建筑是人类生产活动的基本场所，同时又是大量消耗能源的重要场所。大部分的既有建筑并非节能建筑，空调能耗指标高。大部分的公建项目不需要 24 小时不间断使用，而数据中心等项目虽然连续使用，但大部分时间都不处于部分负荷运行时间。智能控制阀的出现正适应了当下万物互联和十四五规划关于节能减排的需求，为满足建筑空调的高效运行和建筑节能提供了更为有利的工具。

PART1引 言

21 世纪，能源短缺是人类面临的头等大事，节能减排，防止污染是世界范围，同时也是我国中长期发展的重要目标。进入新世纪后，互联网的普及造福了许多个人、企业和国家。互联网将人、数据和物品联系起来，同时将信息转化为行动，给人们提供更有帮助更有价值的方式和内容。智能控制阀是结合了万户互联的新时代产品，用于中央空调、采暖、水处理等系统的流体控制，是集传感技术、智能执行器、调节阀于一体的压力无关型产品。沃茨智能控制阀 W-SCBV 产品通过接收 DDC 或 PLC 给出的信号（流量、能量、开度），将实测值与控制目标值相比较，进行高级 PID 算法计算，实时调节阀门开度，实现压力无关调节。产品可应用于高频率温度变化，或者能量消耗有明显峰谷值的环境下。智能控制阀直接读取实际温度、能量等变化，并实时做出调整，使管路中的流量保持稳定。

PART2智能控制阀的特点

1）由智能控制阀由电磁流量计，电动球阀阀体和智能执行器组成。

2）电磁流量计提供现场流量可视化，采集通过智能控制阀的瞬时流量和累计流量。

3）电动调节球阀采用锥形口设计，可实现流量等百分比控制特性；球阀自身具有良好的流通性能，球体关闭可实现 0 泄漏，在球面开关的同时可以对附着在球体表面的杂质起刮除作用。

4）智能控制器由高级智能控制单元（带微处理器）和电动执行器组成，可实现多种控制模式的选择（开度控制、能量控制、流量控制、温度控制）；支持 Modbus 通讯协议，数据传输距离远，抗干扰能力强，总线控制支持多个节点；参数设置可通过传统形式的电脑串口连接，也可以通过手机蓝牙通讯，下载 APP 程序来读取并控制阀门参数。

5）接线简单方便，用户只需连接RS485接口，24VAC或24VDC的电源和接地线。

 

PART3产品智能化

1）实时采集系统运行信息，实现控制阀状态信息管理功能

智能控制阀自带流量计、压差传感器，温度传感器，可提供实时信息采集，为运维人员提供可靠的设备运维依据，为设计人员提供准确的节能运行信息反馈。

2）方便地修改控制阀的流量特性

可根据用户的需求，实现不同流量特性的切换，如等百分比特性，线性特性，抛物线特性等。

3）实现 PID 控制运算

实现比例积分微分控制，具有算法简单，鲁棒性好和可靠性高的特点，可减少误差，消除静差，节省调节时间。

4）实现其他功能运算，如分程控制，非线性补偿运算等。

5）更改控制阀的作用方式

可实现开度控制，能量控制，流量控制，温度控制、压差控制等多中作用方式。

6）实现与上位机的通信，实现信息共享、故障诊断和报警。

7）可设定自锁保护功能。

8）真正意义上的自控。根据现场采集的信息对比设定的参数，由智能执行器自动调节阀门开度到设定参数。此过程无需中控室反馈信号。

PART4智能控制阀的应用

4.1

可设置在空调箱等末端设备上作为一体阀

智能控制阀可通过对比现场采集的压差信息和设计压差参数，由智能执行器自动调节阀门开度来实现设计压差，从而实现压力无关型控制，因此可设置在空调箱等大阻力末端支路。

 

 

4.2

作为平衡阀使用时，可节省平衡调试时间

我们知道，平衡阀安装在系统上，需要通过平衡调试才能真正实现系统的水力平衡，没有经过调试的平衡阀只是系统增加的阻力，不能真正解决水力平衡问题。传统的平衡阀调试复杂且耗时，目前现有的平衡调试方案可分为静态+压差方案和纯静态阀方案。

静态+压差方案：在支路的供水侧设置静态平衡阀，在该支路的回水侧设置动态压差平衡阀，两个阀之间通过一根导压管连接，其他下游支路可继续配置静态平衡阀，但不可配置压差阀。使用静态平衡阀得到设计流量，通过压差平衡阀得到控制压差，在完成调试后外网的压差波动对被控支路的影响很小。

 

纯静态方案：在系统中全部采用静态平衡阀的方案，没有压差阀。静态平衡阀设置在支路的回水侧，用来分配各支路的流量。在调试前，需要对系统上的所有平衡阀进行测量，计算并判断最不利环路，而在调试过程中，某一支路的流量改变势必会影响已经调试好的支路，同一个平衡阀需要进行多次的调试。所以对于纯静态方案来说，调试需要占用很大的时间。

 

无论采用静态+压差方案，还是纯静态方案，都需要调试人员到现场一个一个平衡阀测量计算并进行调试，这会占用很大的调试时间，对于工期来说会有较大的影响。

当设置平衡阀的位置采用智能控制阀时，可将设计流量或设计压差输入到每个智能控制阀上，然后由中控室给出各自的设计值。智能控制阀将采集的信息和输入的设计值进行对比，自动调节阀门开度，最终得到设计值，实现全面水力平衡。此阶段下，不再需要调试人员吓到现场对每个阀门进行测量和调试，将节省大量的调试时间。

4.3

用作故障诊断和运行策略调整

智能控制阀具有实时采集信息（开度、能量、流量、温度、压差等）的功能，运维人员可根据采集的信息来分析判断系统的故障，并及时排除问题。同时运维人员也可根据采集的信息及时调整运行策略，实现对系统高效控制和节能运行。

4.4

应对冬夏季工况切换流量

很多商业项目上会采用两管制设计，然后实际运行中，由于冬季夏季的工况不同，所以水力平衡调试智能满足大流量的条件，而忽略了另一个工况。也有一些设备是只在一个工况下运行，而另外的工况下是不运行的。这会应行平衡调试的准确性和适用性。我们希望得到的是符合全年工况下的水力平衡，并不是只有某个季节系统是平衡的，其他情况下就是不平衡的。

智能控制阀可以根据不同的情况切换对应工况下的设计参数，并根据切换后的输入信号自动调整阀门开度，根据工况的不同自动实现水力平衡调试。

4.5

快速找到最不利环路，便于设置变频水泵压力点位置

项目出于节能考虑，通常会考虑采用输配侧一次泵变频或二次泵变频系统，水泵变频需要确定压力点，通常压力点选取需要考虑流量和建筑所需扬程，而在相同建筑扬程的基础上，需要找到阻力最大的分支，即最不利环路。通常最不利环路是通过计算得出的，但计算值如果不考虑管路和末端设备的问题，结果是存在较大误差的。安装静态平衡阀虽然可以测得各支路流量，通过计算可以判断出最不利环路，但需要人员到现场对每个平衡阀进行测量，需要消耗较长的时间。

智能控制阀可以实时采集系统信息，通过此信息可以很快判断出最不利环路的所在，便于快速找到变频水泵压力点的位置。