工業(yè)4.0時(shí)代，流體行業(yè)數(shù)智化、網(wǎng)絡(luò)化逐步深入，融合應(yīng)用縱深拓展。作為流體輸配系統(tǒng)的重要控制部件—“閥門”在產(chǎn)業(yè)在高質(zhì)量發(fā)展過程中所起的作用日益凸顯。

歷經(jīng)十余年的持續(xù)應(yīng)用迭代與升級(jí)，哲達(dá)科技最新推出第五代“智慧閥門”，創(chuàng)新集成“水力平衡智能化”、“高效輸配數(shù)字化”、“ 泵閥節(jié)能一體化”和“能源管控?cái)?shù)智化”等價(jià)值應(yīng)用，為智慧閥門系統(tǒng)應(yīng)用提供了更為堅(jiān)實(shí)、廣闊的應(yīng)用場景！

智慧閥門

智慧閥門是ZETA自主研發(fā)的基于CFD流量模擬計(jì)算、嵌入式軟件、傳感技術(shù)、智能控制器、調(diào)節(jié)閥與執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)電一體化的新一代電子式閥門裝置，具有壓力、壓差、溫度、溫差、流量、能量等管道流體參數(shù)的智能測量、智能控制和網(wǎng)絡(luò)通訊的集成功能，以測量、管網(wǎng)算法、智能調(diào)節(jié)等實(shí)現(xiàn)流體輸配的智慧化、高效化。

應(yīng)用價(jià)值1：水力平衡智能化

在系統(tǒng)各個(gè)末端的流量發(fā)生變化時(shí)，智慧閥門產(chǎn)品，將實(shí)時(shí)采集到的溫度、溫差、流量、壓力和壓差信息，通過內(nèi)嵌的管網(wǎng)智能平衡算法，與各支路設(shè)定的最佳運(yùn)行流量進(jìn)行比較，自動(dòng)計(jì)算出各智慧閥門在當(dāng)前工況下的開度，再通過改變各支路管網(wǎng)阻尼實(shí)現(xiàn)按需分配和智能平衡，防止出現(xiàn)動(dòng)態(tài)水力失調(diào)和熱力失調(diào)。

不同的管網(wǎng)水力平衡控制方案如圖1所示，雖然方案1和2均能保證管網(wǎng)平衡，但是方案2通過智慧閥門的管網(wǎng)水力平衡功能，可進(jìn)一步降低管網(wǎng)阻力，相應(yīng)的降低水泵所需要提供的揚(yáng)程，在滿負(fù)荷工況即可節(jié)能35%。

滿足末端用戶需求時(shí)不同平衡方案

應(yīng)用價(jià)值2：高效輸配數(shù)字化

智慧閥門產(chǎn)品自帶傳感器可實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)多參數(shù)測量：閥位、壓力、壓差、溫度、溫差、流量、能量等實(shí)時(shí)值及流量、能量累計(jì)值。在正常使用情況下，流量測量精度達(dá)到3%以內(nèi)，能量測量精度在5%以內(nèi)，完全滿足用戶管理需求。

管網(wǎng)測量參數(shù)

應(yīng)用價(jià)值3：泵閥節(jié)能一體化

在管網(wǎng)動(dòng)態(tài)平衡控制和保證末端需求的前提下，通過智慧閥門與水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)耦合聯(lián)動(dòng)，可同時(shí)降低水泵流量、揚(yáng)程，最大程度發(fā)揮變頻技術(shù)的節(jié)能潛力。

泵閥一體智能控制策略，主要通過2個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)：首先尋找不同支路上最大開度的智慧閥門，并定義該支路為最不利環(huán)路；然后，根據(jù)最不利環(huán)路所需的揚(yáng)程和管網(wǎng)所需的流量進(jìn)行水泵的最小阻力變頻控制，實(shí)現(xiàn)輸配管網(wǎng)系統(tǒng)的節(jié)能。（實(shí)現(xiàn)步驟如圖所示）

眾所周知，空調(diào)系統(tǒng)大部分時(shí)間處于部分負(fù)荷工況。例如：關(guān)閉一個(gè)末端設(shè)備，系統(tǒng)需用流量變?yōu)?4m3/h，此時(shí)可以對(duì)水泵進(jìn)行降頻運(yùn)行，以節(jié)約水泵輸配能耗。

傳統(tǒng)變頻方案為定壓變頻（定揚(yáng)程變頻）方式，系統(tǒng)流量下降，但揚(yáng)程不變。如下圖所示：水泵流量由96 m3/h變?yōu)?4 m3/h，但水泵揚(yáng)程仍為75kPa，此時(shí)水泵輸配能耗的最大節(jié)能空間僅為25%（定壓變頻時(shí)，水泵效率會(huì)降低8%左右）。

應(yīng)用智慧閥門，在滿足末端設(shè)備流量需求不變的情況下，水泵流量變?yōu)?4 m3/h的同時(shí)，水泵揚(yáng)程從56kPa變?yōu)?5kPa，此時(shí)水泵輸配能耗的節(jié)能空間為46%。

應(yīng)用價(jià)值4：能源管控?cái)?shù)智化

智慧閥門產(chǎn)品自帶控制器通過對(duì)管網(wǎng)各項(xiàng)狀態(tài)參數(shù)、閥門自身工作參數(shù)(調(diào)節(jié)閥位、平衡閥位)、閥門工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)檢測，進(jìn)行運(yùn)算和判斷，并將這些參數(shù)集中上傳至水系統(tǒng)管理平臺(tái)（或ZETA智慧流體云平臺(tái)），便于管理人員在線監(jiān)控水系統(tǒng)輸配管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，確保輸配管網(wǎng)在調(diào)試及運(yùn)營時(shí)期的管控便利，讓輸配管網(wǎng)告別黑洞、徹底透明化。

智慧閥門在智慧空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用

為實(shí)現(xiàn)智慧空調(diào)系統(tǒng)管網(wǎng)水力平衡，防止出現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)冷熱不均，水泵能耗過高等水力失調(diào)現(xiàn)象，空調(diào)水系統(tǒng)必須設(shè)計(jì)配置平衡閥。通過平衡閥的合理配置及運(yùn)行，空調(diào)水系統(tǒng)的流量、壓力等能夠滿足用戶實(shí)際需求，同時(shí)可有效降低水泵能耗、提高冷機(jī)運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行。

ZIPC56電子式動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥

應(yīng)用安裝：空調(diào)機(jī)組、新風(fēng)機(jī)組等回水管。

功能說明：根據(jù)控制系統(tǒng)（如BA系統(tǒng)DDC或PLC）發(fā)出的控制信號(hào)，閥門可實(shí)現(xiàn)空調(diào)機(jī)組/新風(fēng)機(jī)組冷熱水流量的動(dòng)態(tài)平衡控制。動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)閥具有等百分比流量特性，能夠消除外界管路系統(tǒng)的波動(dòng)對(duì)控制回路流量的影響，保證控制系統(tǒng)的溫度和室內(nèi)房間溫度的舒適性。

ZTAP56電子式動(dòng)態(tài)壓差調(diào)節(jié)閥（支路壓差）

應(yīng)用安裝：定壓差控制系統(tǒng)或設(shè)備，例如：樓層水平支路、立管，分（集）水器支路。

功能說明：根據(jù)控制系統(tǒng)（如BA系統(tǒng)DDC或PLC）或者現(xiàn)場就地對(duì)閥門設(shè)定的目標(biāo)壓差值，通過人工智能運(yùn)算，閥門自動(dòng)調(diào)節(jié)閥位保證實(shí)際壓差與目標(biāo)壓差相等并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制。通過各支路壓差平衡閥的共同作用，最終實(shí)現(xiàn)各支路相互之間的動(dòng)態(tài)水力平衡，不會(huì)存在因過流或欠流導(dǎo)致的冷熱不均現(xiàn)象。

ZTAP56電子式動(dòng)態(tài)壓差調(diào)節(jié)閥（壓差旁通）

應(yīng)用安裝：分、集水器之間的壓差旁通控制。

功能說明：根據(jù)控制系統(tǒng)（如BA系統(tǒng)DDC或PLC）或者現(xiàn)場就地對(duì)閥門設(shè)定的目標(biāo)壓差值，通過人工智能運(yùn)算，閥門自動(dòng)調(diào)節(jié)閥位保證實(shí)際壓差與目標(biāo)壓差相等并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定控制分、集水器之間的冷熱水旁通量。當(dāng)末端用戶對(duì)冷凍（熱）水流量需求過小時(shí)，壓差旁通閥根據(jù)測得的壓差值自動(dòng)調(diào)節(jié)閥門開度使部分冷凍（熱）水經(jīng)過旁通管直接返回，在保護(hù)冷水機(jī)組的同時(shí)，可提高冷水機(jī)組運(yùn)行能效，實(shí)現(xiàn)中央空調(diào)系統(tǒng)安全節(jié)能運(yùn)行。

智慧閥門在智慧供熱系統(tǒng)應(yīng)用

智慧閥門產(chǎn)品是多種平衡閥和調(diào)節(jié)閥的有機(jī)統(tǒng)一，可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)平衡、動(dòng)態(tài)流量平衡、動(dòng)態(tài)壓差平衡及動(dòng)態(tài)平衡電動(dòng)調(diào)節(jié)的所有功能，具有流通能力大，阻力小、不堵塞等特點(diǎn)，可有效解決供熱管網(wǎng)水力失調(diào)、室溫冷熱不均等問題，實(shí)現(xiàn)熱源控制一體化、管網(wǎng)智能化、終端用戶信息化，為智慧供熱系統(tǒng)打造提供強(qiáng)有力地支持。

實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水力平衡輸配：

針對(duì)供熱管網(wǎng)系統(tǒng)冷熱不均的現(xiàn)象，通過在供熱管網(wǎng)各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)（如各樓棟入口、各樓層支管等）安裝智慧閥門，將監(jiān)測到的流量、壓力、壓差、溫度、溫差等數(shù)據(jù)傳輸?shù)街腔酃芫W(wǎng)平臺(tái)中央監(jiān)控電腦，由管理人員對(duì)每個(gè)區(qū)域的用水、用熱情況和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，給出合理的控制目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)供熱能量的按需分配。

實(shí)現(xiàn)分時(shí)分區(qū)控制：

針對(duì)24h運(yùn)行的公共建筑（學(xué)校、辦公大樓），在晚上或者某個(gè)長時(shí)間段內(nèi)沒有人的特點(diǎn)，通過在熱力入口安裝智慧閥門，采取分時(shí)分區(qū)控制，降低建筑在無人時(shí)間段的能耗。

換熱站溫控：

為了做到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行且保證供熱質(zhì)量，通過對(duì)各二次供熱系統(tǒng)的溫度檢測、分析，結(jié)合外界干擾因素（室外天氣溫度），算出最佳的供水溫度，通過智慧閥門調(diào)節(jié)一次管網(wǎng)流量，使二次供水溫度接近于它的設(shè)定值，這樣在供熱系統(tǒng)滿足用戶需求量的前提下，保證最佳工況。

智慧閥門在工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)應(yīng)用

目前工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)高能耗的一個(gè)重要原因是對(duì)于末端設(shè)備的流量采用不正確的方式來保證末端設(shè)備的流量。在一個(gè)復(fù)雜的循環(huán)水系統(tǒng)中，多個(gè)末端設(shè)備處于并聯(lián)狀態(tài)，如果不解決好流量平衡控制問題，往往會(huì)出現(xiàn)距離水泵近的設(shè)備，流量超過實(shí)際正常工作的流量，而距離水泵遠(yuǎn)的末端，流量則無法滿足工藝正常運(yùn)行的要求。為了使得遠(yuǎn)端的設(shè)備擁有足夠的流量，一般都采用增大系統(tǒng)總流量的方法。此時(shí)，如果遠(yuǎn)端設(shè)備的流量達(dá)到要求，近端設(shè)備的流量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)，造成能量的巨大浪費(fèi)。所以，為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)，我們必須從技術(shù)上解決復(fù)雜管網(wǎng)系統(tǒng)中末端設(shè)備的水力不平衡問題。

對(duì)于循環(huán)水系統(tǒng)，其目的是對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行冷卻，所以衡量末端設(shè)備是過流還是欠流的標(biāo)準(zhǔn)是末端設(shè)備的運(yùn)行溫度是低于還是高于規(guī)定的安全運(yùn)行溫度值。同時(shí)由于設(shè)備的運(yùn)行溫度和循環(huán)水的回水溫度有著確定的聯(lián)系，所以可以通過循環(huán)水回水溫度來判定末端的流量是否合適。

通過采用ZETA自主研發(fā)的智慧閥門，實(shí)現(xiàn)壓力、壓差、溫度、溫差、流量、能量等管道流體參數(shù)的智能測量、智能控制和網(wǎng)絡(luò)通訊的集成功能，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)：

1）根據(jù)負(fù)荷變化實(shí)現(xiàn)流量自適應(yīng)控制；

2）流量動(dòng)態(tài)平衡按需分配；

3）降低工藝循環(huán)水總體流量和揚(yáng)程。

作為哲達(dá)科技具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智慧流體節(jié)能產(chǎn)品，智慧閥門已累積了多項(xiàng)專利，并先后獲得“國家重點(diǎn)新產(chǎn)品”、“國家重點(diǎn)節(jié)能技術(shù)推廣目錄”、“中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)”、“浙江省優(yōu)秀工業(yè)新產(chǎn)品新技術(shù)一等獎(jiǎng)”等多項(xiàng)重大榮譽(yù)。近年來在低碳智慧城市與綠色智能工廠等領(lǐng)域取得了廣泛應(yīng)用，其中建筑節(jié)能方面應(yīng)用包括廣州地鐵、深圳地鐵、武廣高鐵、京滬高鐵、浙江省兒童醫(yī)院、沈陽創(chuàng)新天地、重慶江北機(jī)場等等，為實(shí)現(xiàn)流體輸配系統(tǒng)節(jié)能與安康一體化管控提供了重要智慧支持。