数字压差旁通阀（DBPV）

在楼宇中央空调水系统，制冷机房内的分水器和集水器之间需要安装压差旁通阀。该阀门可以随着供水管和回水管之间的压差变化而相应地调节开度以保持供回水管之间的压差恒定。压差旁通阀除了具有提高运营效率和降低能耗的作用外，还能确保制冷机组及水泵等相关设备的安全运行，避免压力过高而造成设备损坏。安装在旁通管路的压差阀主要分为机械阀和数字阀两种。机械阀的代表产品是机械压差阀，也称为“自力式压差阀”。

图-1

 

如图-1所示，机械压差阀的主要部件包括阀体、阀芯、膜片和弹簧等。其原理是将供水侧的水（高压端）引入膜片下方，产生向上的推力P1，该作用力有增大阀门开度的趋势；另一导压管将回水侧的水（低压端）引入膜片上方，产生向下的作用力P2，该作用力的趋势是减小阀门开度；同时，膜片上方的弹簧(图中红色点画线表示，用的是锥形弹簧）受到压缩变形而产生向下的作用力Ps，其趋势也是减小阀门开度。当三个力达成平衡时，存在P1=P2+Ps。

  如果要增加供回水管之间的压差设定值，可以顺时针旋转手轮以加大弹簧的压缩量，相当于增大弹簧作用力Ps，这样就可以增加压差设定值。

  机械压差旁通阀的优点是无需额外的动力源（如电源或气源），完全依靠介质的压力和弹簧力的作用而实现平衡。但这种产品有个明显的缺点，那就是无法精确地设定压差。通过旋转手轮或螺栓设定压差（这样可以改变弹簧预紧力）时，理论上转动不同的圈数就能得到相应的压差，但该对应关系的理论特性与实际情况通常相去甚远，往往是转到头了也无法得到期望的设定值。由于压差设定这一步就无法做到精准，自然实际运行时的调节精度也就无从谈起。

  为此，据文文所了解，有许多项目的机械压差阀在现场干脆不做调试和设定，客户知道即使来了做调试也不过是“装装样子，走个过场”而已。这样的结果是业主虽然花了压差阀的大价钱却没有得到应有的功能，反而还增加了水阻提高了能耗。这样的案例不胜枚举...

  造成这种状况的因素是多方面的，但其中一条重要原因是产品的材料特性不能保持一致，如弹簧和膜片的性能（如弹性系数、硬度等参数）在产品开发阶段和后续生产中很难保持一致，在不同批次生产的产品之间也难以一致...

  由于机械旁通阀的控制精度问题，造成了在实际应用中经常出现“旁通阀从来没有动作过”的现象。甚至有的项目都发生事故了，旁通阀也一直“无动于衷”（管道堵塞但水泵仍在运转，造成压力过高而管道爆裂）。

  鉴于机械旁通阀很难正常工作的情况，现在越来越多的项目改用数字旁通阀（Digital By-pass Valve)。这种新型阀门包括控制器、执行器和阀体三部分。控制器具有测量管路压力和输出控制信号的功能，执行器提供动力驱动阀体，阀体具有等百分比流量特性，按执行器开度位置调节流通截面。

图-2

 

控制器的工作原理是（参考图-3）：在控制器的线路板（序号4）上设定好压差值；控制器的底壳（序号5）上有两个取压口，分别用来连接供水管（序号1，高压端）和回水管（序号2，低压端），通过集成在控制器内部的压力传感器（序号3）测量供回水之间的压差，然后由微处理器（属于线路板4）对实测压差和设定值进行运算分析后输出相应的控制信号到执行器，执行器调节阀门的开度。序号6是产品的上盖。

图-3

 

显然，上述控制器具有测压和控制两种功能，此外还可以为执行器提供电源（220Vac或24Vac/dc）。控制器、执行器和阀体三者安装组合在一起，简便紧凑，节省空间。

  数字旁通阀（DBPV, digital by-pass valve）的一大特点是操作简单，设定压差非常容易且不存在设定误差 （用按键输入数字，零误差）；同时压差测量精度高达±0.25%，完全可以满足楼宇空调系统的应用需求。

此外，无需分别安装传感器和控制器，因为这两者已集成在了一起，并且控制器可以安装在阀体上。这样就省却了在现场寻找安装空间和布线的麻烦，使用起来更加方便。如图-4所示，数字旁通阀（DBPV）的管路配置如下：