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11.2 传感器和执行器


11.2.1 传感器、执行器应根据环境条件选择防尘型、防潮型、耐腐蚀型、防爆型等,并应根据使用环境状况规定传感器、执行器的维护点检周期。
11.2.2 传感器敏感元件的测量精度与二次仪表的转换精度应相互匹配,经过传感、转换和传输过程后的测量精度和测量范围应满足工艺要求的控制和测量精度的要求;传感器的安装位置应能反映被测参数的整体情况。
11.2.3 温度传感器的设置应符合下列规定:
    1 温度传感器测量范围应为测点温度范围的1.2倍~1.5倍。
    2 壁挂式空气温度传感器应安装在空气流通,且能反映被测房间空气状态的位置;风道内温度传感器应保证插入深度,不得在探测头与风道外侧形成热桥;插入式水管温度传感器,应保证测头插入深度在水流的主流区范围内。
    3 机器露点温度传感器应安装在挡水板后有代表性的位置,应避免辐射热、振动、水滴及二次回风的影响。
11.2.4 湿度传感器应安装在空气流通,且能反映被测房间或风管内空气状态的位置,安装位置附近不应有热源及湿源。
11.2.5 压力(压差)传感器的设置应符合下列规定:
    1 压力(压差)传感器的工作压力(压差)应大于该点可能出现的最大压力(压差)的1.5倍,量程应为该点压力(压差)正常变化范围的1.2倍~1.3倍;
    2 同一对压力(压差)传感器宜处于同一标高。
11.2.6 流量传感器的设置应符合下列规定:
    1 流量传感器量程应为系统最大工作流量的1.2倍~1.3倍;
    2 流量传感器安装位置前、后应有合理的直管段长度;
    3 应选用具有瞬态值输出的流量传感器;
    4 宜选用水流阻力低的产品。
11.2.7 仅用于控制开关操作时,宜选择温度开关、压力开关、风流开关、水流开关、压差开关、水位开关等以开关量形式输出的传感器,不宜使用连续量输出的传感器。
11.2.8 自动调节阀的选择应与被控对象的特性相适合,应使系统具有好的控制性能,并应符合下列规定:
    1 水两通阀,宜采用等百分比特性。
    2 水三通阀,宜采用抛物线特性或线性特性。
    3 蒸汽两通阀,当压力损失比大于或等于0.6时,宜采用线性特性;当压力损失比小于0.6时,宜采用等百分比特性。压力损失比应按下式计算:
压力损失比计算公式
    式中:Pv——压力损失比(阀权度);
              △ pmin——调节阀全开时的压力损失(Pa);
              △p——调节阀所在串联支路的总压力损失(Pa)。
    4 调节阀的口径应根据使用对象要求的流通能力,通过计算选择确定。
11.2.9 蒸汽两通阀应采用单座阀,三通分流阀不应用作三通混合阀,三通混合阀不宜用作三通分流阀使用。
11.2.10 当仅需要开关形式进行设备或系统水路的切换时,应采用通断阀,不应采用调节阀。当使用通断阀达不到温度或湿度调节要求时,应采用调节阀,调节阀的特性应符合本规范第11.2.8
条的要求。
11.2.11 在易燃易爆环境中使用的传感器及执行器,应采用本质安全型。
条文说明
11.2.1 本条规定了传感器、执行器的选用及维护的规定,为新增条文。
    工业建筑中传感器、执行器的使用环境复杂多样,传感器、执行器的设计选型需要根据使用环境的情况选择合适的型号,如防尘、防潮、耐腐蚀等。传感器、执行器应进行定期的维护检查与校正,否则无法保证控制效果,设计时需要根据使用环境的情况和所选产品的特性,规定维护点检周期。
11.2.2 本条规定了传感器精度及安装位置的要求,为新增条文。
    本条规定了传感器选型设计及安装位置设计时应注意的问题。所选择的传感器测量精度与范围应为经过传感、转换和传输过程后的测量精度和测量范围,测量精度应高于工艺要求的控制和测量精度。传感器的安装位置应能反映被测参数的整体情况,不能处于对其产生干扰的位置,如涡流区或者有局部热源、湿源、热桥的区域,在这些区域测得的参数值不能代表被测参数的整体情况。
11.2.3、11.2.4 这两条规定了温度、湿度、压力(压差)、流量传感器的选型及安装位置应满足的条件。
    实际工程中,由于忽视条文中指出的相关条款,致使以上所述参数测量不准确或根本测不出参数值的实例屡见不鲜。
11.2.5 本条规定了压力(压差)的选型及安装位置应满足的条件。
    原条文第8.2.3条第2款,压差传感器的位置“应”安装在同一标高,修改为“宜”。当压差传感器不在相同标高时,需考虑两点之间的高度差。
11.2.6 本条规定了流量传感器的选型及安装位置应满足的条件。
    本条第2款,不包括选用弯管流量计的不同要求。第4款推荐选用低阻产品,有利于水系统输送的节能。
11.2.7 本条规定了开关量传感器使用的条件。
    当设备状态监视及安全保护,如温度、压力、风流、水流、压差、水位等仅需要开关操作时,宜选择以开关量形式输出的传感器。开关量输出的传感器比连续输出的传感器结构简单、工作可靠、成本较低,所以当用于安全保护和设备状态监视为目的仅需要开关操作时,应尽量选用开关型传感器。
11.2.8 本条规定了自动调节阀的选择。
    为了调节系统正常工作,保证在负荷全部变化范围内的调节质量和稳定性,提高设备的利用率和经济性,正确选择调节阀的特性十分重要。
    调节阀的选择原则应以调节阀的工作流量特性即调节阀的放大系数来补偿对象放大系统的变化,以保证系统总开环放大系统不变,进而使系统达到较好的控制效果。但是实际上由于影响对象特性的因素很多,用分析法难以求解,多数是通过经验法粗定,并以此来选用不同特性的调节阀。
    此外,在系统中由于配管阻力的存在,压力损失比S值的不同,调节阀的工作流量特性并不同于理想的流量特性。如理想线性流量特性,当S<0.3时,工作流量特性近似为快开特性,等百分比特性也畸变为接近线性特性,可调比显著减小,因此通常是不希望S<0.3的。
    关于水两通阀流量特性的选择,由试验可知,空气加热器和空气冷却器的换热量的增加是随流量的增大而变小,而等百分比特性阀门的流量增加量是随开度的加大而增大,同时由于水系统管道压力损失往往较大,S<0.6的情况居多,因而选用等百分比特性阀门具有较好的适应性。
    关于三通阀的选择,总的原则是要求通过三通阀的总流量保持不变,抛物线特性的三通阀当S=0.3~0.5时,其总流量变化较小,在设计上一般常使三通阀的压力损失与热交换器和管道的总压力损失相同,即S=0.5,此时无论从总流量变化角度,还是从三通阀的工作流量特性补偿热交换器的静态特性考虑,均以抛物线特性的三通阀为宜,在系统压力损失较小,通过三通阀的压力损失较大时,亦可选用线性三通阀。
    关于蒸汽两通阀的选择,如果蒸汽加热中的蒸汽作自由冷凝,那么加热器每小时所放出的热量等于蒸汽冷凝器潜热和进入加热器蒸汽量的乘积。当通过加热器的空气量一定时,经推导可以证明,蒸汽加热器的静态特性是一条直线,但实际上蒸汽在加热器中不能实现自由冷凝,有一部分蒸汽冷凝后再冷却使加热器的实际特性有微量的弯曲,但这种弯曲可以忽略不计。从对象特性考虑可以选用线性调节阀,但根据配管状态当S<0.6时工作流量特性发生畸变,此时宜选用等百分比特性的阀。
    调节阀的口径应根据使用对象要求的流通能力来定。口径选用过大或过小都满足不了调节质量或不经济。
11.2.9 本条规定了三通阀和两通阀的应用。
    受阀门结构的限制,三通混合阀和分流阀一般都要求流体单向流动,因此两者不能互为代用。但是对于公称直径小于80mm的阀,由于不平衡力,混合阀亦可用作分流。
    双座阀不易保证上、下两阀芯同时关闭,因而泄漏量大。尤其用在高温场合,阀芯和阀座两种材料的膨胀系数不同,泄漏会更大。因此规定蒸汽的流量控制用单座阀。
11.2.10 本条规定了通断阀和调节阀的适用条件。
    通断阀一般具有较快的开关速度和较少的泄漏量,因此当仅需要开关形式进行设备或系统水路的切换时,应采用通断阀。本次修订补充后半句,当使用通断阀达不到温度或湿度调节要求时,应采用调节阀。
11.2.11 本条是关于易燃易爆环境中使用的传感器、执行器的规定,为强制性条文。
    本质安全型产品是按现行国家标准《爆炸性气体环境用电气设备 第4部分:本质安全型“i”》GB 3836.4标准生产,专供易燃易爆场合使用的防爆电器设备。本质安全型电器设备的特征是其全部电路均为本质安全电路,即在正常工作或规定的故障状态下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。也就是说该类电器不是靠外壳防爆和充填物防爆,而是其电路在正常使用或出现故障时产生的电火花或热效应的能量小于0.28mJ,即瓦斯浓度为8.5%(最易爆炸的浓度)最小点燃能量。
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工业建筑供暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2015
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