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
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

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)和变化速度求岀所需的加载/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士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。

衣丨加载、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-”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(适用于岀水温度精度要求高的场合,需要注意机组岀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2.1.1所扃三台冷拣机,毎台额定就最为Gz进出水温度设定为rem v,肖负樹t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 升到过哎定值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…台机組运行时,机組蒸发犠流醴含増加到125G。?大丁?机级额崔流 ft 可见水泵和机组的控制定分开的.当另一台机组加上去各自承押50%

的茨此

加机的另一种控制方法是,通过机房通用控制器获得乐缩机运行电流与税定电激2比把丿注和设定值进行比较,一般设定值为90%.当大于设定值,并冃持续一段时何‘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->如果得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

在这种情况下关闭--台机细°

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。

现有配置会监视系统内末端机电设备的运行、故障等状态,从而对制冷单元的启用选择和制冷单

元之间故障切换有实时准确的判断。

水泵控制水泵控制依据: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)

减机:

1?依压缩机电流百分比(%设定

%RLA运行机组)

运行机组台数1)

-10^^40%

~ -1 ~= SO%S90%

水系统采取温差控制*水泵调节处于上动状态.负荷的变化反映到供回木忍签. 引起温墨的变化,水泵侧根据温萤调节转速.改变流而压并拎制的系绽、冃户槪据负荷调节水盘,用户的调节反映到压體上.水泵再根据压羞调节木最,水泵处在被动狀态.

冷水变流唯采取定淋差控制和坯不利端压差控制.抚节能效果不同,后者存在电动二通阀的节流作用,会引題躺个系统管路峙性曲线发半变化,节能牧果比前荐菱.虽然整个系统变水直秣度相等.由于W节的能不同的用户,暈不利端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:

、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%)

、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%)

、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。

、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。

、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

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

二次泵条绕是一、尖木量系统,通过改变循环水量买现对用户的负倚调节。常见铉变水量谴节方蛙有台数调节和雯

速调节两种。

3.1台数10节

传统r嗦系统的台数诣节较冬釆用差圧控制.二次泵系统的台数调节三要采用凉量挂轧在控制楕匿较高的场合多采

用负荷控制。

差压控制是利月水泵并联特性性线,设定一个哄0水压力的波科旳围,当负荷变化弓I起管阿流量改交时,供回水压力也随之波动,当超过设定上限值时堵泵,当任于设定下限值时减泉。

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

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±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

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

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±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

中央空调循环水泵变频控制节能的实践

中央空调循环水泵变频控制节能的实践 姓名:××× 身份证号:330×××××××××××× 申报等级:技师(国家职业资格二级) 申报工种:制冷设备维修 准考证号:×××××××××× 工作单位:××××物业管理有限公司 撰写日期:2012 年×月××日

目录 【摘要】 (1) 【关键词】 (1) 一、前言 (1) 二、中央空调系统的构成及工作原理 (1) 三、节能理论分析 (3) 四、节能方案分析 (5) 五、中央空调系统现场情况 (7) 六、变频器的选型 (7) 七、变频改造方案的实施 (7) 八、节能改造前后运行效果比较 (9) 九、结束语 (11) 【参考文献】 (11)

摘要:本文根据中央空调系统的工作原理及其冷却、冷冻水泵流量在空调负载荷变化时不能调节的运行状态,采用变频控制技术对中央空调系统冷却水泵和冷冻水泵进行变频调速改造,以达到节能的效果。关键词:中央空调、变频器、循环水泵、节能改造。 一、前言 我国是一个能源紧缺的国家,面临着巨大的能源压力。一方面,国家的经济要保持较高速度的增长,另一方面,又必须考虑环保和可持续发展的问题。所以中央提出:要建设“节约型社会”。我们××广电集团,在××卫视频道进行过“节约型社会”的主题节目播出,社会上引起了强烈反响。上级领导要求大家响应中央的号召,为建设“节约型社会”贡献自己的力量。 为此在去年我们物业公司工程部组织成立了中央空调节能改造小组,经科学认真详细的分析论证讨论,决定采用先进变频调速技术对电视台的中央空调系统进行节能技术改造。我作为成员积极参与了整个技改工程的始末,期间学习了不少知识和技术,对自己以后的工作起到了很大的帮助。 二、中央空调系统的构成及工作原理 图1所示为一典型中央空调机组系统图,主要由制冷主机系统、冷冻水循环系统、冷却水循环系统、风机盘管系统、冷却水塔系统等组成:

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出,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,同样能够保证出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 一次泵变流量系统中选择可变流量运行的冷水机组,当机组运行时,蒸发器的供回水温差基本恒定,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

循环水泵操作说明

循环水泵操作规程 1、 性能参数: 水泵型号:KQSN450-N13/502(T) 扬程:60m 流量:2430 m 3/h 电机功率:560KW 转速:1480 r.p.m 电机电压:10000v 额定电流:39.91A 冷却塔:NBTL-3000型 冷却水量:2500 m 3/h 冷却水最大温差:10℃ 冷却塔风机:P=160KW U=380V 重力无阀过滤器流量:150 m 3/h 2、 启动水泵前的准备工作确认:确认水泵检修安装完毕,水泵与电机的 对中已经调教完毕,联轴器防护罩安装就位,地脚螺栓紧固,测量元件投入正常使用,各法兰连接处无漏水现象,水泵机体和电机周围杂物清理干净,积水坑无杂物,污水泵能够连续运行正常;循环水系统正常生产时三台水泵为两用一备,供两套制氧机的循环冷却水,如果只运行一套制氧机,启动一台水泵就可以满足生产需要,为了保证ASU 安全稳定运行,按以下规程去操作。 3、 水泵启动前的准备的工作: (1)、确认水池水位的高度满足循环水泵启动要求,确认水泵入口阀 V8461A/B/C 打开,对水泵壳体排放阀进行排气,直到有水流出、没有气泡为止。 (2)、对水泵进行盘车,应转动灵活,无卡阻现象 。 (3)、通知电工对水泵的出口电动阀门做空投试验,运行操作工到现场确 认,检验阀门的工作性能,包含手动和自动两种状态。将电动出口阀转换为手动状态,开度分别为15%、25%、50%、75%、90%,观察该阀是否灵敏好用,如有问题,找相关专业人员及时处理 ;并将该阀门处于手动状态 。 4、 水泵的启动 :

循环水泵操作规程 (1)、缓慢打开没有投入使用的玻璃钢冷却塔上水阀门,将水导入玻璃钢 冷却塔,这时水压会有一定的下降,根据压力下降情况 调节该阀门的开度,上水总管压力PI9001不能低于230 KPa. (2)、通知电工送电。 (3)、联系值班长,听从班长指令可以启动。 (4)、观察水泵的电流、检测电机和水泵轴承的温度、并听运转音是否 正常。 (5)、观察水压上升情况,及时调整水压,打开需要循环水设备 冷却器 上、回阀门,并与水泵的出口电动阀配合调节,保证水压PI9001不得高于450 KPa ,水压过高将导致冷却塔喷头损坏。 (6)、根据水温变化情况,当 上水温度高于30℃,启动轴流风机。 5、水泵停止操作:接到班长停止或倒换水泵通知后,确认运行水泵的流 量、压力能否满足现在运行设备循环冷却水的要求。 (1)、DCS 控制室中,由工艺工程师、仪电人员对运行设备的循环水流量 和压力解除停车联锁,目前空压机的水压停车联锁为80KPa 。 (2)、关小预停止水泵的出口电动阀,适当关小不需要循环水设备冷却器 上、回阀门,调节循环水压力,保证水压PI9001不得高于400 KPa 。 (3)、停止水泵运行,注意观察水压PI9001不能低于250 KPa 。 (4)、观察水压是否有变化,如果发现水泵倒转,立即关闭入口阀门。 (5)、关闭循环水去玻璃钢凉水塔上水阀门,保证水压PI9001在正常的工 作压力330 KPa 。 (6)、停止玻璃钢凉水塔的风机。 (7)、调节水压满足运行设备要求。 6、凉水塔风机的启动: 启动前的准备工作: 检查齿轮油箱油位满足启动要求,仪表测量轴温和轴振动已经投入,可以正常使用,确认风机的叶片没有异物缠绕,联轴杆周围无杂物,可以启动。 启动: (1)通知电工送电,现场运行工到凉水塔风机的操作柜旁进行就地启动。 (2)再次确认玻璃钢冷却塔风机罩内没有人员。 (3)将开关按扭旋转到运行状态,确认风机启动,检查声音和震动是否正常。

循环水泵的变频控制方案

循环水泵的变频控制方案在中央空调系统中,冷冻水泵和冷却水泵的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的,且留有一定的设计余量。在没有使用调速的系统中,水泵一年四季在工频状态下全速运行,只好采用节流或回流的方式来调节流量,产生大量的节流或回流损失,且对水泵电机而言,由于它是在工频下全速运行,因此造成了能量的大大浪费。 由于四季的变化,阴晴雨雪及白天与黑夜时,外界温度不同,使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。也就是说,中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。据统计,67%的工程设计热负荷值为94-165W/m2,而实际上83%的工程热负荷只有58-93 W/m2,满负荷运行时间每天不超过10-20小时。 经验证明,在中央空调的循环系统(冷却泵和冷冻泵)中接入变频系统,利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量,能取得明显的节能效果。 二、节能原理 由流体传输设备水泵、风机的工作原理可知:水泵、风机的流量(风量)与其转速成正比;水泵、风机的压力(扬程)与其转速的平方成正比,而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积,故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比(即与电源频率的三次方成正比)根据上述原理可知:降低水泵、风机的转速就,水泵、风机的功率可以下降得更多。例如:将供电频率由50Hz降为45Hz,则P45/P50=(45/50)3=0.729,即P45=0.729P50(P 为电机轴功率);将供电频率由50Hz降为40Hz,则P40/P50=(40/50)3=0.512,即P40=0.512P50(P为电机轴功率)。 三、节能方案 1、整体说明 我公司中央空调系统目前有2台11KW循环泵。我们可对循环泵进行节能改造。

一次泵冷水变流量系统设计及控制策略

一次泵冷水变流量系统设计及控制策略 摘要一次泵变流量系统与一次泵定流量/二次泵变流量系统相比具有初投资小、节省制冷机房占地面积和降低运行费用等优点。本文阐述了一次泵变流量系统在工程应用时在设计上应注意的问题以及应采取的相关控制策略。 关键词一次泵冷水变流量系统设计控制策略

0 引言 随着经济的发展和人们生活水平的提高,空调能耗在生产和生活总能耗的比重越来越大,目前国内空调能耗占居民建筑能耗的25%~35%,占公共建筑能耗的30%~45%。空调系统年能耗中冷水机组的能耗约占33%,水泵能耗约占22%,冷却塔能耗约占2%,风机能耗约占43%,尽管水泵功率较小,但水泵能耗却占到制冷机房能耗的2/3[1]。可见,如果水系统采用节能技术,具有很大的节能空间。空调水系统的发展经历了定流量,一次泵定流量/二次变流量,随着制冷机组控制技术的发展,近年来一次泵变流量系统也不断得到应用。目前离心机蒸发器最小冷水流量可降到设计流量的30%左右[2],螺杆机蒸发器最小冷水流量可降到设计流量的40%左右[3],蒸发器最小允许水流量与冷水机组品牌有关,在工程应用中须向产品制造厂家进行详细咨询。在一定范围内改变蒸发器水流量,不会对冷水机组的效率及稳定性产生影响,这为一次泵变流量系统的工程应用提供的技术保障,但是要充分发挥一次泵变流量系统减少初投资及节能潜力,在实际应用中应如何进行系统设计,怎样进行系统控制,是暖通设计师值得关注的问题。 1 冷水变流量系统常用类型 “变流量系统”是指在水路系统的空调末端使用二通调节阀的系统,是与水路系统末端使用三通调节阀或不使用调节阀的“定流量系统”相对而言的。所谓“变流量”与“定流量”均是指输送冷水的水路系统的流量是变化的。变流量系统根据其系统构成形式不同,又可分为“相对的变流量系统”,即冷量制备环路是定流量,而冷量输送环路是变流量(如一次泵定流量/二次泵变流量系统(图1)、传统的一次泵变流量系统(图2));和“真正的变流量系统”,即冷水机组蒸发器变流量系统(如一次泵变流量系统(图3))。 图1 一次泵定流量/二次泵变流量系统 一次泵定流量/二次泵变流量系统利用旁通管将冷量制备环路和冷量输配环路在水力上分离开来,因此这里的旁通管除了具有旁通流量使冷量制备环路保持定流量运行的作用外,另外还有“解耦”的作用,防止一次泵和二次泵串联运行。这种系统型式有时会在旁通管上设一个止回阀,以防止回水通过旁通管回流到供水端与冷水机组的出水混合而升高系统供水

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

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%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。 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。 “一-”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3C 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)。 减机: * △ 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), 1.依压缩机电流百分比(%没定 %RLA 运行机组)) 运行机组台数 1

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

供暖系统中如何实现循环水泵的变流量调节

供暖系统中如何实现循环水泵的变流量调节 供热计量收费后,散热器上都装有温控阀。由于温控阀的调节作用,使供热系统从定流量(即质调节)运行变成了变流量运行。但这时系统循环流量的变化是由温控阀(或电动调节阀)的节流作用造成的。 从循环水泵的工作曲线上观察,其工作点将向左偏移,导致水泵扬程增大,流量减小,而电机输出的功率,相当大的比例消耗在调节阀的节流上,造成电能的无谓浪费。 目前国内,在相当多的冷热联供的水系统中,采用压差调节器进行变流量的调节。具体做法是将压差调节器装在热源或冷源的旁通管上,当用户需热(冷)负荷变化,散热器(或风机盘管)上的调节阀进行调节,将引起旁通管上压差的变动,此时压差调节器发挥作用,保持旁通管压差恒定,借以调节用户系统循环流量的变化。 应该说,这种调节方法,对于改善用户调节阀(如温控阀、电动调节阀)的工作条件是有好处的,但从节电的角度观察,没有任何改善。 从提高系统能效的目标出发,在计量收费的供热系统的设计中,应该同步进行系统循环水泵的变流量设计。尽量减少不必要的节流引起的能量损失。这样做,至少可以带来以下一些好处:

首先,提高了系统能效。循环水泵实现变流量调节,在整个运行期间,至少节电30%-50%。这一技术措施,实际上的节能潜力远比目前大家谈论的循环水泵扬程选择不宜过大的效果更明显。 其次,改善了调节阀(温控阀、电动调节阀)的工作条件。如果循环水泵实行定流量运行,当负荷需求变化很大时,调节阀的开度将在很大的幅度范围内变动,不仅影响其使用寿命,而且容易发生故障。 当循环水泵实现变流量调节时,其流量的大小,是随负荷的变化而适时控制的。这样,调节阀始终处于微调的状态,不但提高了调节功能,而且大大改善其工作条件,优越性是显而易见的。 再其次,还可有效配合自力式平衡阀的调节功能。对于自力式平衡阀,国内目前已逐渐广泛采用。对于自力式平衡阀,在定流量系统中(如循环水泵定速运行,加装三通阀等)的使用,其优越性已为广大专业人员所认可。 但在变流量系统中,还能否使用自力式平衡阀?更成为业内人员关注的热门话题。应该承认,在循环水泵定转速运行的变流量系统中,使用自力式平衡阀是有缺陷的。 人们熟悉:自力式平衡阀的功能就是使系统流量自动地限定为设定流量。当系统需求小流量工况时,调节阀(温控阀、电动调节阀等)将关小,此时自力式平衡阀力图维持原设定流量,其阀芯趋于开大。这就出现调节阀与自力式平衡阀动作不协调现象。

一次泵冷水变流量系统设计及控制策略正文

一次泵冷水变流量系统设计及控制策略 华东交通大学 罗新梅 摘要一次泵变流量系统与一次泵定流量/二次泵变流量系统相比具有初投资小、节省制冷机房占地面积和降低运行费用等优点。本文阐述了一次泵变流量系统在工程应用时在设计上应注意的问题以及应采取的相关控制策略。 关键词一次泵冷水变流量系统设计控制策略 0 引言 随着经济的发展和人们生活水平的提高,空调能耗在生产和生活总能耗的比重越来越大,目前国内空调能耗占居民建筑能耗的25%~35%,占公共建筑能耗的30%~45%。空调系统年能耗中冷水机组的能耗约占33%,水泵能耗约占22%,冷却塔能耗约占2%,风机能耗约占43%,尽管水泵功率较小,但水泵能耗却占到制冷机房能耗的2/3[1]。可见,如果水系统采用节能技术,具有很大的节能空间。空调水系统的发展经历了定流量,一次泵定流量/二次变流量,随着制冷机组控制技术的发展,近年来一次泵变流量系统也不断得到应用。目前离心机蒸发器最小冷水流量可降到设计流量的30%左右[2],螺杆机蒸发器最小冷水流量可降到设计流量的40%左右[3],蒸发器最小允许水流量与冷水机组品牌有关,在工程应用中须向产品制造厂家进行详细咨询。在一定范围内改变蒸发器水流量,不会对冷水机组的效率及稳定性产生影响,这为一次泵变流量系统的工程应用提供的技术保障,但是要充分发挥一次泵变流量系统减少初投资及节能潜力,在实际应用中应如何进行系统设计,怎样进行系统控制,是暖通设计师值得关注的问题。 1 冷水变流量系统常用类型 “变流量系统”是指在水路系统的空调末端使用二通调节阀的系统,是与水路系统末端使用三通调节阀或不使用调节阀的“定流量系统”相对而言的。所谓“变流量”与“定流量”均是指输送冷水的水路系统的流量是变化的。变流量系统根据其系统构成形式不同,又可分为“相对的变流量系统”,即冷量制备环路是定流量,而冷量输送环路是变流量(如一次泵定流量/二次泵变流量系统(图1)、传统的一次泵变流量系统(图2));和“真正的变流量系统”,即冷水机组蒸发器变流量系统(如一次泵变流量系统(图3))。 图1 一次泵定流量/二次泵变流量系统 一次泵定流量/二次泵变流量系统利用旁通管将冷量制备环路和冷量输配环路在水力上分离开来,因此这里的旁通管除了具有旁通流量使冷量制备环路保持定流量运行的作用外,另外还有“解耦”的作用,防止一次泵和二次泵串联运行。这种系统型式有时会在旁通管上设一个止回阀,以防止回水通过旁通管回流到供水端与冷水机组的出水混合而升高系统供水温度,影响供冷效果。 一次泵定流量/二次泵变流系统的出现是为了适应末端负荷变化时,节约流量输送能量的需要;在多环路水系统中,如果各环路阻力损失相差太大,或因使用功能、运行时间不同,要求分别管理等情况的需要;把一个系统的泵送压头分成两部分,当满负荷时一次泵二次泵串联运行,而在部分负荷时为旁通分流系统,节省冷水输送能量的需要;在超高层建筑中采用二级泵结合板式换热器,实现水系统竖向分区,解决系统底部承压的问题的需要。

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资料讲解

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

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±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,

一次泵二次泵变流量系统能耗分析

一次泵/二次泵变流量 系统能耗分析 同济大学 董宝春☆ 刘传聚 刘 东 赵德飞 摘要 以上海通用汽车有限公司制冷站为例,比较了一次泵和二次泵变流量系统的能耗,结果表明,一次泵系统的耗电量仅为二次泵系统的68%。 关键词 一次泵 二次泵 变流量 变频控制 En e r g y c o ns u m p ti o n a n a l ysis of p ri m a ry p u m p a n d p ri m a ry2s e c o n d a ry p u m p s yst e ms wit h v a ri a bl e fl o w r a t e By Dong Baochun★,Liu Chuanju,Liu Dong and Z hao Defei Abst r a ct Taking t he ref rigeration station of Shanghai GM Co.L t d.as a n example,comp ares t he energy consump tion betwee n p rimary p ump and p rimary2secondary p ump syste ms wit h variable flow rate. The result shows t hat t he elect ricity consump tion of p rimary p ump system is only68%of t hat of t he p rimary2 secondary p ump syste m. Keywor ds p rimary p ump,secondary p ump,variable flow rate,variable f reque ncy cont rol ★Tongji University,Shanghai,China 0 引言 在空调系统能耗中,水泵耗能占很大一部分。变频技术在冷水泵中的合理应用,可以有效地减少空调能耗。然而,水泵变频控制技术在国内的应用并不很普及,空调工程中水泵采用变频技术的仅占10%左右[1],由于人们对一次泵变频系统的可靠性存在怀疑,故对一次泵进行变频的应用实例尤其少,但它有着较大的节能空间。二次泵变频控制技术用于空调冷水泵在美国已将近30年[2],在我国也有成功运行的例子。二次泵变频系统比较适合系统大、空调负荷变化大、能源中心与空调建筑相对位置较远的情况。本文以一大型工厂制冷站为例,对一次泵和二次泵水系统变流量控制进行能耗分析。 1 工程概况 上海通用汽车有限公司(以下简称通用公司)占地面积55万m2,建筑面积23万m2,设有冲压、车身、油漆、总装和动力总成五大车间。所有生产车间的供冷、供热都由制冷站负担,总冷负荷为54 MW,总热负荷为16.4MW。配置16DF100直燃双效溴化锂吸收式机组15台;23XL290螺杆式冷水机组2台;初级泵15台,每台流量608m3/h,扬程15m,功率37kW;次级泵8台,每台流量1140m3/h,扬程47m,功率200kW。整个冷水循环系统采用次级泵变流量、初级泵定流量,水系统图见图1。 2 运行工况 在冷水二次泵变流量系统中,次级泵负责将冷水分配给用户,初级泵满足一次循环回路中的流量恒定。初级泵回路与次级泵回路通过连通管连接,这样次级泵不受最小流量的限制,可采用二通阀加

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 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

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±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

一次泵变流量系统中温差控制法的正确应用

一次泵变流量系统中温差控制法的正确应用 武汉市建筑设计院 张再鹏 陈焰华 武汉科技大学 符永正 摘 要: 指出能量守恒特性所反映的温差变化情况与热交换器静特性所反映的温差变化情况是相互矛盾的。在定流量系统中,两者之间的矛盾是统一的,从单个末端设备来讲,温差按照热交换器静特性变化,从整体上讲,温差按照能量守恒特性变化。在变流量系统中,当末端设备主要采用流量可调型阀门调节时,矛盾不能解决。针对阀门的不同,给出了变流量系统正确的温差控制方法。 关键词: 热交换器静特性 能量守恒特性 变流量系统 压差旁通 1 概述 在定流量空调冷冻水系统中,人们对冷冻水供回水温差(以下简称温差)与负荷之间的变化关系取得了较一致的认识,即:负荷减小时,温差将减小,负荷增大时,温差将增大。该规律是从能量守恒层面给出的温差和与负荷之间的变化关系,简称为能量守恒特性。工程实际也证明了温差是按照能量守恒特性变化的。 将该规律直接应用于一次泵变流量系统,当负荷减小时,温差将减小,根据该信号控制水泵减速,减小水流量,使系统按定温差变流量运行,从而实现了水系统的输送节能。该控制方法即是众多文献所 说的温差控制法[1~5]。文献[1~4]还比较了温差控制法和其它控制方法的节能性,并取得了较一致的结论:温差控制法的管网特性曲线是一个无背压的管网特性曲线,而压差控制法的管网特性曲线是一个有背压的管网特性曲线,因此温差控制法的节能性优于压差控制法。由此可见,温差控制法是一个受到推崇的水泵控制方法。 但是能量守恒特性并不能反映末端设备的工作状况,并与末端设备的热交换器静特性所反映的温差变化情况不一致。末端设备的工作状况就是末端设备的作用压差或者流量随负荷的变化情况。热交换器静特性就是热交换器的换热量与流量之间的关系。事实上,在变流量系统中,末端设备的工作状况不同于定流量系统,末端设备的热交换器静特性所反映的温差变化情况与能量守恒特性的温差变化情况正好相反。将能量守恒特性直接应用于一次泵变流量系统,会使水泵的实际变化情况与预期的变化情况正好相反,并造成控制失败。本文将解释定流量系统中,热交换器静特性与能量守恒特性之间的矛盾,并给出一次泵变流量系统中适用于不同场合的两种温差控制法,及其应注意的问题。 2 热交换器静特性 本文所指热交换器是指末端设备中的加热器和表冷器,不包括冷热源侧的蒸发器和冷凝器。热交换 器静特性可以采用下列公式粗略计算[6]: ??? ??-+=1111 q a p (1)

循环水泵变流量控制

供热系统循环水泵选型及变流量控制策略 (中国矿业大学建筑环境与设备工程09级李豪) 【摘要】对于集中供热系统和分户计量供热系统,合理选择循环水泵型号并且合理搭配,同时采用正确合理的变流量控制方法,是实现供热系统节能的有效途径。对于计量供热系统,采用二次泵系统,并且对水泵采用变频调速的方法,是最为合理的。 【关键词】循环水泵,双级泵,变流量,变转速,变频调速 循环水泵是供热系统中最主要的动力设备和耗能设备。当循环水泵的设计及选型不合理或不符合供热系统实际运行工况时,就需要对循环水泵进行调节,主要方法有:(1)改变循环水泵的开启台数,这种调节方法可以快速而有效地调节供热系统的流量与压力,但调节范围太大,不能根据需要进行小范围调节,易造成大量的能源损耗;(2)改变循环水泵出口的调节阀门开度,这种调节方法可以中小幅度的增加或减小供热循环系统的阻力,从而改变循环水泵的压头和流量。但调节阀并不能改变其他管路的阻力特性,所以,这种调节方法中调节阀会引起大量的能量损耗,同时会引起循环水泵工作点的偏移,对系统的稳定运行造成不良影响;(3)改变循环水泵的出流量。其中对循环水泵的变频调速时最优方法。 所以,要实现供热系统循环水泵节能:(1)合理进行循环水泵选型;(2)合理进行循环水泵布置;(3)合理选择选择循环水泵调节方法 (一)循环水泵选型 循环水泵选型的目的是选择合适型号的循环水泵以满足供热循环系 统的压力和流量要求,同时尽量减小能耗。

循环水泵的选用原则: (1)循环水泵的流量和扬程能满足使用工况下的要求,并且应有10%—20%的富裕量; (2)应使工作状态点经常处于较高的效率值范围内; (3)当流量较大时,宜考虑多台水泵并联运行;但并联台数不宜过多,并且尽可能采用同型号水泵并联; (4)选择水泵时必须考虑系统静压对泵体的作用,注意工作压力应在泵壳体和填料的承受范围之内1 对于供热循环系统来说,当系统负荷较小而采用单级泵系统时,循环水泵的流量要满足循环系统总流量,扬程要满足热源循环系统 的压力损失和热网循环系统的压力损失之和;当系统负荷较大而选 用双级泵系统时,就要有针对性,热源循环水泵的扬程和流量只要 满足热源循环系统的压力损失和流量,热网循环水泵的扬程和流量 只要满足热网循环系统的压力损失和流量。当供热循环系统需要进 行工况调节时,可根据需要对热源循环水泵和热网循环水泵分别进 行调节,消除了调节时两个系统之间的关联影响,减小了能源的损 耗 (二)循环水泵的布置 对于供热系统,可以选择单级泵系统,也可以选用双级泵系统,这主要取决于供热系统的负荷和供热系统负荷的变化幅度 (1)当供热循环系统总负荷较小时,可以选择单级泵系统。这样可以节省初投资,并且减少运行成本。当负荷改变时,由于总负荷较小,所以负荷 改变量也较小,对单级泵进行工况调节不会造成很大的关联影响或能量 损耗 (2)当供热循环系统总负荷较大时,但负荷波动幅度较小时可以选择单级泵系统。这样可以节省初投资,并且在负荷改变时,通过对循环水泵的小 幅度调节就可以完成对整个供热循环系统的运行工况调节而不会造成 太大的能源浪费 (3)当供热循环系统总负荷较大,而且系统总负荷波动幅度较大时,最好选

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

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勺电流输入信号,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士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。 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。 “一宀”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3C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)。 减机: 1.依压缩机电流百分比(%殳定运行机组运行机组1) 2.f low* △ 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

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