浅析中大型冷水机组如何选择压差式流量开关-20130304

浅析中大型冷水机组如何选择压差式流量开关
张亚东-上海安巢在线控制技术有限公司
1、概述
目前，螺杆式及离心式中大型冷水机组使用压差式水流开关代替传统的靶式流量开关作为流量保护部件已经被越来越多的厂家认可，因为传统的靶流开关安全需要留有直管段，通常流量开关前后直管段至少都要有5倍管径，在现在房价昂贵的今天，机房的面积也就越来越小，根本不可能留有足够长的直管段让你安装靶流开关，但是工程现场许多安装在管道弯头处或者工厂安装在换热器的接管上，这都是导致靶流开关断靶片的主要原因。

对于一些冷水机组生产工厂在换热器出口安装靶流开关的这种现象（见下图），实在不敢恭维，他们以为我在工厂帮客户安装好了，现场就简单了，其实不然，你根本不知道客户管路的走向，工厂现场往往在主机出口一个弯头向上（见下图），这样你在工厂安装的靶流开关能正常工作吗？有时候我们的主机设计人员更多的要考虑工程现场的实际情况，装备的部件能适应用户的各种安装情况这样才有意义。

工程现场安装的靶流开关 （不满足直管段要求）
常见的冷冻机房（没有足够长的直管段）
工厂安装靶流开关（没有考虑用户管道的实际走向）
本文中介绍的压差式流量开关就是解决了传统靶式流量开关安装需要直管段的问题，也没有靶流开关靶片断裂的问题，也解决了靶式流量开关承压低的问题，即不会出现靶流开关波纹管断裂漏水的问题，更不会出现靶流开关微动开关锈蚀失效的问题，总之压差式流量开关是一个全面替代靶式流量开关性价比最高的不二之选，目前已经广泛应用在众多的国外一线品牌及国内一流品牌的冷水机组作为标准配置，她们已经从这种流量开关形式的更换中受益，大幅减少了维修维护费用，减少了客户投诉，提高了主机质量，提升了品牌价值。

通过这种水流开关形式的替换，增加的成本虽然很少，但收获却非常可观。

2、压差式流量开关的工作原理及选型应用
压差式流量开关的工作原理是利用换热器的阻力和流量的曲线设计的，通过检测换热器两端的进出水压差，并与该冷水机组的预先流量设定值进行比较，准确控制流量。

压差式与靶式流量开关相比它是一种精确的流量控制方式，它具有准确的流量控制值。

它可以直接安装在机组内也可以在现场安装，如果在机组内安装从压差开关连接两根铜管至换热器的进出口测量其进出口的压差，即反映出流量，而用户现场不需要安装和接线，避免了靶式水流开关的安装不准确导致机组故障的隐患。

目前大中型冷水机组主要采用壳管式换热器，壳管式换热器额定流量下的压降范围通常为10～100kPa。

目前国家大力推动节能减排，对于中央空调系统如何提高运行效率节约能源是我们研究的课题，就目前的空调系统实施一次泵变流量控制，可以大幅度减少水泵的耗电量，同时减少主机的运行的台数及运行时间，延长主机的寿命。

但是可以用作一次泵变流量的主机必须允许在较低的水流量下工作（通常允许在额定流量的30%），此时的换热器的压降只有额定流量下的20%左右，这就要求压差式流量开关在一次泵变流量的空调系统也能正常工作，而不会误报警，因此要求压差式流量开关能检测较小的压差值（通常在5～20kPa），压差式流量开关的控制精度要高（误差在±2kPa以内），控制回差要小（在5kPa以内），否则会出现流量保护后即使流量恢复正常时也很难复位。

压差式流量开关分为固定设定点和可调设定点压差式流量开关，固定设定点压差式流量开关在工厂已经设定好，工程安装现场是不能做任何改变，可以确保工厂设定的压差值不能更改，而可调设定点的压差式流量开关在工程现场可以自由调节压差值，这就要求调试人员具有一定的专业知识，否则将有可能起不到应有的保护作用。

目前，众多中央空调主机厂家都愿意选择固定设定点压差式流量开关，这样可以保证工厂设定值不会被现场改变，保证了流量设计参数，对保护主机非常有利。

过去使用的靶流开关，如果现场不能闭合，往往会调整调节螺丝使其流量减少或失效，致其失去了流量保护的功能。

如果我们从设计上避免了这种用户乱调整压差值导致保护失效的问题，无疑是减少了流量保护失效的隐患，增加了空调主机运行的稳定性。

对于可调压差式流量开关需要满足冷水机组壳管换热器的要求，同时也要满足整个中央空调系统的应用，我们在不影响主机性能的情况下尽可能让客户使用，而不是设置很多障碍，站在客户的立场上设计我们的主机，设计的主机适应性就会更好。

尤其我们在选择可调压差式流量开关时必须要充分考虑它的量程，通常我们建议使用开关的设定点在全量程的30%-70%比较合适，这个范围是开关比较稳定的，就像压力表一样，且不可使用其量程的最大或最小值，如果量程不合适建议更换合适的量程。

目前也有企业使用通常的油压差控制器作为压差式水流开关使用，首先我们知道油压差控制器的量程是否合适，是否能满足客户使用一次泵变流量的要求，承压是否足够，本身的精度及灵敏度是否能满足要求，控制回差（开关差或切换差）是否符合我们的要求，当我们考虑到这些因素后，我们就
会发现油压差控制器量程非常大，而我们实际设定的往往是最小的量程，控制回差（切换差）比较大，一般大于20kPa ，就是压差开关闭合和断开的差值，例如如果我们设定保护值（即断开值）为10kPa ，那复位值就是30kPa ，这个差值将直接影响主机的流量保护，如果这个差值很大就意味着一旦保护将会很难复位，如果把复位值降低，断开值就会非常小，主机的保护就会受到影响。

通常我们考虑断开值是保护主机的，复位值是给用户首次开机使用的，复位值越低用户使用的灵活性就越好，复位值越高用户出现一些流量不足就会导致无法开启空调主机。

所以我们在设计选择流量开关时要充分考虑用户的体验，在不影响主机正常工作的情况下最大限度的让用户得到使用的便利，也就是提高空调主机的适应性。

3、压差式流量开关的安装
对于压差式流量开关的安装，我们建议工厂安装，这样可以确保压差式流量开关正常工作，如果处于成本或安装位置等影响，也可以在现场安装，但是现场安装需要进行防呆设计，例如压差开关高低压接口可以不同，在换热器的进出口位置贴有警示标签等都可以避免安装错误。

不会因现场安装不正确导致压差式流量开关不能工作。

下图是一些主机工厂安装固定压差式流量开关的图片
工厂安装的固定压差式流量开关 （对用户管路安装无要求）
工厂标配但须现场安装的固定压差式流量开关
压差式流量开关
压差式流量开关
下图是维护保养单位，现场利用压力表口安装的可调压差式流量开关替换失效的靶流开关
4、结论
在中大型冷水机组上使用压差式流量开关代替传统靶式流量开关是大势所趋，越早更换收益就越大，它可以直接减少维护和维修靶流开关的费用，由于压差式流量开关的高可靠性，其本身的维修维护费用接近为0，从而减少主机维修费用开支，在中国几乎所有的半导体芯片工厂（中芯国际/Intel/台积电/华虹NEC 等）及台资电子厂都要求使用压差式流量开关，因为只有这样才能保证其主机全年无休的运行。

在选择压差式流量开关的类型时，需要考虑产品本身的要求外还要考虑安装公司的技术水平情况，将可能产生的失效原因考虑清楚，选择合适的压差式流量开关类型，我们始终认为产品的质量更多来自设计质量，只有设计工程师树立正确的质量观，站在生产、安装、维修和使用等不同的角度去审视你的设计，放大客户的问题，解决客户的问题，才能设计出具有竞争力的产品。

任何设计的产品都是给用户使用的，如果我们设计的产品能降低对客户的要求，提高产品的适应性，这就是客户想要的。

失效的靶流开关
可调压差开关
可调压差开关。