面尺寸和风速传感器在保证有较高的测量精度基础上,流量值的计算才较为准确。

3)气密性要求。箱体气密性和阀板气密性满足一定的精度要求。

4)风阀扭矩的要求。风阀驱动器的驱动轴的扭转阻力小,对于小扭矩的执行器,也能满足使用要求。

5)风阀流量的线性特征。风阀开度与空气流量关系具有线性特性,能够满足控制器内置软件数学模型或预先设定的程序曲线的要求。中净环球净化可提供GMP车间、洁净车间、洁净实验室的咨询、规划、设计、施工、安装改造等配套服务。

6)阀片阀轴。阀片阀轴的尺寸及精度与配套的风阀执行器尺寸匹配;阀片阀轴设计合理不易松脱。

7)控制箱。变风量箱配有接线盒可以保护控制设备和组件有一个安全的空间;控制箱的尺寸能满足所有控制设备及组件有足够的安装位置且保证有足够的接线和检修空间;控制箱有各个方向的出线孔。

8)再热装置。一部分 VAV Box 如有再热功能需求时,可以将再热装置安装到箱体中,对控制器来讲,不管是电热型还是热水型再热装置控制输入点数要和所使用的 DDC 控制器的输出点数匹配,既保证控制精度,也不需要额外增加控制点。

4. 无尘车间工程的单风道变风量末端风速传感器的安装位置

一种型号为 35E 的单风道变风量末端,该末端装置配备有一个标准单叶阀,所有进风口为圆形,所有的圆形进风口都有一个凸型密封圈来保证进风管的紧密连接,在出风口上配置了一个插接式连接器以便快速安装。该末端装置在进风口的中心位置有一个十字型风速传感器作为标配,用于测试平均气流量和(能根据压力信号得到)感应气流量。有些末端装置在一次风入口处设置均流板,使空气能比较均匀地流经风速传感器,保证装置的风量检测精度。

该末端装置还可以进一步地选配多种功能配置,如电加热或热水加热器等。一般情况下,变风量末端装置调节风量的风门驱动器的轴在 VAV Box 箱体侧壁外,电源电路、DDC 控制器和执行机构等设置在箱体外侧的控制箱内。现在很多 VAV Box 产品,将风阀驱动器的驱动轴和 DDC 固连在一起。

无尘车间工程

5. 无尘车间工程的单风道型高速变风量末端装置和低速变风量末端装置

随着单风道型变风量末端转置技术的发展,出现了两个不同的流派;欧美流派的高速变风量末端装置和日本为代表的低速变风量末端装置。两种末端装置都采用了多叶对开平板叶片凤阀,不同的是欧美流派的变风量空调系统用高速风道,日本的 VAV 系统用低速风道。低速风道的风管多为矩形,因此日本的变风量末端控制箱几乎全为矩形入口。而高速风道是采用圆形入口,因此欧美风格的变风量末端控制箱几乎全为圆形入口。

欧美流派的压力无关型变风量末端控制箱均采用了皮托管风速传感器,日本流派的压力无关型变风量末端控制箱无一采用皮托管风速传感器。日本各变风量末端控制箱厂商产品采用的风速传感器主要有超声波、霍尔效应电磁式风速传感器等。

日本的变风量末端装置生产厂家的设计工程师没有采用皮托管风速传感器的原因是他们认为:皮托管凤速传感器易堵塞:皮托管风速传感器不能测量低风速。日本的支风管风速一般设计值为 46m/s,因此采用低速变风量末端装置和所用风速传感器是匹配的。而欧美流派的高速变风量末端装置在一段高速风管中的最高入口风速达到 1215m/s

欧美流派的部分高速变风量末端装置,其特点是均采用皮托管式风速传感器;一次风入口风速较高;既有单风道型又有风机动力型末端装置。

日系风格的低速变风量末端装置,特点是无一采用皮托管式风速传感器;一次风入口风速较低;只有单风道型末端装置。

6. 无尘车间工程的单风道型变风量末端装置最大风量和最小风量设定

变风量末端装置调节风阀的运行范围受空调设计确定的最大风量和最小风量的限制。对于各种形式的单风道型变风量末端装置,生产厂商均提供了特定的风量设定范围,进行设备选型时必须要考虑这个风量设定范围。更具体地讲,对于每一个单风道型变风量末端装置,都有其最大和最小风量,在系统调试时需将这两个参数编写到执行器的控制程序中。风量设定范围也是单风道型变风量末端装置控制特性的内容之一,无加热环节的末端和有再加热环节的末端,在最大和最小风量范围设定的情况基本是相同的。

在实际无尘车间工程应用时,变风量末端装置设计最小风量必须大于装置的最小风量设定界限;设计最大风量必须小于装置的最大风量设定界限。

7. 无尘车间工程的单风道无再热型末端和单风道热水再热型末端

1)单凤道无再热型末端的控制工作特性。单风道无再热型是最简单的一种 VAV Box,室内温度控制器直接控制 VAV Box 的电动凤阀的开度。

2)单风道热水再热型末端的控制工作特性。

在夏季,无须供给热负荷,热水再热型末端的作用和控制同无再热型变风量末端是相同的。但是到了冬季,需要满足空调房间的热负荷需求,热水盘管中要流入热水,向空调房间送出热风,因才对控制系统来讲,还要控制热水电动阀开度。

单风道再热型变风量末端多用于无尘车间工程的外区,在有热负荷需求的冬季工况中使用。一般情况下,用于外区的再热型变风量末端和用于内区的无再热型变风量末端是同一个风系统供风,为兼顾内区和外区的供风,就要按照一定的规律进行控制。为满足内区要求,系统送风温度低于室内温度,对于内区是合理的,但对于外区的控制过程需满足:当室温低于设定值时,控制风阀开度减小,减少冷风量供给。当送风量减至最小设定风量时,如果室温继续降低,则要打开热水阀为热水盘管供给热水对冷风进行加热,通过控制电动两通阀的阀门开度对外区温度进行调节,实际上单风道再热型变风量末端工作于冬季(供热)工况中,保持风阀为最小开度(实现最小送风量),如果供热盘管的热水流量达到最大(对应的电动两通阀阀门开度达到最大),但外区温度仍然低于要求温度,说明送风量不够,又要增大送风阀门开度增大送风量。

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