什么是数字阀？/ What is Digital Valve?

大家好，我是科特力文的文文，很高兴又和大家见面了！

上次文章《数字阀替换机械阀，真正实现全面水力平衡》中提到，现在的大多数项目都采用了变流量系统，但若要节能还得保证水力平衡。令人遗憾的是，为此而安装的机械压差阀和动态平衡电动调节阀（一体阀）是“糊弄人”的产品，根本不可能实现系统平衡（具体原因请参考前期文章）；幸运的是，科特力文研发出了具有自主知识产权的KV88和KV89系列数字阀（Digital Valve），在实际使用中能够真正地实现水力平衡。

Fig. 1 科特力文数字阀

以上是上期内容的简单回顾。今天我们继续谈谈有关数字阀的话题。

我们知道，随着现代技术的飞速发展近年来在暖通空调领域也出现了许多新名词和新产品。其中一项就是数字阀（Digital Valve），在行业内应用前景广阔，取代屡遭诟病的机械阀和动态平衡电动调节阀（一体阀），平衡效果“立竿见影”，能够真正地实现全面水力平衡。那么，这是个什么产品呢？

首先，这里所讲的数字阀（Digital Valve）包括数字旁通阀（Digital By-pass Valve，简称DBPV）和数字压差阀（Digital Differential Pressure Valve，简称DDPV）两种。之所以称为“数字阀”，是因为这类产品采用了先进的微处理器和专业的智能算法，具有相当的“思维或大脑”，是数字化时代的产物。显然传统产品是不具备这些特征的。

关于数字阀的组成，可以简单地分为三部分：控制器、执行器和阀体。

Fig. 2 数字阀的组成

以上三部分组成了一套数字阀。其中，控制器是“大脑”，执行器是“肌肉”，阀体是“骨骼”。

当然，智能产品还得有测量功能，否则无法进行智能控制，所以数字阀（Digital Valve）还配备了传感器。传感器通常都是外置的，安装在阀门的外面，但科特力文的数字阀把传感器集成在了内部，从外面是看不到的。这是科特力文公司的一项专利技术，也是产品的一个显著特征。

那么，传感器内置有什么好处呢？

1）测量稳定：集成在产品内部，抗干扰能力要比外置的强很多，测量结果自然更加稳定可靠；

2）安装简单：外置传感器在现场需要专门地布线和供电，还得配电源，电源还得有控制箱……而如果是内置设计，这些就全部省掉了。

不难看出，内置设计的数字阀不但测量效果稳定，而且安装使用也方便。

另外，传感器外置还有个缺陷是传感器与控制器之间的距离不确定，有时在现场安装得近一些，有时安装得远一些……这就造成了测量信号在传输过程中的衰减程度不一致，影响控制器的精确调节。

以上是我们对数字阀的一个大致了解。接下来，让我们谈谈数字阀在项目中用在哪些地方。

首先要谈的是数字旁通阀（DBPV，Digital By-pass Valve）。

在制冷机房的分水器和集水器之间都需要安装压差旁通阀。这个阀对系统的安全运营非常关键，因为它负责主供回水管路之间的压差恒定。如果主管路之间的压差异常，就会发生管道爆裂或/和设备损坏（如水泵、主机、仪表）等事故。数字旁通阀（DBPV）就是为了满足这个需求而设计开发的，安装在分集水器之间。如下图所示。

Fig. 3 数字旁通阀

除此之外，有些场合需要维持定流量控制，当负载关闭或管路发生异常时旁通阀必须自动打开，像这样的场合也可设置数字旁通阀（DBPV）。

关于压差旁通阀这里有一点值得强调，那就是在项目验收的时候务必检查是否能够正常工作（设定压差、实调压差、阀门是否动作）。曾有某地铁项目设三十多个站点，每站至少一台压差阀，但运维公司接手后发现竟然无一台能够动作……实在令人悚然，当初怎样通过验收？

接下来要谈的是数字阀里面的数字压差阀（DDPV，Digital Differential Pressure Valve）。

数字压差阀（DDPV）和传统的自力式压差阀（机械压差阀）的使用目的没有不同——实现动态压差平衡。只不过数字压差阀（DDPV）可以真正地调节压差并实现平衡，而机械压差阀只是个“摆设”。压差阀通常布置在三个地方：立管分支处、空气处理机组（AHU）和风机盘管（FCU）。

• 立管分支处：立管内的压力随着楼层升高而降低。为了保证各支路的压差恒定，在每层的分支管路的回水管上安装数字压差阀（DDPV）。（注：如果分支管路仅连接一台空气处理机组，则数字压差阀可以安装在机组处）

Fig. 4 数字阀的应用-立管分支

• 空气处理机组（AHU）：为了保证电动调节阀的调节效率，必须保持阀门和机组的供回水管路之间的压差恒定。为此，在供水管安装电动调节阀，在回水管安装数字压差阀（DDPV）。

Fig. 5 数字阀的应用-空气处理机组

关于AHU上的电动阀，最初的时候只有一个电动调节阀。后来发现在压差（ΔP）不稳定的情况下调节阀的调节效率低下，于是就出现了“自力式压差阀+电动调节阀”的组合方式。从一个阀变成了两个阀且自力式压差阀的价格昂贵，导致投资“大幅”增加，于是又出现了简化版，即“一体阀”。把两者“合二为一”，全称为“动态压差平衡电动调节阀”。其实，自力式压差阀依靠“弹簧和膜片”的形变而调压，本身就十分粗略而难以实现精准平衡，更别说打了折的“一体阀”了。

现在进入数字化时代了，数字压差阀（DDPV）的诞生正当其时！

• 风机盘管（FCU）：空调末端的风机盘管，在供水管安装节能电动二通阀（注：执行器带有三根线缆的节能，两根线缆的二通阀不节能），在回水管安装数字压差阀（DDPV）。这样的设计可以保证末端回路压差恒定，不受管网压力波动的影响。

Fig. 6 数字阀的应用-风机盘管

当然，考虑到FCU数量较多，若每个盘管都配置数字压差阀（DDPV）会造成投资偏大，文文建议在部分位置（如重点或关键区域）设数字压差阀，这样可以兼顾功能性和经济性。

关于风机盘管（FCU）上的电动阀，目前市场还有用“动态平衡电动二通阀”。其实，“动态平衡电动二通阀”是小口径的“一体阀”，其所谓的“动态压差平衡功能”也是依赖于内部的“弹簧和膜片”，不但实现不了设计所要求的动态平衡而且还增加了管道阻力。“一言以蔽之”，徒增阻力罢了。

Fig. 7 小口径“一体阀”-徒增阻力

更为甚者，“动态平衡电动二通阀（一体阀）”的价格不菲且数量庞大，一个项目往往要用到上千个甚至数千个，所以这是一种十分“坑人”的产品。文文强烈主张节能型的电动二通阀就可以满足绝大多数的需求，而在小部分对环境条件要求特别高的场合采用“节能电动二通阀+数字压差阀”的组合方案。

以上是我们这次学习的内容。欢迎各位老师批评指正，我们下期再见！

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