次泵系统与一次泵变流量系统优缺点、设计要点及控制逻辑

一次泵变流量系统（VPF）

1、控制方式

冰机控制

负荷测定：蒸发器的流量和温差

冷量调节：

与活塞机组的介跃调节不一样，离心冷水机组的控制是根据实际需求负荷的大小来控制压缩机的运行状态，最终通过改变导叶开度的大小来控制。改变导叶开度的大小，可调节制冷剂循

环流量，控制蒸发温度，调节制冷量，最终达到加载、卸载，控制出水温度的目的。这种调节可实现无级连续调节，可精确调节到负荷要求，精密控制出水温度。模糊逻辑根据温度误差（与设定值的偏差）和变化速度求出所需的加载/卸载量，从而将冷水温度控制在设定的范围内。导叶电机根据4〜20mA的电流输入信号，每0.3 %地增加或减小导叶的开启度，这样的调节足以保证经导叶调节后流量的连续性，实现无级调节。加载时，导叶开启度增大；卸载时导

叶开度减小。高精度的导叶连续调节可精确控制水温在土0. 3 C以内。见图2。控制系统根

据温度偏差值和温度变化速度来确定是否需要加载、卸载或保持容量不变。见表1。

M I加载、卸载和保持判断我

在接近系统的安全阈值时，会进行加载或卸载限制。图3示出了出水温度控制的循环。

图3:出水温度控制循环图

“ 一T”代表系统控制

“一-”代表控制系统实施操作后有可能引起的现象如图3所示,系统控制和实施控制操作

后而需要的进一步控制形成封闭循环。控制操作的实施最终通过导叶开并增大或减小来完

成。控制系统经过综合使导叶维持在某一开启度进行制冷或达到安全限而关机。

例如机组刚开机过程的加载过程，在电流限制的同时导叶由小逐渐开大，冷水温度不断下降,

达到制冷的目的。当机组达到负荷后，出水温度已达到或低于设定点的温度，这时进行卸载过程,导叶逐渐关小，出水温度基本维持不变，电流逐渐减小，最终维持在部分负荷运行。如果负荷过低，使机组导叶关小到某一值时，排气温度达到保护限，控制导叶不能继续关小（或导叶已关到最小），则导叶维持该状态运行，出水温度将进一步下降，当下降到低于出水温度设定点3 C以下时，则机组由控制系统控制进行安全关机。或进入再循环运行模式控制。

冰机加减机：

加机（4种方式？）：

1.冷冻水系统供水温度T si高于系统设定温度T ss并持续一段时间

2.压缩机运行电流百分比（适用于出水温度精度要求高的场合，需要注意机组出力和运行

电流不符合的情况）

3.计算负载

4.如运转中主机已达最大流量，则须加开一台主机（发生机率不高）。

2. flow* △ T

3. 系统流量

如图21.1所扃三台冷滦弭毎台额定就最为G”进出水温度设定为rem v,肖负樹上升时，水泵跟踪末端负荷.加大转速.増加流虽*便系统供水温度I 升到过彼定值7匸・則持续■段时间.另一台冷冻机被加上去.可以看出# 当加机前只存一台机組运行时，机組蒸发爲流僅含増加到1.25G 。・大丁•机级额定流 ft 可见水泵和机纽的控制定分开的.当另一台机组加上去厉，答自承押50% 的茨此

加机的蚪一种控制方法是，通过机房通用控制器扶得乐缩机运行电流与税定电激之比F 玮，把丿注和设定值进行比较，一般设定值为90%.肖大于设定值.并冃持续一段时IW*则另一台机组会投入使用*

减机控制以压缩机电流为根据.将毎台机组运行电渝百分比/%的和除以运行机组台数M-＞如果鮒到的商小于设定值铁3%）,则关、台机组。按以下公式计執

例：2台机组运疔、压缩机电流为额定电漁的40%则

花这种情况下关闭-诒机绡°

加减机逻辑：冷冻站管理器将监测供回水总管的温度，同时监测冷机的负荷。当水系统的计算冷负荷达到运行冷机额定制冷量的

80% （可调），并持续20分钟（可调），

则冷冻站管理器将增开站房内下一个可用的运行时间最短的制冷单元。当水系统的冷负荷低于运行冷机的总名义额定制冷量的

20%并持续20分钟（可调），冷冻

站管理器将根据启动顺序或者运行时间，选择关闭适当的制冷单元。

水泵控制

减机:

1.依压缩机电流百分比

（％殳定

%RLA 运行机组）

运行机组台数 1）

-10^0 +

40% ~ -1 ~

= SO%S90%

现有配置会监视系统内末端机电设备的运行、

冷单元之间故障切换有实时准确的判断。

故障等状态，从而对制冷单元的启用选择和制

水泵控制依据：压差为主（用户侧压差控制，最好是最不利处用户，各回路都是并联，有区

别吗），温差为辅的空调冷冻水控制。（应该是压差控制或温差控制？）

水系统采取ill差控制，水泵调节处于t动狀态•负荷的变化反映到供回木餐萤，引起ifi差的变化，水泵侧根据温差调节转速，改变流*.而压普控制的系绫，冃户根据负荷爛节水■,用户的调节反映劉压差上.水泵再根据陋差调节水尿，水泵业在被动状遞.

冷水变流最采取定淑差控制和聚不利瑞圧差控制，X节能效果不同.后咅存存电动二通禍的节断作用，会引妃整个系统管路詩性曲线发生变化.节能效果比前音左.虽然整个系统变水僦稈麼相等，由于调节的是不同的用户，最不利殊压差控制的节能效果也会不同，节能率很难确定。

通过安装在冷冻水管供回水压差传感器测量供回水之间的压差，与设定压差比较，采用PID

运算策略，调节冷冻水泵转速满足系统流量：

水泵加减台数方案：

目前，确定泵组运行台数的一般原则为台数最少原则，即单台泵可以满足使用需求，则不使用多台泵；在多台泵并联的泵组系统中，两台泵可以满足使用需求，则不使用三台泵，以此类推。传统的加减载模式为当运行中的泵组均升至最大频率时，则将泵的数量加载一

台；运行中的泵组均降至（设定）最小频率时，则将泵的数量减载一台。在加载或减载泵

时，加载泵的频率由零开始逐渐增加，其他泵的频率由最大频率逐渐减小，直至所有泵的频

率达到最优运行频率为止；减载泵时，剩余泵的频率由最小频率逐渐上升，直至所有泵的频

率达到最优运行频率为止。

在实际应用中，即使有的并联泵组运行台数的确定不遵从台数最少原则，也多与其它相关设备开启的台数相关联。比如中央空调冷冻水系统，开启冷水机组的台数与开启水泵的台数相同，这种由机组数决定水泵数的被动模式不能保证泵组的效率最高，因此不是最优方法。现有技术中变频泵组台数的确定方法一般效率低，耗能高，无法满足目前节能减排的需

求。另外，传统模式下的变频泵组在加载和减载时，与正常变速控制逻辑（即泵组正常工作下满足压差、流量或温度等需求的控制逻辑）衔接困难，泵组频率的震荡幅度大，工作点的

确定耗时长，一般需要5分钟甚至更长时间，严重影响泵组的使用性能、可靠性以及寿命，同时降低泵组的工作效率。

旁通阀控制

回水总管流量控制或冰机前后压差控制

2、一次泵变流量系统应用中需注意的问题：

2.1、冷水机组的流量变化范围

为防止蒸发器结冰、水流由湍流变为层流、水流对铜管的冲蚀，一次水流量必须在一定范围内。因此需要选择最小流量尽可能低的冷水机组。蒸发器最小流量由蒸发器的类型、回程以及管束尺寸决定。通常机组效率越高，机组蒸发器流量变化的范围就越窄。目前离心机的最小流量一般都能达到设计流量的30％左右。

冷水机组最小允许水流量：一般要小于设计流量的50%。（目前离心机最小允许流量可以达

到设计流量的30%，本项目离心机是多少？本项目没有相关参数，据了解约克和特灵的最小允许流量可以达到设计流量的30%）

2.2、冷水机组的允许冷水流量变化率

由于蒸发器中水流量的较快变化能引起控制不稳定和压缩机的回液与停机，应尽量选择可允许流量变化率值高的机组。在一般的一次泵变流量系统中，允许流量变化率应取25％-30 ％，这意味着加载一台冷水机组后（假定流量变化50%），大约1. 5min系统就可以稳定运行。

冷水机组能承受的水流量变化率，即每分钟的水流的改变量，% full flow/min ：一般推荐

25~30%。（目前各生产厂商推荐的流量变化率差异较大，每分钟2% -30 %不等，本项目离心机

是多少？本项目没有相关参数，据了解约克和特灵的最大流量变化率可以达到50%）

2.3、注意水系统流量的测量与旁通控制

供回水干管上加设一旁通调节阀，该阀是保证冷水机组蒸发器侧的流量不低于其最小流量要求，确保冷水机组的正常运行。阀的调节是依据检测的流量信号而进行，因而对流量的检测必须准确。一般

选择测量精度较高的电磁流量计为宜，同时应注意定期标定、校正；此外，阀的调节需快速，为满足流量与阀门的开度成线性关系以及考虑到阀门的实际流量特性，选择等百分比特性的调节阀为宜。

2.4、注意系统周转时间。

一般情况下冷水机组厂家会提供一系统周转时间，设计时应对整个水系统周转时间进行计算，校

核是否大于厂家所给的值。若系统周转时间长，说明该系统利于机组控制的稳定，否则.需采取改

善措施。

2.5、精确的控制系统

3、系统优缺点

特点:

1.与二次泵系统关键区别是旁通管的作用改变（二次: 调节供回水压差; 一次: 保证机组的最小流量）

2. 冷冻水流量的控制和冷量的控制是分开独立的

3.流量计和控制系统是必不可少的

优点:

1 节能

2降低初投资

3减少机房面积

缺点与问题

（设计与运行中的问题）:

1系统实施、调试增加难度

2蒸发器水流量突然变化

加机的时候容易出现问题

3使用同型号同压力降的机组时, 系统运行会比较好

4需要更加复杂的控制系统

5需要同时控制机组的负荷调节和水量调节阀

6更加复杂的旁通控制

7冷水机组分级启停控制复杂

8可能出现的故障

9專用控制器。（配合節能軟體） 10需精確的PID控制閥。

11需要更精準的控制系統及調節冰水主機、控制閥及pump順序控制。

12更長的試車時間。

13完整的教育訓練。

一次定流量二次变流量系统

1、控制方式

二次泵系统的负荷调节

3二次泵系纯的负荷调节

二密為魄一^殳水量系统，逋fl改变循环水量实现对用户的曲制节。幣见的娈水量谓节方送有台数调节和变楚调节

两种t

3A台数谓节

传统一七煤寮统的占数^节轅多采ffl圣压控軌二枚泵系垃的台数调节三要炙用凉量拄粧在控制惰度较高的场合

多采用负荷控制。

羞JE控制是利用水泵并联特性哇练横定一个供国水压力的波动询围，当负荷变化引起管阳浣量改要时，供回水压力也随之按輒当超过设定值时坤泵，当低于设罡下限值时诫泵°

凑童柠制是根懈桥管內水谛•的方向和大小控制水泵及相对应冷机的开停。当用户负荷下隆，二袄诜

量诫少时，一次左莹垃剩，桥管内转水曰供水菽向回水。当忘呈人于单泵沆量110^,关丙一台冷机及粕

应水泵；当用户负荷增加，一货流量出观不足，桥管内冷水逆向凉动。当汰量大于单泵痂量20%时，开启-台水泵及相应的冷机。提前卄启拎的啲W的是为避务二欢供水温度出现较大披动•

图4风机盘管制冷量与淙量关系

图4为空调系统常见耒端设备风机盘管的制冷量与流旨的关系哥叫由十末端设备抑恃性具如瞄性

掩点卩肿，当流量需艮诚壬一台水泵时.并非意味着用尸负荷也船汪一台冷机Si，因此.在控制要求较

高彼场合应采用勺荷控制。负荷拎制果诵过冷测一次傅供叵水管上的洱雜刘汽量计算徉到需令量.当需冷

量阵至相当于一台｝轴I的吝量R、••停一台水恙及加应的冷机。较之流量控制，负荷控制可有效解决止丿J、热

力工况不协调的问题⑴。

32变速跻

二次泵药稈克服的關力^括营网、斋管、平衛阀及拎制阀等。在定避变水童系统中.当沱量诚少肘, 菅网、盘管及平切网的压力降也减少，但循环亲扬程不仅没有降低，反而还有所盾加，二者之间的左隹就必须由控制阀（一通阀）来负担，见冬5・因此，定連变水量系统的节能敦具并不明虽在极低负荷时，

柠制阀会医压差过大失控，使讨苗冷水谊过务骨。

HUS

零5走速变木兮系统独紹阀上的圧笄变化

采用水泵变速诃节肝以克思上述弊端〉当负荷述少时.诵过改变水套转楚使扬程和涂童诚少.可以获復明显的节能戒里.考虑殳频器豉率和屯机戟热尋囚君艮速谓节应肓亍最仕转速限制（-般为额定

转慄的3X o 当负荷变化范盛较大时.韦来月多泵4联变i 朿调节实现节奄活行。

召6是丿附不同运行方式下的泵功率爼员荷变化的曲线.定水童系统水泵运行工记点不克泵功率不笺单泵定速系统仅靠二通阀的节流谓节，水泵功率王化不九多泵芟速系统在低©荷时怫霸U 撇丈

的节能疳力。

图6不同运行方式下的水泵功玄苛比

4水泵变速调节的控制曲线

根懈m 烷律，相似工况点处水泵功率与其转速的三次方戚正比.在忽跑静扬稈时.系统曲线t 的穴加拟工况点，漑相似定律。在吏速麦水量系统中，水泵支速谒节常釆眇亘压塞制，控制曲践与系

统曲线不垂合.因比水泵功率与转速也不祝三认方定:律”

图7是水泵变速谓节恒定压差控胡倍酸闾於关系.水泵杨程自恒定圧差和可支压差两部分组成, 恒定圧差印汪差传感器控制回路，虫盘管、平噺阀刘控制阀组成，其值不随谎量变化改可变压差为输配钢汗降.肯管冈盜量平方成正比。由管网曲线向•■平移〜恒定压差即浮柠制曲线。由囹厂以看匕

恒定压差越小.系统的节龍效臬就越好。

3200

"厂

-O-逻水虽亠组妖是it —Cflca ；

+“琬 f-参只变&

100 90 60

10 20 X 40 50 00 70 80 00 100

图7才、泵交連调节的控制曲线

霜韦m 艮图7中桶:曲线和器诗用户负荷比例变化条沖下得刘EF1—条平均曲线。例如当系统流皇诡少50%B 寸，系统内各用戶流星需未均为50% .在实际申.用户负荷是按各自需求确定的，各用户

流量交化也很少能够保拦一致.

飞面以图8为例，计算系统在不同负荷分布不叵控制方式下序需的水泵扳程"为简化分析.计算中

假设用户设计负商相等.且用淡虽师用户负荷变化。计豆结皋见表1及图9。

不同负淘分布不同控制方式F 水泵所需的扬程（单位kPa ）衷1

流量

用户6处定压差

用户】处走丘羞

负荷莫中于近端

负荷集中于远

端

比例负荷

0 m* / h 48 00 48 00 48 00 84 00 45 nr / h 4S.67 58 57 49 65 S4 66 90 m 3 Hi 50.91 71 67 54 66 86 67 135 m 3/h 55.34 83 55 63.00 90 00 180 m 3 / h 63.67 92 52 7467 94 68 225 曲 h

78.71 100.68 89.67 100.97 270 mb h

108.00

图9中，OP 为水泵曲绕OQ 为系统曲线I OAN 为远站定压差、员荷集巾亍酬的控制曲线$ OCN 为远雌压

差、负仃集中于迅瞬控制曲线：OBN 力比例员债变化吋册控剖曲线；由曲线OANCO 组成的計闭区域即为远端定:圧差空制时系统工近点的交化范囲ODM 为近端走汪差控制曲线「

12kPj 3kPa 3kPj 8kPj 3kPj 3kPa

图S 带有6个相同梯的空调水系统图

、

——

皿

144

ioe

¥ 18

通吐述x tfitS,可以得岀叹下結怖

◎系统近端主压差时，水泵扬低需求仅盛决于负荷大小而丄负荷分币无夬迈疑压差乩木泵杨程需农不仅耳负荷丈

小有矢，还与员荷廿布有关.

②陥用户全开戒金关阿申工况外’远般压差时系#蹶程需求较酬时小，系统运彳我为节这杲因为刊註玉弄戎袞纷

鼻目最犬的軒殳扬程，

®禁统逝端定压差比岸户负荷集中于近端时系统滩需求较比例负荷时小，负荷集中于乖端喺统畅程塞求較比例贡

荷对大.这是囚为应帧荷需要的输逹毙耘从

结论

柱仝凋支严■量系撓设计札国内常釆用分集水器压诽通控制钧一初泵系绑酣卜常采印带桥管苗二次泵系死本文丼二娠宾统琢味负荷谓节及圧垂揑制稠面［了探讨.帶出以下詰论］

二钦泵系统通过设這桥管，不仅有效地解决了】轴血违负荷变毓量的矛启‘而且翊了系黠■部分水力工况陶贰同

时具有分布式水一泵水刀稳宦性蚱的特点.；

当供待系统容量较犬目旬荷瓷化范醉宽时.采用多泵井联变速运斤可肓效降ift 运秆t 镰，在怅负荷时

系纟舟另晟保

n 45 90 135 ISO 225 210 m/k

哥9不同輛户负荷分配时的控制龍线

捋较高的就率’

水泵调速采用远端^定压差控制时.扇统具有最大朗可变瞬.运行魁敏近端压差控制费小，远端压善控制的杨毘需求不仅与负荷夫小肓关，还与负荷分布有头

冰机控制

冷量调节：同上（出水温度是检测一次侧还是二次侧？）用于单机的冷量调节应该是一次

冰机加减机（台数控制，一般说的加减载也是是台数加减？）：

1流量调节（常采用）：

塔机控制:桥管内冷水逆问阚L且当趣t于单泵渣量20%时#开启一台水泵及相应的冷机• ；sflue制：当需冷童降至（单台冷水樨且额詡冷功率当前运行台数耳1）且维持2分mt. 停止—台冷机及相应水泵纺

2负荷调节（控制精度较高场合）：

但島由于未端设备热將性具育非线性特点，为洗量需求减至一台水矗百并菲意味看用户负荷也减至一台冷机容量，因此，在实现減机1空制应采用员荷控臥

员荷控制是Ha检则—次侧供回水管差#礙量i十算彳麹壽令量,

3二次侧供水温度

供水温度，或旁通水流方向

当旁通水流量支援供水时，也就是旁通管内的水流方向是从回水侧流向供水侧，加机；

或，当二次侧供水温度大于设定值时，表明投入的主机数量不够，加机

旁通水流方向和水流量

当旁通管内的水流是从供水侧流向回水侧，并且旁通水流量达到一台主机水流量的110%,

减机；

一次泵控制方式

流量调节（常采用）：

塔机控制:桥管内冷水逆向阚［L且当流量大于单泵流量20呢时#开启一台水泵及相应的冷机• 耳81控制：当需冷秦降孕（单台冷水樨且额定制冷功率当前运行台数耳1）目维持2分W. 停止—台冷机厦相应水泵步

负荷调节（控制精度较高场合）：

二次水泵控制

控制方式：压差控制。

设定一个供回水压力波动范围，当负荷变化引起管网流量改变时，供回水压力随之波动，当

超过设定上限值且水泵频率达到时减少泵的运行台数，当低于设定下限值时增加泵的运行台

数。

旁通管

无阀，一般有流量计，温度压力显示等

低温差综合症

—一次泵定流量和二次泵变流量系统最常见的问题是^低温差综合ST,所谓“氐温着综合症”是摄：回水itt度低*导致流量高于设定值*冷冻机加减机失调，导致机组效率低’系统供水和回水混合.忌致供水温度升高"冷址不足.低温菱综合症的起因主耍是：盘管结垢’传热系数驚低；空气过滤器哄揑制阀黄闭压力不够, 控制失稠，阀座漏水7温够*控制阀珠型锚误“叫

解决措施：（1）确保空气冷却器（盘管）具有足够的换热能力，使空气冷却器（盘管）的水

温差最大，避免采用大流量小温差的方法获得换热能力。（2）系统设计合理，系统负荷设计

准确，选择合理的末端设备电动控制阀门。（3）在一次泵定流量系统中适当增大一次泵的

容量。（4）在二次泵变流量系统的一次泵上安装变频器或在平衡管上增加止回阀。

“低温差综合症”是二次泵变流量系统和一次泵定流量水系统中最常见、也是最容易引起控

制失调的问题。它的主要症状是：

（1）系统的供回水；fit差小，导致负荷侧流量高于设计值。

（2）冷水机组加、减机失调，机组的运行效率降低；（3）系统供水和回水混合，导致供水温度升高、冷库末端去湿能力降低，房间的温、湿度偏

3、系统优缺点

特点:

1.旁通管的作用（二次:调节供回水压差; 一次:保证机组的最小流量）

2.流量需求和机组冷量对应

优点:

1. 因系统分二回路，控制单纯（各别控制）。

2. 试车及开停主机容易。

3.一次冰水流量稳定。

4.二次冰水pump 因以变频控制可省能源。

缺点与问题

1. 初设成本较高。（多送水pump）

2. 占地面积大。

3.低温差综合症（逆向混水）

冰机变频的适用情况

对于单台冰机制冷的情况，变频有明显节能意义。

对于两台以上冰机制冷的情况，变频的节能意义不大（注意：变频与冷量调节是两回事（类似于汽车档位与油门的情况？）。冷量调节是通过调节压缩机导叶开度来实现。而变频的作用是1 提高效率2 防止喘振。），是因为机组的效率一般在50%~75%负荷时最大，当系统负荷小于50%时，比如30%，开启一台冰机，则冰机的负荷在60%，效率已经很高，不需要再变

频调节。

二次泵系统与一次泵变流量系统优缺点、设计要点与控制逻辑

“—→”代表系统控制 “—→”代表控制系统实施操作后有可能引起的现象如图3 所示,系统控制和实施控制操作后而需要的进一步控制形成封闭循环。控制操作的实施最终通过导叶开并增大或减小来完成。控制系统经过综合使导叶维持在某一开启度进行制冷或达到安全限而关机。例如机组刚开机过程的加载过程,在电流限制的同时导叶由小逐渐开大,冷水温度不断下降,达到制冷的目的。当机组达到负荷后,出水温度已达到或低于设定点的温度,这时进行卸载过程,导叶逐渐关小,出水温度基本维持不变,电流逐渐减小,最终维持在部分负荷运行。如果负荷过低,使机组导叶关小到某一值时,排气温度达到保护限,控制导叶不能继续关小(或导叶已关到最小) ,则导叶维持该状态运行,出水温度将进一步下降,当下降到低于出水温度设定点3 ℃以下时,则机组由控制系统控制进行安全关机。或进入再循环运行模式控制。冰机加减机：加机（4种方式？）： 1. 冷冻水系统供水温度T S1高于系统设定温度T SS并持续一段时间 2. 压缩机运行电流百分比（适用于出水温度精度要求高的场合，需要注意机组出力和运行电流不符合的情况） 3.计算负载 4.如运转中主机已达最大流量，则须加开一台主机(发生机率不高)。

次泵系统与一次泵变流量系统优缺点、设计要点及控制逻辑

一次泵变流量系统（VPF） 1、控制方式冰机控制负荷测定：蒸发器的流量和温差冷量调节：与活塞机组的介跃调节不一样，离心冷水机组的控制是根据实际需求负荷的大小来控制压缩机的运行状态，最终通过改变导叶开度的大小来控制。改变导叶开度的大小，可调节制冷剂循环流量，控制蒸发温度，调节制冷量，最终达到加载、卸载，控制出水温度的目的。这种调节可实现无级连续调节，可精确调节到负荷要求，精密控制出水温度。模糊逻辑根据温度误差（与设定值的偏差）和变化速度求出所需的加载/卸载量，从而将冷水温度控制在设定的范围内。导叶电机根据4〜20mA的电流输入信号，每0.3 %地增加或减小导叶的开启度，这样的调节足以保证经导叶调节后流量的连续性，实现无级调节。加载时，导叶开启度增大；卸载时导叶开度减小。高精度的导叶连续调节可精确控制水温在土0. 3 C以内。见图2。控制系统根据温度偏差值和温度变化速度来确定是否需要加载、卸载或保持容量不变。见表1。 M I加载、卸载和保持判断我在接近系统的安全阈值时，会进行加载或卸载限制。图3示出了出水温度控制的循环。

图3:出水温度控制循环图 “ 一T”代表系统控制 “一-”代表控制系统实施操作后有可能引起的现象如图3所示,系统控制和实施控制操作后而需要的进一步控制形成封闭循环。控制操作的实施最终通过导叶开并增大或减小来完成。控制系统经过综合使导叶维持在某一开启度进行制冷或达到安全限而关机。例如机组刚开机过程的加载过程，在电流限制的同时导叶由小逐渐开大，冷水温度不断下降, 达到制冷的目的。当机组达到负荷后，出水温度已达到或低于设定点的温度，这时进行卸载过程,导叶逐渐关小，出水温度基本维持不变，电流逐渐减小，最终维持在部分负荷运行。如果负荷过低，使机组导叶关小到某一值时，排气温度达到保护限，控制导叶不能继续关小（或导叶已关到最小），则导叶维持该状态运行，出水温度将进一步下降，当下降到低于出水温度设定点3 C以下时，则机组由控制系统控制进行安全关机。或进入再循环运行模式控制。冰机加减机：加机（4种方式？）： 1.冷冻水系统供水温度T si高于系统设定温度T ss并持续一段时间 2.压缩机运行电流百分比（适用于出水温度精度要求高的场合，需要注意机组出力和运行电流不符合的情况） 3.计算负载 4.如运转中主机已达最大流量，则须加开一台主机（发生机率不高）。

空调冷冻水一次泵变流量系统的节能与控制

空调冷冻水一次泵变流量系统的节能与控制【摘要】文章简单介绍了一次泵变流量系统，对一次泵变流量系统的能耗做出了分析，提出了空调冷冻水一次泵变流量系统的节能与控制方法。【关键词】：空调；冷冻水系统；节能引言建筑物中央空调系统的冷冻水一次泵，传统上都采用固定转速水泵。空调水的变一次流量控制系统(VPF：Variable-Primary-Flow，也称为：冷冻水一次泵变频调速控制系统)是近年才开始出现的先进控制方案。配置变频调速冷冻水泵，可以对冷冻水流量进行调节，达到精细化控制的目标。虽然在负荷侧都是变水量控制，但变频调速的一次侧控制和传统固定转速的一次泵系统不同，它比传统方式控制要求高得多。要求楼宇自控系统的工程服务者设计合理的变一次流量控制解决方案，提供满足要求的控制功能。本文结合某大型建筑的变一次流量控制工程方案，对这种解决方案进行讨论。 1一次泵变流量系统的特点一次泵变流量系统(VPF)的定义概述如下，当末端空调负荷变化时，电动二通阀调节开度，改变冷冻水量，此时采用一定的控制措施，变频水泵和冷冻机组的水流量都随负荷的改变而改变，在旁通管上增设了旁通控制阀，以维持运行冷冻机的最小流量，如下图所示。图1 和二次泵变流量系统相比，最显著的一个特点是少了一组定速泵。另外在旁通管上多了一个控制阀，当系统水量小于单台冷冻机最小允许流量时，旁通阎打开，旁通一部分水量使冷冻机运行在最小允许流量之上。最小流量由流量计或压差传感器测得。系统末端仍然安装二通调节阀，水泵的转速由系统最远端压差的变化控制或供回水温差控制。冷冻机和水泵的台数不必一一对应，它们的台数变化和启停也分别独立控制。VPF系统可以改变整个系统中的循环水量，既包括流经蒸发器的冷冻水流量，和冷却盘管中的冷冻水流量。VPF不仅仅节省了二次泵变流量系统中低效率的一次定流速泵，而且省去了管线，接头及其工程费用，电力设备等，机房空间的需求也随之降低，这些都可观的节省初投资。它较之二次泵系统不但初投资小，而且能减少水泵的运行能耗。 2一次泵变流量系统的节能分析

一次泵和二次泵系统

在冷源侧和负荷侧合用一组循环泵的称为一次泵或称单式泵)系统;在冷源侧和负荷侧分别配置循环泵的称为二次泵(或称复式泵)系统。 1. 一次泵系统 (1)一次泵定流量系统 (2)一次泵变流量系统冷水机组与循环水泵一一对应布置，并将冷水机组设在循环泵的压出口，使得冷水机组和水泵的工作较为稳定。只要建筑高度不太高(<100m)，这样布置是可行的，也是目前用得较多的一种方式。如果建筑高度高(>100m)，系统静压大，则将循环泵设在冷水机组蒸发器出口，以降低蒸发器的工作压力。当空调负荷减小到相当的程度，通过旁通管路的水量基本达到一台循环泵的流量时，就可停止一台冷水机组的工作，从而达到节能的目的。旁通管上电动两通阀的最大设计水流量应是一台循环泵的流量，旁通管的管径按一台冷水机组的冷水量确定。一次泵变流量系统的控制方法压差旁通控制法恒定用户处两通阀前后压差的旁通控制法设置负荷侧调节阀是为了缓解在系统增加或减少水泵运行时，在末端处产生的水力失调和水泵启停的振荡。一次泵变流量系统的特点是简单、自控装置少、初投资较低、管理方便，因而目前广泛应用。但是它不能调节泵的流量，难以节省系统输送能耗。特别是当各供水分区彼此间的压力损失相差较为悬殊时，这种系统就无法适应。因此，对于系统较小或各环路负荷特性或压力损失相差不大的中小型工程，宜采用一次泵系统。 2. 二次泵变流量系统该系统用旁通管AB将冷水系统划分为冷水制备和冷水输送两个部分，形成一次环路和二次环路。一次环路由冷水机组、一次泵，供回水管路和旁通管组成，负责冷水制备，按定流量运行。二次环路由二次泵、空调末端设备、供回水管路和旁通管组成，负责冷水输送，按变流量运行。设置旁通管的作用是使一次环路保持定流量运行。旁通管上应设流量开关和流量计，前者用来检查水流方向和控制冷水机组、一次泵的启停;后者用来检测管内的流量。旁通管将一次环路与二次环路两者连接在一起。二次泵变流量系统的控制方法二次泵采用压差控制、一次泵采用流量盈亏控制二次泵采用流量控制、一次泵采用负荷控制

二次泵系统与一次泵变流量系统优缺点设计要点及控制逻辑

二次泵系统与一次泵变流量系统优缺点设计要点及控制逻辑集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

一次泵变流量系统(V P F ) 1、控制方式冰机控制负荷测定：蒸发器的流量和温差冷量调节：与活塞机组的介跃调节不一样,离心冷水机组的控制是根据实际需求负荷的大小来控制压缩机的运行状态,最终通过改变导叶开度的大小来控制。改变导叶开度的大小,可调节制冷剂循环流量,控制蒸发温度,调节制冷量,最终达到加载、卸载,控制出水温度的目的。这种调节可实现无级连续调节,可精确调节到负荷要求,精密控制出水温度。模糊逻辑根据温度误差(与设定值的偏差)和变化速度求出所需的加载/卸载量,从而将冷水温度控制在设定的范围内。导叶电机根据4～20mA 的电流输入信号,每0.3%地增加或减小导叶的开启度,这样的调节足以保证经导叶调节后流量的连续性,实现无级调节。加载时,导叶开启度增大;卸载时导叶开度减小。高精度的导叶连续调节可精确控制水温在±0.3℃以内。见图2。控制系统根据温度偏差值和温度变化速度来确定是否需要加载、卸载或保持容量不变。见表1。在接近系统的安全阈值时,会进行加载或卸载限制。图3示出了出水温度控制的循环。 “—→”代表系统控制 “—→”代表控制系统实施操作后有可能引起的现象如图3所示,系统控制和实施控制操作后而需要的进一步控制形成封闭循环。控制操作的实施最终通过导叶开并增大或减小来完成。控制系统经过综合使导叶维持在某一开启度进行制冷或达到安全限而关机。例如机组刚开机过程的加载过程,在电流限制的同时导叶由小逐渐开大,冷水温度不断下降,达到制冷的目的。当机组达到负荷后,出水温度已达到或低于设定点的温度,这时进行卸载过程,导叶逐渐关小,出水温度基本维持不变,电流逐渐减小,最终维持在部分负荷运行。如果负荷过低,使机组导叶关小到某一值时,排气温度达到保护限,控制导叶不能继续关小(或导叶已关到最小),则导叶维持该状态运行,出水温度将进一步下降,当下降到低于出水温度设定点3℃以下时,则机组由控制系统控制进行安全关机。或进入再循环运行模式控制。冰机加减机：加机（4种方式？）： 1.冷冻水系统供水温度T S1高于系统设定温度T SS 并持续一段时间 2.压缩机运行电流百分比（适用于出水温度精度要求高的场合，需要注意机组出力和运行电流不符合的情况） 3.计算负载 4.如运转中主机已达最大流量，则须加开一台主机(发生机率不高)。减机： 1.依压缩机电流百分比（1 运行机组台数%RLA(运行机组)%设定-∑≥） 2.flow*△T 3.系统流量加减机逻辑：冷冻站管理器将监测供回水总管的温度，同时监测冷机的负荷。当水系统的计算冷负荷达到运行冷机额定制冷量的80%（可调），并持续20分钟（可调），则冷冻站管理器将增开站房内下一个可用的运行时间最短的制冷单元。当水系统的冷负荷低于运行冷机的总名义额定制冷量的20%，并持续20分钟（可调），冷冻站管理器将根据启动顺序或者运行时间，选择关闭适当的制冷单元。

一次泵变流量系统

随着设计水平及机械加工水平的进步，冷水机组的效率越来越。这使得冷水机房的能耗结构发生了较大的变化。水泵的能耗比例已经成为一个比较重要部分，所以如何在水泵的节能措施上去的取得进展已成为一项重要课题。通常来说，空调系统是按照满负荷设计的，当负荷变化时，虽然冷水机组可以根据负荷调节相应的冷量输岀，但是常规冷水系统在在冷水机组的蒸发器侧的流量配置是固定的，定流量的冷冻水泵能耗没有跟随主机的部分负荷运行而变化水量。也没跟着冷水机组减载。近年来在电子及自控技术的辅助下，冷水机组的制造技术得到有效提高，尤其是机组对负荷变化的响应时间大大缩短。先进的冷水机组可以在极大的范围内变流量运行；同时，与通过供水温度来控制机组负荷一样，变蒸发侧水流量控制机组负荷运行，同样能够保证岀水温度在允许的偏差范围内正常运行。因此，当负荷变化时，可以使冷水机组的蒸发器侧流量随用户的需求而变化，从而节约蒸发器侧水泵的能耗，同时可使用流量保护措施使机组在流量允许的范围内运行。在管路系统固定不变的前提下，变频水泵的效率特性和水系统的阻力特性接近，理论上水泵的能耗与流量成3次方的关系，系统的阻力随着部分负荷时流量的下降而下降[（水量1/水量2）2=水阻1/水阻2] 如果蒸发侧的流量允许随着负荷的变化而变化，那么蒸发侧的水泵就无需全年保持夏季设计日的满载流量，在部分负荷运行时段，水泵如冷水机组一样，部分负荷时流量减小，与此同时水泵的能耗大幅降低从而达到节能的目的。目前，较通行的水系统设计通常有两种方式： 1.一次泵定流量系统2.二次泵变流量系统。相对于这两蒸发侧流量随负荷侧流量的变化而改变，从而达到按需供应”，并使得降低水泵在部分负荷时的供水量成为可能，最终降低系统运行能耗。末端冷量由冷冻水量调配，冷水机组生产的冷量由流经蒸发器的水流量和相对固定的温差决定。其系统形式类似于一次泵定流量系统，增加了一套自控系统，同时定流量水泵变

一次泵变流量系统

一次泵变流量系统的应用探讨１、前言一次泵变流量系统是根据负荷的变化，利用水泵变频调节一次水流量来达到节能的目的。随着制冷机技术的不断提高以及自控技术的发展,变流量技术的可靠性已经大大提高,同时由于水泵的功率与流量的三次成正比,降低系统的水流量可以大大的降低水泵的能耗,因此一次泵变流量系统具有巨大的节能潜力。本文将结合已普遍应用的一次泵定流量系统和二次泵系统，对一次泵变流量系统的应用进行探讨。 2、空调水系统形式 2.1、一次泵定流量系统一次泵定流量系统如图1(a)所示。该系统中通常每台机组配有一台水泵，水泵保持定流量运行，水泵与机组联动，当加载一台冷水机组时，其对应的水泵先启动，当减载一台机组时,先关闭机组,然后关闭水泵；系统末端安装电动二通调节阀,中间的旁通管上设有压差旁通阀,用来平衡一次水和二次水的流量。机组的加减机控制分别是通过控制供水温度和旁通水量来实现的。当供水温度高于设定温度运行一段时间(通常为10~15min)，就会启动另一台冷水机组,当旁通水量达到单台机组设计流量的110%~120%，并持续运行一段时间(通常10~15min)，系统会减载一台机组。

2.2、二次泵系统二次泵系统如图1(b)所示。该系统中每台机组同样需要配备一台定速一次泵来维持恒定流量，一次泵与机组联动,系统加减机组的控制原理也与一次泵定流量系统相同；系统末端采用二通调节阀调节流量，二次水根据系统最远端的压差变化变频调节二次泵转速来维持设定的压差值;二次泵系统的旁通管不需要设压差控制器。 2.3、一次泵变流量系统一次泵变流量系统见图1(c)。该系统采用变频调节，不设定泵速,旁通管上设有压差控制阀。当系统水量降低到单台冷水机组的最小允许流量时,旁通一部分水量,使冷水机组维持定流量运行。最小流量由流量计或压差传感器测得。系统末端仍然安装二通调节阀,水泵的转速由系统最远端压差的变化来控制。冷水机组和水泵不必一一对

一次泵冷水变流量系统的控制策略1

一次泵冷水变流量系统的控制策略一次泵冷水变流量系统的控制策略：一次泵冷水变流量系统控制包括根据设定温度对末端盘管水侧流量调节、根据冷水机组最小允许流量对旁通阀进行流量调节、根据最不利环路末端供水压力的设定值对一次泵进行工作水泵台数和流量调节、根据系统需要制冷量确定所需冷水机组的运行台数以及相关冷却水泵和冷却塔的控制。一次泵变流量系统的旁通管与传统意义的旁通管的作用不同，前者是为了保证冷水机组蒸发器水流量高于最小允许流量以上运行，旁通阀是常闭的，当流量计检测到冷水机组蒸发器水流量低于最小允许流量时才打开，旁通阀的开启速度要慢，否则会影响一冷泵流量的控制。一次泵是通过检测最不利环路末端供水压力来确定水泵运行台数及流量调节，当多台水泵并联运行时，最好所有水泵均采用变速调节，全变速运行效率要比混合运行效率高且控制简单。水泵流量调节速度不宜过快，否则会影响冷水机组的出温度的稳定及末端调节阀的稳定性。最佳的流量调节速率需在现场调试中确定，可以按每分钟10%的调节速率作为初始值进行系统调试[1]。当系统供回水温差未达到设计值时，往往会出现冷水机组蒸发器水流量已达到额定值，但其制冷量却还未达到满负荷，这时可不按一机对一泵运行，而是再开启一台冷水泵，可使制冷机组制冷量继续增加，甚至超过额定制冷量，解决“小温差，大流量”问题，避免要再开启一台冷水机组和相应的冷却泵及冷却塔才能满足供冷需求、造成能量浪费的问题。但冷水机组在过流量运行时，要注意蒸发器水流量不要超过最大允许流量。根据系统冷水供水流量及供回水温差来计算系统所需冷量，然后与正在运行的冷水机组的额定制冷量（在实际控制中，可根据冷水机组的性能、冷水出水温度及冷却水进水温度确定冷水机组实际可能的最大制冷量）进行比较，同时考虑冷水出水温度是否超过设定值，来确定冷水机组的加载或停机。当确定需要加载冷水机组时，为了避免加载时由于水流波动造成保护性停机，须先将正在运行机组的制冷量降到额定制冷量的50%，调整旁通阀流量设定值，然后开启一台冷水泵，逐渐（约2~3分钟）打开加载冷水机组的隔离阀，待隔离阀全开时，开启加载冷水机组，解除制冷量限定。

常规二次泵系统分析及优化

常规二次泵系统分析及优化摘要:二次泵系统作为空调水系统节能的的措施之一，其在实际使用存在调试难度大，运行节能率不高等问题，难以达到较理想的效果，不少项目并没有完全发挥其优势。本文通过对传统二次泵系统进行分析讨论，得出常规的二次泵系统由于集管（或旁通）管中的流量控制在工程实施中的难度过大，导致系统调试困难，而由于一次环路水泵定频及部分负荷占比较高的原因，导致二次泵系统仅在75%设计负荷以上才节能。针对常规二次泵系统的问题，笔者提出一种全变频二次泵空调水系统，并在系统中增加相应的流量计，给出对应的自控策略，作为对常规二次泵系统的一种优化。关键词：空调水系统；二次泵系统；中央空调控制逻辑；二次泵系统在设计中，其集管（或旁通）管中的流量控制，是实际项目设计和调试的难点，系统应用少及专业技术人才缺失导致二次泵系统在实际使用中成功率不高，且大部分并没有完全发挥其节能功效，本文先对常规二次泵系统进行分析讨论，再提出一种利用自控技术及流量计的新型的所有水泵均变频的二次泵空调水系统。 1、二次泵系统概述二次泵系统特征为冷（热）源侧与负荷侧分成两个环路，冷源侧配置定流量循环泵即一次泵，负荷侧配置变流量循环泵即二次泵。其优点为能适用各区压力损失悬殊的情况，水泵扬程有把握可能降低，能根据负荷侧的需求调节流量，由于流过蒸发器的流量不变，能防止蒸发器发生结冰事故，确保冷水机组出水温度稳定，能节约一部分水泵能耗；其缺点为总装机功率大于单次泵系统，自控复杂，初投资高，易引起控制失调的问题，在绝大部分运行时间内，系统处于大流量小温差的状态，不利于节约水泵的能耗。（摘自实用供热空调设计手册，以下简称红宝书）常见的二次泵系统简图如下：

一次泵变流量水系统控制策略的研究

一次泵变流量水系统控制策略的研究随着我国经济的高速发展, 建筑能耗占社会总能耗的比例越来越大, 已由2007年的24.5%增加到2012年的32%,而大型公共建筑能耗占建筑总能耗的22%, 中央空调系统的耗电量占大型公共建筑总耗电量的50~60%,中央空调系统必将成为建筑节能的重点。作为目前最有效的节能措施之一, 中央空调一次泵变流量水系统的研究和应用逐渐受到人们的重视。但是在实际运行过程中, 变频水泵往往不能按照设计要求进行变频, 达不到理想的节能效果。本文针对一次泵变流量水系统的控制方式及控制策略进行研究, 主要包括以下内容: 本文阐述了一次泵变流量水系统的一些基本理论和常用的控制方式, 提出了一次泵变流量水系统设计及应用中的几个关键技术问题。对一次泵变流量水系统在不同控制方式下的水力工况进行了比较分析, 探讨了不同控制方式的适用条件及节能效果。几种控制方式节能效果为: 定温差> 变压差控制> 定末端压差> 定干管压差。另外针对目前实际工程中存在的问题进行了分析, 为设计人员提供参考。然后以重庆某办公楼为研究对象, 对其地源热泵机组及冷冻水泵进行测试。通过数据分析,发现水系统存在“大流量小温差” 的问题,且冷冻水泵也没有按照设计进行变流量运行。造成此问题的主要原因为其控制策略没有起到实际的调节作用。接着根据水系统测试的分析情况, 对该办公楼的控制策略提出了两点改进建议:针对采用的定末端压差控制法提出了阀位控制加温度控制的改进建议, 通过对控制原理的详细分析指出该控制法具有节能效果好且控制稳定等优点, 并给出了具体的调节策略, 针对办公楼末端风机盘管过多的问题提出了等效阀门开度的计算方法并以 11层办公楼为例计算了其等效的阀门开度；针对常规PID控制策略提出了基于模糊算法的自整定模糊PID 控制策略。以该办公楼11 层某房间为例建立简化传递函数模型, 并通过simulink 软件仿真对比, 发现当系统模型发生变化或者存在扰动时,PID参数初始值不

空调水一次泵变流量系统的探讨

空调水一次泵变流量系统的探讨暖通空调能耗是建筑能耗中的大户，据统计暖通空调能耗占建筑能耗的65%，空调系统的节能改造对工业和民用建筑的节能有重大意义。随着近几年来空调DDC控制技术的迅速发展，越来越多的空调水系统采用或节能改造为一次泵变流量系统（简称VPF系统）。如图1所示，一次泵变流量就是空调水系统在满足系统负荷、稳定运行情况下，采用一次泵变流量运行，从而使空调系统达到节能效果。空调水VPF系统在空调自动控制系统辅助下运行，其技术特点如下： ①通过冷水机组蒸发器的水流量满足冷水机组安全要求，维持冷水机组蒸发温度和蒸发压力的相对稳定，避免出现因过低水流量而保护停机。 ②通过自动调节空调末端设备的控制阀开度或开关，使经空调末端设备的冷冻水流量满足末端用户空调负荷的变化。 ③通过控制水泵运行台数及变频调节水泵转速，使空调系统冷冻水量满足空调负荷需求，以达到空调系统正常运行、降低水泵运行能耗的目的。现根据笔者在某项目改造经验，对空调水VPF系统改造中几个问题作简要总结和探讨。 1 冷水机组因素冷水机组必须满足其安全运行条件，否则停机保护或发生故障。冷水机组蒸发器管内水流速度及流速变化的速率满足设备要求，流量改变过大将造成冷水机组的停机保护，故在技术改造中考虑冷水机组最低水流量及其最大变化速率的限制。如在同一系统中，冷水机组规格型号不一致、大小机组搭配的话，考虑各冷水机组蒸发器额定水阻力尽可能保持在相等的水平，当负荷端空调负荷导致空调冷冻水流量发生变化时，流经各冷水机组蒸发器的水流量可基本实现同步等比例

变化，避免出现大小机组之间出现“抢水”现象。 2 冷冻水系统配置泵机配置的对应关系问题，常见冷冻水泵与冷水机组的对应关系有两种形式。第一种为冷冻水泵单独与冷水机组一一对应串联，各冷水机组蒸发器水流量直观上可得到可靠的保证，由空调负荷端实际瞬间总负荷辅以冷水机组工作累计时间决定冷水机组启停，而冷冻水泵启停与冷水机组相对应实现工作联锁。但在空调系统中，冷水机组及水泵存在规格大小不一并存的情况，在系统变流量过程中，各冷水机组并联回路产生水力不平衡的问题，即大泵将对小泵产生干扰，令水泵的能源消耗在不平衡方面，大小水泵的同步变频控制也难以实现。另一种为同一规格的冷冻水泵呈并联形式，单母管与冷水机组配接，冷冻水泵与冷水机组在控制方面不呈一一对应关系，冷水机组启停数量由负荷端空调瞬间总负荷决定，冷冻水泵启停数量的控制根据负荷端空调水流量实际需求值，并同时结合水泵、电机及变频器效率分析决定水泵启停台数。针对大小冷水机组组合的情况，根据负荷智能控制开机模式，同时避免了冷冻泵变频工作时相互干扰的问题。 3 变频水泵的设置变频水泵主要通过编程或在变频器上设置流冷冻水泵的变频转速下限。随着负荷端空调负荷的减少，空调水循环流量相应减少。当流量过小时，水泵容易产生热能堆积，径向、轴向推力增加，易损害水泵的轴承、轴封，影响水泵寿命；为了防止低流量造成的冷水泵的负面效应，须设置冷水泵最小流量的限制，最小流量为水泵最佳效率点流量的25%。一般空调系统改造采用工频电机，不采用专用变频电机（价格高），为满足电机的正常散热需求，其转速不应低于正常标准值的30%；如水泵转速低于30%，空调水输送系统工作效率（电机、变频器及水泵三者效率的乘积）也随三者大幅度减低，过低的系统效率抵消了变频节能效果。因此在综合考虑以上因素，空调水VPF系统中水泵变频控制器设定频率变化下限，变速水泵转速不低于标准值的35%。

2次泵系统的优点讨论

二次泵系统的设计及控制方法探讨简介：本文分析了空调二次泵变水量系统的特点及其负荷调节方法，探讨了水泵变速调节中系统定压差控制的相关问题。结论指出，二次泵系统通过桥管设置实现了水力工况隔离，具有较好的水力稳定性；水泵调速采用远端定压差控制时，水泵扬程需求与负荷分布有关。关键字：二次泵系统桥管定压差控制负荷分布相关站中站：阀门专辑空调水泵选型设计 1 引言近年来，随着中央空调的大量使用，我国建筑能耗增长迅速。据统计，1990-2000十年间建筑能耗年均增长5.8％，大大超过同期能源生产2.4％的增长率。在空调能耗中，系统输送能耗约占1/3[1]。因此，变流量技术在空调系统节能设计日益受到重视。对于空调水系统来说，输送能耗占总能耗的比例随系统规模的增大而增加。变水量系统（VWV）通过改变输送管网内的冷水流量满足用户负荷要求，可有效降低系统输送能耗。 2 二次泵系统的设计如上所述，用户负荷的变化可以通过改变系统冷水流量实现。但是，为保证水力热力工况稳定，冷水机组所允许的流量波动范围很小。解决这一矛盾，通常有两种方法。图1为国内设计中较多采用的压差旁通控制方法。当负荷减小时，用户阀门关小，分集水器压差增加，电动调节阀开大，部分冷水经旁通短路，维持机组流量不变，用户负荷增加时动作相反。图1 一次泵系统图2为国外设计中常见的桥管旁通控制方法[2][3]。通过设置桥管将整个系统分隔为两个水力工况相对独立的回路：冷水生产和冷水输送。各区均设有循环泵负责提供本区循环动力。当冷机负荷与用户负荷相等时，桥管内流量为零；当用户负荷减少时，桥管内流量从供水流向回水。图2 二次泵系统对于大型的区域供冷系统，常采用三次泵系统（PST：Primary-Secondary-Tertiary Pumping System），如图3所示[4]。从系统形式上看，三次泵系统只是扩展了桥管应用，仍属于二次泵系统范畴。

空调水系统一次与二次比较

空调二次泵定流量，一次泵变流量系统常见的空调二次泵水系统(其二次泵采用变速控制方式)及一次泵水系统分别如图1a,b所示。通常水系统中冷水机组按定流量方式运行。随着空调负荷的减少,负荷侧的需水量也减少,当冷水机组的运行台数不变时,超过用户侧需求部分的水量,在一次泵系统中,通过图1b中的旁通调节阀从供水管流至回水管;在二次泵系统中,则是通过调节次级泵的转速来满足负荷侧的需求,同时,初级泵总水量多出次级泵总水量部分由平衡管流回。理论上说,如果把次级泵取消,将图1b的一次泵系统直接改为水泵变流量运行,肯定比二次泵系统更为节能,同时系统也会变得较为简单,这样做是否可行?引发了许多同行的思索。图1 空调水系统图当冷水机组侧为定流量运行时,通常冷水温差控制在5～6℃,此时相当于蒸发器管束内的水流速在2.4～2.8m/s之间,冷水机组的效率和水泵的耗功率都达到较佳值。对于冷水机组变水量运行的要求, 目前许多冷水机组生产厂家并没有提出太多的异议,有的厂家资料还给出了蒸发器和冷凝器的水流速可以在1.07～3.66m/s之间变化的数据。当供水温度低于5.6℃时,蒸发器内水流速最低值为1.45m/s,相当于最小流量在额定流量的28%～40%之间。为了安全起见,要求运行时冷水机组的流量不得小于其最小流量,因此通常的做法是在机组冷水进、出水管口之间设压差控制器,当流量减小、压差降低到整定值时,冷水机组自动停机。通常国产离心式冷水机组的压差整定值为10kPa,按蒸发器总阻力在50～1 00kPa之间变化来计算,对应于10kPa整定值时的最小流量应在额定流量的31.6%～44.7%之间变化。因此,冷水机组运行时,要求的流量下限必须高于压差保护所对应的最小流量,否则不起保护作用,还有可能出现局部冰冻。从使用上来看,蒸发器流量过大或过小都是不合理的。过大会对管道造成冲刷侵蚀,过小会使传热管内流态变成层流而影响冷水机组性能并有可能增加结垢速度。