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)用在寫字樓、商場、高檔住宅等場合。對于水環(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)，由于水流量過小換熱器過分吸熱有可能導(dǎo)致換熱器內(nèi)部結(jié)冰，從而引起套管換熱器“爆管”。

 

  2流量開關(guān)選型

 

  為了保證換熱器得到適當(dāng)?shù)乃髁砍J(rèn)真對水管路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和水力平衡外，還必須設(shè)有水流開關(guān)來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，對水路中的各個(gè)部件要求本身的水阻要小，因此水流開關(guān)的水阻不能太大，目前常用的水流開關(guān)類型有壓差式、靶式和小型擋板式等流量開關(guān)，下面我們針對介紹各水流開關(guān)的優(yōu)缺點(diǎn)。

 

  2.1壓差式流量開關(guān)的安裝和使用

 

  壓差式水流開關(guān)是根據(jù)HVAC設(shè)備的阻力和流量的曲線設(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，通過檢測其兩端的進(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)安裝從壓差開關(guān)連接兩根銅管至換熱器的進(jìn)出口，測量其進(jìn)出口的壓差，即反映出流量。而用戶現(xiàn)場不需要安裝和接線，也就避免了靶式水流開關(guān)的安裝不準(zhǔn)確導(dǎo)致機(jī)組故障的隱患。

 

  壓差式流量開關(guān)具有流量控制準(zhǔn)確、對系統(tǒng)不再額外增加阻力、又對水管管徑?jīng)]有要求以及無水流擾動(dòng)干擾等特性，可取代任何形式的靶式流量開關(guān)作為HVAC水系統(tǒng)的流量控制，相對于靶式流量開關(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可能不盡相同，但在工廠通過測試使用固定設(shè)定點(diǎn)壓差開關(guān)，確保配置的壓差開關(guān)的保護(hù)流量值合適。建議斷開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τ谀撑_(tái)冷水機(jī)組不管你的安裝情況怎么樣，通過換熱器的水流量不達(dá)到壓差開關(guān)的復(fù)位流量（工廠配置時(shí)測試的數(shù)據(jù)，壓差開關(guān)型號(hào)不變其復(fù)位流量也不變）壓差開關(guān)就不會(huì)閉合，當(dāng)現(xiàn)場遇到不閉合的情況必定是機(jī)組外的水系統(tǒng)存在問題，沒有達(dá)到復(fù)位流量。通常是系統(tǒng)水管路阻力太大、某些閥門沒有打開、水泵沒有放空氣、過濾器堵塞和管路沒有排除空氣等情況，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人員通常沒有流量計(jì)，不可能對其安裝的水管路的流量進(jìn)行測試，如果采用靶式流量開關(guān)就很難判斷水管路的問題所在，因無法確定水管路的流量。

 

  2.2 靶式水流開關(guān)的使用

 

  靶式流量開關(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，給靶式流量開關(guān)的安裝帶來一定的難度。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，由于靶片面積大對水系統(tǒng)增加了3米水柱的水阻，對整個(gè)水環(huán)熱泵系統(tǒng)的水力平衡帶來難度，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)安裝好靶式水流開關(guān)調(diào)試時(shí)不得換成其它方式的水流開關(guān)。

 

  2.3 擋板式水流開關(guān)的使用

 

  擋板式流量開關(guān)是一種速度型的流量開關(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，減少水流通過流量開關(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關(guān)長期受水流的沖擊仍然有疲勞的問題，即使在工廠標(biāo)定好流量值的流量開關(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)。目前在國內(nèi)針對水源熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)的流量開關(guān)非常少，比較典型的是ACOL公司的WFS21系列擋板式流量開關(guān)，它是專門針對水環(huán)/地源熱泵空調(diào)機(jī)組的水流量監(jiān)控而開發(fā)的，它針對不同的管徑配有不同的擋片，每種擋片的水阻不超過0.5米水柱，相比靶式流量開關(guān)水阻已大大降低，每個(gè)擋板式流量開關(guān)都配有與水環(huán)熱泵機(jī)組水管相同的管件，現(xiàn)場只需連接上水管即可，不需對擋片做任何改變，另外擋板式水流開關(guān)的承壓大于25bar，在對水流量要求不高的水環(huán)熱泵機(jī)組是一個(gè)低成本的水流開關(guān)。

 

  3 結(jié)束語

 

  經(jīng)過在水環(huán)/地源熱泵機(jī)組上使用的反饋來看，壓差開關(guān)能有效判斷水環(huán)熱泵機(jī)組現(xiàn)場安裝的水管路的問題，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，另外水管路壓差開關(guān)沒有靶流開關(guān)疲勞破壞的風(fēng)險(xiǎn)，尤其在水管路有少量空氣時(shí)，壓差開關(guān)工作非常穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)類似靶流開關(guān)的漂浮情況，經(jīng)過多年使用的反饋未發(fā)現(xiàn)壓差開關(guān)本身有故障的情況。擋板式流量開關(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。