隨著流體工業數智化、網絡化的深入推進，行業融合應用的縱深拓展，傳統的流體控制手段不足以滿足日漸嚴苛的行業發展需求，作為流體輸配系統的重要控制部件，“閥門”成為有關產業在高質量發展建設中的重要關注部分。

自2004年發布的第一代智慧閥門產品起，哲達科技實現了閥門智能傳感、智能控制與智能物聯的等多種功能應用，產品歷經十數年的應用迭代與持續升級，有力推動了流體工業輸配系統的高能效、數智化發展。

日前，公司最新推出第五代智慧閥門，創新集成實現產品的“高效輸配數字化”、“水力平衡智能化”、“泵閥節能一體化”和“能源管控數智化”等價值應用，今天小編就跟大家介紹下這款智慧流體節能產品~~

高效輸配數字化

智慧閥門產品嵌入部分傳感器，通過虛擬測量與高級算法的應用，能夠實現管網多參數智能感知，包括閥位、壓力、壓差、溫度、溫差、流量、能量等流動參數的智能測量。在標準使用工況下，流量測量精度達到2%以內，可有效滿足高標準、多層次的用戶管理需求。

圖1 管網測量參數

智慧閥門產品內嵌的智能控制器，通過對管網各項狀態參數、閥門工作參數(調節閥位、平衡閥位)、閥門工作狀態的實時檢測，進行運算和分析，并將這些數據集中上傳至智慧流體云平臺，使管理人員能實時掌握系統輸配管網的運行狀態，確保輸配系統管網的高效輸配數字化。

圖2 ZETA智慧流體云平臺

水力平衡智能化

暖通空調系統中，水力不平衡是近40年來一直難以徹底解決的“老大難”問題。水力不平衡導致系統流量分配不合理，熱量不合理，不僅會帶來能耗的大幅增加，更會埋下嚴重的系統安全隱患。暖通空調系統變流量時，應用智慧閥門的輸配管網能夠輕松實現動態水力平衡。即：系統各個末端的流量發生變化時，應用智慧閥門壓力無關型的動態平衡控制，不會引起其他支路或相近末端過流或欠流，避免了動態熱力與動態水力的失調問題，可保證每個末端的最佳流量或者合理能量需求，維持用戶的舒適性。

智慧閥門可以將實時采集到的溫度、溫差、流量、壓力和壓差信息，通過內嵌的管網智能平衡控制算法，與各支路設定的最佳運行流量進行比較，自動計算出各智慧閥門在當前工況下的開度，再通過改變各支路管網阻尼實現按需分配和智能平衡，解決動態水力失調和熱力失調問題，實現“水力平衡智能化”。

與傳統管網水力平衡控制方案相比較（傳統管網水力平衡控制方案、智慧閥門管網水力平衡控制方案如圖3所示），智慧閥門的智能化水力平衡方案通過產品的管網水力平衡功能，可進一步降低輸配系統管網阻力，同步降低水泵運行所需要提供的揚程，在滿負荷工況的條件下即可節能35%，同時可實現管網流體參數動態可視化監控，對加強水力平衡、熱力平衡、能源分配一體化控制具有重大意義，提高系統能效10~30%、保障管網安全運行。

圖3 滿足末端用戶需求時不同平衡方案

圖4 基于智慧閥門的管網水力平衡控制系統

泵閥節能一體化

在保證管網動態平衡控制和末端需求的前提下，通過智慧閥門與水泵轉速調節耦合聯動，可同時降低水泵流量、揚程，最大程度發揮變頻技術的節能潛力。

泵閥一體智能控制策略，主要通過2個步驟實現：

STEP1：動態尋找不同支路上最大開度的智慧閥門，定義該支路為最不利環路。（實現步驟如圖5所示） 

STEP2：根據最不利環路所需的揚程和其管網所需的流量進行水泵的最小阻力變頻控制，實現輸配管網系統的節能。（實現步驟如圖5所示）

STEP1:動態尋找系統最不利環路

STEP2:泵閥一體策略（最小變揚程策略）

圖5 泵閥一體變頻策略

眾所周知，暖通空調系統大部分時間均處于部分負荷工況。

例如：正常情況下，暖通空調系統運行所需用流量為96 m3/h，水泵揚程為75kPa。關閉一個末端設備（灰色表示），系統需用流量變為64m3/h，此時可以對水泵進行降頻運行，以節約水泵輸配能耗。

運用傳統變頻方案（定壓變頻或定揚程變頻方式）時，系統流量變化，但水泵揚程保持不變。如下圖所示：水泵流量由96 m3/h下降至64m3/h時，水泵揚程仍為75kPa，此時水泵輸配能耗的最大節能空間僅為25%（定壓變頻時，水泵效率會降低8%左右）。

圖6 變頻方案對比

應用智慧閥門，在滿足末端設備流量需求不變的情況下，水泵流量變為64 m3/h的同時，水泵揚程將從56kPa變為45kPa，此時水泵輸配能耗的節能空間能夠達到46%。

能源管控數智化

在傳統的能源管理系統中，統計區域熱量或冷量的消耗量時，需在管道上加裝能量表，或高精度流量計、傳感器，并結合PLC等控制系統才能測量或計算出該區域的冷量或熱量，此種方法安裝部署繁瑣且實現成本較高。

智慧閥門產品自身具備流量測量、溫度測量以及積分等功能，可直接測量計算出管道內的熱量或冷量，并通過自帶的通訊協議將數據傳輸至能源管理系統，在保證精度與系統可靠性、降低成本的同時，有效提升能源管控的數智化水平。

圖7 能源管理系統應用

此外，在智慧閥門的使用過程中，當所控設備的溫差下降至設定值之下，將觸發最小溫差/能量限制程序，阻止溫差進一步下降，避免大流量小溫差現象的發生，進一步節省能源費用，有效實現系統的智能化管控。

圖8 最小溫差/能量限制

作為哲達科技具有自主知識產權的智慧流體節能產品，智慧閥門已累積了多項專利，并先后獲得“國家重點新產品”、“國家重點節能技術推廣目錄”、“中國專利優秀獎”、“浙江省優秀工業新產品新技術一等獎”等多項重大榮譽。近年來在低碳智慧城市與綠色智能工廠等領域取得了廣泛應用，其中建筑節能方面應用包括廣州地鐵、深圳地鐵、武廣高鐵、京滬高鐵、浙江省兒童醫院、沈陽創新天地、重慶江北機場等等，為實現流體輸配系統節能與安康一體化管控提供了重要智慧支持。