一次泵冷冻水系统直接应用变频的模拟分析及工程应用
主冷却剂泵变频启动的建模与仿真
主冷却剂泵变频启动的建模与仿真主冷却剂泵变频启动的建模与仿真主冷却剂泵是核电站的核心设备之一，其运行稳定性和可靠性对核电站的安全运行至关重要。
为保证主冷却剂泵的正常运行，常采用变频启动方式，通过变频器控制电动机启动过程中的起动电流，确保了设备的安全稳定运行。
本文旨在研究主冷却剂泵变频启动过程中的建模与仿真。
1.建模主冷却剂泵变频启动过程中的建模主要涉及到电动机机械特性、电机转矩电流特性和变频器控制系统特性三个方面。
(1)电动机机械特性通过对电动机进行测量和试验，得到电动机机械特性曲线，其中包括电动机空载电流、额定电流、空载运行、负载运行等数据。
根据电动机机械特性曲线，可以得到电机的转速与负载的转矩之间的关系，即机械特性方程。
(2)电机转矩电流特性电机转矩电流特性是指电机所提供的转矩随着电流的增加而增加的特性。
通过对电机进行测量和试验，得到电机的转矩电流特性曲线，其中包括电机的额定转矩、最大转矩和额定电流等数据。
根据电机转矩电流特性曲线，可以得到电机的转矩与电流之间的关系，即电机的电磁特性方程。
(3)变频器控制系统特性变频器控制系统特性包括变频器输出频率与电压之间的关系、调节速度控制、电压调节等基本特性。
通过对变频器进行测量和试验，得到变频器的工作特性曲线，其中包括变频器的输出频率、输出电压、控制电流等数据。
根据变频器控制系统特性曲线，可以得到变频器的输出频率与输出电压之间的关系，即变频器的控制特性方程。
2.仿真针对上述三个方面的电性特性，我们采用Matlab/Simulink作为仿真平台，搭建主冷却剂泵的变频启动仿真模型。
(1)电动机机械特性仿真将电动机空载电流、额定电流和运行参数等数据输入到Simulink中，设置电动机的机械特性方程，构建出电动机转速与负载转矩之间的关系图，即电动机机械特性仿真图。
(2)电机转矩电流特性仿真将电机的额定转矩、最大转矩和额定电流等数据输入到Simulink中，设置电机的电磁特性方程，构建出电机转矩与电流之间的关系图，即电机转矩电流特性仿真图。
某酒店空调冷冻水输配系统(一次泵定流量vs二次泵变流量)对比分析报告
某酒店空调冷冻水输配系统（一次泵定流量vs二次泵变流量）对比分析报告一、引言空调冷冻水输配系统是酒店建筑中的重要组成部分，直接关系到酒店的舒适度和能源消耗的情况。
在空调冷冻水输配系统中，冷水泵是核心设备之一，其能效性和运行模式选择会直接影响系统的性能和能源消耗。
本报告将对一次泵定流量和二次泵变流量两种系统进行对比分析，以期为酒店空调冷冻水输配系统的设计和运行提供参考。
二、一次泵定流量系统思路及分析一次泵定流量系统是指冷冻水系统中的冷水泵通过设定固定的流量进行运行。
其优点是系统稳定性高，运行安全可靠；但缺点是冷水泵在运行时的功耗相对固定，无法随着冷负荷的变化进行调节，导致能源消耗无法最优化。
三、二次泵变流量系统思路及分析二次泵变流量系统是指通过在冷水回水管线上安装变频器，实现泵的流量调节。
该系统根据冷负荷的变化实时调节泵的流量，使得冷水泵的工作点在最佳效率区域，从而达到能源消耗的最优化。
相对于一次泵定流量系统，二次泵变流量系统具有较低的能源消耗和较高的灵活性。
四、对比分析1.能源消耗对比在冷负荷变化不大的情况下，一次泵定流量系统的能耗相对较稳定，但不够灵活，无法根据实际冷负荷进行调整，存在部分时段的能源浪费。
而二次泵变流量系统能够根据冷负荷的变化实时调节泵的流量，实现能源消耗的最优化。
2.运行效率对比一次泵定流量系统由于冷水泵的功耗相对固定，所以无法实现最佳工作点的选择，存在能耗浪费。
而二次泵变流量系统通过变频器实时调节泵的流量，能够使冷水泵一直处于最佳工作点，提高运行效率。
3.运行稳定性对比一次泵定流量系统的流量固定，系统运行相对稳定，但在冷负荷突然增加时，可能出现无法满足负荷要求的情况。
而二次泵变流量系统能够根据冷负荷的变化实时调节泵的流量，使得系统能够应对突发负荷变化，提高运行稳定性。
五、结论综上所述，二次泵变流量系统相对于一次泵定流量系统，在能源消耗、运行效率和运行稳定性等方面具有明显的优势。
探讨冷冻水一次泵变流量系统的研究
探讨冷冻水一次泵变流量系统的研究摘要分析了一次泵变流量系统中用户侧和冷热源侧流量和温差变化不同步的原因,指出了变化不同步带来的问题,根据不同的水泵控制形式,给出了不同的旁通控制方法,并给出了各种旁通控制法的旁通流量计算公式。
关键词一次泵变流量系统旁通流量AbstractAnalyses the causes for out-of-step changes in flow rate and temperature difference of userside and cold/heat source side. Points out the problems caused by the out-of-step changes. Presents differentbypass control methods and corresponding calculating formulas for bypass flow rate according to differentpump control methods.Keywordsvariable primary flow system, Bypass flow1概述一次泵定流量系统是指系统用户侧的流量变化而冷热源侧的流量恒定的一次泵空调冷水系统,为了平衡用户侧和冷热源侧的流量,系统中需要设置旁通管。
一次泵变流量系统是指系统用户侧和冷热源侧的流量都随负荷变化而变化的一次泵空调冷水系统,用户侧和冷热源侧的流量一般被认为是同步变化的,因此很容易认为该系统可以取消旁通管。
该问题是一次泵变流量系统研究的一个热点问题,业内主要存在两种截然不同的观点。
一种观点认为,冷水机组存在一个流量变化下限,当流量小于下限值时,冷水机组有冻裂等危险,因此认为系统需要设置旁通管;而另一种观点认为,实际工程的流量通常不会小于这个流量下限,当设置多台冷水机组并联运行时,流量下限更小,因此认为旁通管可以取消。
一用一备凝泵变频控制的策略分析及效果
一用一备凝泵变频控制的策略分析及效果叶金勤,吴剑恒(福建省石狮热电有限责任公司,福建石狮362700)摘要:为解决抽凝机组凝泵采用调节阀控制热井水位存在的问题,比较目前变频器常用的“一拖一”或“一拖X ”控制方式后提出用一台变频器控制“一用一备”的2台凝泵的控制模式,在福建省石狮热电有限责任公司抽凝机组实验获得成功,收到了较大的经济效益和良好的控制效果,并得到了推广应用。
关键词:变频调速;凝泵;热井水位;控制策略分析;联锁备用;节能中图分类号:TM921.51 文献标识码:B 文章编号:1004-7948(2007)08-0043-031引言近年来,福建省石狮热电有限公司先后在锅炉回料风机、引风机、二次风机、给煤机等设备应用18台低压变频器均取得了成功。
然而,这些都是1台变频器控制1台风机运行,还有一些正常情况下一用一备(即1台运行,另1台联锁热备用)的2台水泵仍有应用变频调节的节能潜力,能否采用1台变频器控制一用一备的2台水泵变频调速,即可达到节能目的,又能降低投资?本文介绍采用1台变频器切换控制于一用一备的2台凝泵变频调速控制热井水位的控制策略,并比较各种方案的优劣,以及变频调速的节能情况和应用效果。
2凝结水系统构成及改造前存在问题该公司2台C6-35/8型调整抽汽冷凝式汽轮机分别配置2台100%容量的100NB60型凝结水泵,流量36m 3/h ,扬程65m ,配用Y160-2型15kW 电动机,电压380V ,额定电流2914A 。
正常情况下,2台凝泵为1台运行、1台联锁热备用。
凝结水系统如图1所示。
图1 凝结水系统示意图 本系统采用控制调节阀开度维持热井水位的方式,运行中主要存在以下问题:(1)凝泵选型设计时考虑到最恶劣环境和机组最大负荷的需要,留有足够的设计富裕量。
实际上抽凝机组处于抽汽运行工况时凝结水量小并且波动大,不得不关小阀门开度,人为增加管道阻力达到调节流量和压力的目的,造成阀门节流损失大,水泵运行效率很低。
冷冻水泵的变频控制性能测试与分析
冷冻水泵变频性能测试与分析09空调1 闾宇09202006一．测试目的1.测试水泵通过变频调节性能2.熟悉掌握水泵变频控制以及数据处理3.掌握测试方法与测试仪器使用二．使用仪器设备秒表压力表BA控制柜三．测点布置四．测试方法1.在不同频率下冷冻水回水管冷冻泵出水管处与冷冻水进水口（压力取决于与之相连的水箱高度）处设置压力表，测试水头压差（扬程）H=P1-P2 (压力真空0.03MP)2.在不同频率冷冻水出水管路上通过水表，纪录测试水量（流量）Q=0.01X(圈数/时间）3.通过变频控制柜测试在不同频率下水泵的运行工况（电压电流电机速度输入功率）调节泵的性能根据单台泵的相似定律Q1/Q2=N1/N2 H1/H2=(N1/N2)2P1/P2=(N1/N2)3 可知在：Q1/Q2=N1/N2=0.0036/0.0031=2940/2760≈1.1 同理：0.19/0.17=(2940/2760)2≈1.122= H1/H2=(N1/N2)21.61/1.38=(2940/2760)3≈1.2= P1/P2=(N1/N2)3即：（Q1/Q2)3=(H1/H2)2= P1/P2七．分析总结经分析知：当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。
即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
所队当所要求的流量Q减少时，可调节变频器输出频率使电动机转速n按比例降低。
这时，电动机的功率P将按三次方关系大幅度地降低以达到节电的目的，减少对能量的损耗。
另外，水泵起动时的急扭和突然停机时的水锤现象往往容易造成管道松动或破裂，严重的可能造成电机的损坏，水泵采用变频器调速以后，可以根据工艺的需要，实现泵机的软启和软停，从而使急扭及水锤现象得到解决。
而且在用水量不大的情况下，可以降低泵机的转速，这样不仅避免了水泵长期工作在满负荷状态，造成的电机过早的老化，而且变频器的软启动大大减小泵机启动时对机械的冲击，也具有节能的作用，其节电率一般在15%-40%左右。
冷冻站盐水泵变频调速系统电气工程及其自动化专业毕业设计毕业论文
本科毕业设计说明书冷冻站盐水泵变频调速系统FROZEN STATION SALT WATER PUMP FREQUENCY CONVERSIONGOVERNOR SYSTEM学院（部）：电气与信息工程学院专业班级：电气工程及其自动化学生姓名：指导教师：年月日冷冻站盐水泵变频调速系统摘要近年来，交流调速发展十分迅速，打破了过去直流拖动在调速领域中的统治地位，交流拖动已经进入了与直流拖动相媲美、相抗衡的时代。
本论文结合我国煤矿冻结站的现状，并利用在校期间掌握的专业技能，设计了一套利用PLC变频调速器以传感器为基础的水泵流量闭环调速系统。
变频调速技术是一项综合现代电气技术和计算机控制的先进技术，广泛应用于水泵节能和恒压供水领域。
变频调速技术用于水泵控制系统，具有调速性能好、节能效果显著、运行工艺安全可靠等优点。
在大力提倡节约能源的今天，推广使用这种集现代先进电力电子技术和计算机技术于一体的高科技节能装置，对于提高劳动生产率、降低能耗具有重大的现实意义。
可以说变频调速技术是一项利国利民、有广泛应用前景的高新技术。
依靠现代化技术手段对生产过程进行控制和管理，提高设备运行效率和可靠性，节省宝贵的水、电资源，是技术发展的必然趋势由于电子技术的飞速发展，变频器的性能有了极大提高，它可以实现控制设备软启软停，不仅可以降低设备故障率，还可以大幅减少电耗，确保系统安全、稳定、长周期运行。
变频器调节流量闭环控制：通过供水管道上的远传流量计，输出0-20mA模拟量信号送入PLC，在通过A/D转换，执行PID程序，D/A转换后，输出控制信号给变频器，来自动调节变频器的输出频率，来自动调节变频器的输出频率，从而改变拖动水泵的电动机的转速，达到调节流量的作用。
交流变频调速是交流电动机调速方法中最优的方案，采用变频器对盐水泵机械进行调速来调节流量的方法，对节约电能，提高经济效益具有重要意义。
在文章中，我们研究了采用可编程控制器控制的变频器对盐水泵进行调速所产生的节能减排效益，重点提到了冻结站盐水泵变频节能系统的硬件组成及软件设计。
一次泵冷冻水系统直接应用变频的模拟分析及工程应用
一次泵冷冻水系统直接应用变频的模拟分析及工程应用朱伟峰江亿(清华大学)摘要通过理论分析、模拟计算和实际应用,指出在风机盘管加新风机组的空调一次泵冷冻水系统中,由于实际大多数建筑的新风机组水阀目前不控制,在这样的系统中如果直接对一次泵进行变频改造和取消冷机旁通管,不仅仍然能够满足室内的空调要求,而且可以大量节约冷冻水泵的电耗。
关键词空调冷冻水系统节能变速泵SIMULATION ANALYS IS AND PRACTICAL APPLICATIONOF THE VARIABLE-S PEED SINGLE CHILLED WATER LOOPZHU Weifeng JIANG YiABSTRACT Presents that the variable-speed single chilled water loop without chiller bypass line can be used in the air-conditioning systems where the terminals are fan-coil units and the water valves of the air-handling units are not controlled automatically.The results of the simu2 lation and practical applications also approved this viewpoint.KEY WORDS air conditioning chilled-water system energy conservation variable-speed pump1引言目前国内商业建筑集中式空调的冷冻水系统,采用一次泵系统的不在少数,估计不会低于50%。
这些冷冻水泵要实现节能改造,变频将是重要的方向和手段。
但是如果采用现有的理论,实现这些冷冻水泵的变频改造,就需要将这些一次泵系统全部改造成二次泵系统,就需要对冷冻站进行几乎全新的设计和建设,而通过对一些系统的实际调查和分析得出,这样做由于改造投资和改造规模大等原因,在实际改造过程中往往不现实。
一次泵变水量系统的分析及其应用实例
收 稿 日期 ：２ ０ —２ １ ０ ９１ ．５
阀关 小 ，供 、 回水 压 差 △ Ｐ将 会 提 高而 超 过设 定
第１ 期
供承
一次泵变水量系统的分析及其应用实例
回水
Ｉ
说明
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说明：
供水
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表示电动词
表示电动暧 囤 亲示压差控制｛ 异 田 表示 度传感器
矛盾 的最 常用方 法是在 供 、 回水 总管 上设置 压差旁 通 阀 。 一 次 泵 变 水 量 系 统 如 图 ｌ所 示 。 该系 统工作 的基 本原 理是 ：在 系统处 于设计状 态 下 ，所有 设备 都满 负荷运 行 ，压差 旁通 阀开度 为
零 （ 旁通水 流量 ） 这 时压 差控制 器两端 接 口处的 无 ， 压力 差 （ 又称 负荷 侧 供 、回 水压 差 ） △尸 即是控 制 器 的设 定压 差值 。 当末端 负荷变 小后 ，末 端 的两通
２１年 ３ ００ 月
洁 净ｓ 空调技 术 Ｃ ＆ Ｃ ＣＡ
第１ 期
一
次泵变水量 系统 的分析及其应用实例
番 禺城 市建筑设 计院有限公 司 陈丽茹
摘 要 分析 了一次泵 变水量 系统 的工作原理 ，指 出 了其 常用 的三种连接方 式，并举 出其在 空调工程 中的应用 实例 。 关 键 词
图 表 压茬 制 示 控 器 ｒ 示 度传 器 － ｎ表 湿 藤
用 的节能措 施 。变水 量系 统是将 水系 统的 调节方式 设计 成定温 度 、变 流量 ，使末端 设备 的供水 量和系 统 的循 环 水量 随空调 负荷 的变 化而 增减 ，可 分为一 次泵 变水 量系统 、二次泵 变水量 系统 和混合 变水量
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一次泵冷冻水系统直接应用变频的模拟分析及工程应用朱伟峰 江 亿(清华大学)摘 要 通过理论分析、模拟计算和实际应用,指出在风机盘管加新风机组的空调一次泵冷冻水系统中,由于实际大多数建筑的新风机组水阀目前不控制,在这样的系统中如果直接对一次泵进行变频改造和取消冷机旁通管,不仅仍然能够满足室内的空调要求,而且可以大量节约冷冻水泵的电耗。
关键词 空调 冷冻水系统 节能 变速泵SIMU LATION ANALYSIS AN D PRACTICAL APPL ICATIONOF THE VARIAB L E-SPEED SING L E CHI LL ED WATER LOOPZHU Weifeng J IAN G Y iABSTRACT Presents that the variable-speed single chilled water loop without chiller bypass line can be used in the air-conditioning systems where the terminals are fan-coil units and the water valves of the air-handling units are not controlled automatically.The results of the simu2 lation and practical applications also approved this viewpoint.KE Y WOR DS air conditioning chilled-water system energy conservation variable-speed pump1 引 言目前国内商业建筑集中式空调的冷冻水系统,采用一次泵系统的不在少数,估计不会低于50%。
这些冷冻水泵要实现节能改造,变频将是重要的方向和手段。
但是如果采用现有的理论,实现这些冷冻水泵的变频改造,就需要将这些一次泵系统全部改造成二次泵系统,就需要对冷冻站进行几乎全新的设计和建设,而通过对一些系统的实际调查和分析得出,这样做由于改造投资和改造规模大等原因,在实际改造过程中往往不现实。
另一方面,以前的离心式制冷机一般要求用户使用时要保证冷机冷冻水量的恒定,这也是以前主张采用二级泵系统的主要依据之一,但是近年来,由于冷机控制技术的进步,现在的离心式冷机基本上都已经不需要维持冷机冷冻水量的恒定了,在设计水量的50%以上完全可以比较正常地运行[1][2]。
所以对这些一次泵系统,是否可以经过一些合适的变化,直接应用变频,达到在初投资和改造都不大的情况下实现冷冻水系统的节能成了一个有待探讨的问题。
下面通过分析和模拟计算的方法对此进行分析和讨论。
2 传统一次泵水系统形式的性能分析现在首先对传统的一次泵系统形式的性能进行一些分析,通过这些分析,讨论改进的可能,同时对提出的新系统在性能上也有一个比较的标准。
所模拟分析的系统是如图1的一个办公用写字楼中常见的典型的风机盘管加新风的系统,为便于模拟计算,系统适当简化,只计算6个风机盘管末端。
该水系统主要有6个风机盘管末端、一台新风机组和两台冷机及两台冷冻水泵组成。
每个风机盘管末端安装有电磁两通阀,控制所在空调房间的温度在24～26℃范围内,新风机组的水路上安装有电动调节阀控制新风的送风温度为20℃。
冷机和水泵的两端并联旁通管和旁通电动阀,旁通电动第3卷 第1期 2003年2月 制冷与空调 REFRIGERA TION AND AIR-CONDITION IN G Vol.3,No.1 February2003阀控制冷机进出冷冻水水管的压力差恒定为122.8kPa ,从而保证通过冷机的水量恒定。
冷冻机的送水温度根据旁通阀的开度进行调节。
图1 分析的传统一次泵冷冻水系统 模拟中该系统冷机和水泵的参数如下。
(1)冷机设计参数冷机类型:离心式制冷机;最小负荷率:0.2;冷量:23.5kW ;冷冻水量:1.13kg/s ;冷却水量:1.35kg/s ;能效比COP :5.0;冷冻水送水温度:7℃;冷却水进水温度:32℃。
(2)水泵参数冷冻水系统设计水量:2.25kg/s ;设计水阻力:24.56米水柱(考虑房间盘管电磁阀2.1米的水阻力)。
考虑水量1.1倍和扬程1.2倍的安全系数,两台水泵,每台水泵额定点的水量:1.24kg/s ;扬程:30米水柱;效率:70%。
同时参照某型号水泵的扬程—水量和效率—水量曲线设定水泵的特性曲线。
模拟的软件采用HVACSIM +[3]。
在低负荷下,只开一台冷机和水泵。
图2,图3和图4是低负荷下该系统的一部分模拟结果。
图2 系统各水量 低负荷下该系统各空调房间升温的时间较长而降温的时间较短,从图3中的1#房间风机盘管电磁水阀的开度可以看出,此时电磁水阀开的时间很短而关的时间很长,大部分时间电磁水阀处于关的状态,其余5个房间风机盘管电磁水阀的开关情况和此类似,这是因为电磁阀一打开就是全开,水量比较大,而且由于盘管小量和热量的非线性关系(比如50%的冷冻水量就可能使盘管提供75%的冷量)造成了低负荷下的这种情况。
由于这些风机盘管电磁水阀开的时间都很短,所以综合起来,低负荷下,风机盘管的总水量波动很大。
而如果想对冷冻水泵进行变频改造,允许冷机的冷冻水量在一定的范围内进行变化,考虑取消现有冷机的旁通管和旁通阀,但是如果低负荷下风机盘管的水量波动太大,就需要系统有一定的旁通水量的能力。
这就出现了矛盾。
观察低负荷下新风机水阀的开度,可以看到,此时新风机电动水阀的开度不大。
设计状态下,该系统总的冷冻水量为2.25kg/s ,新风机的水量大约是系统总水量的30%(此比例在风机盘管加新・62・ 制 冷 与 空 调 第3卷 风的办公楼冷冻水系统中是比较普遍的),折合0.67kg/s 。
考虑到目前实际的系统中,由于设备的本身性能不好和维护不佳,大多数建筑新风机的电动水阀实际上并不自动控制,而是常年处于全开的状态,所以新风机的水路就可以起到非常有效的旁通作用了。
因为此时只开一台冷机和水泵,冷机的额定冷冻水量为1.13kg/s ,也就是说即使保守地认为水泵的扬程恒定不变,风机盘管全关时新风机组水路的水量仍能到达冷机额定水量的60%左右。
从而在新风机水阀不控制的一次泵水系统中,可以保证在低负荷下,经过冷机的水量不会很小(小于60%)。
图3 1#房间风机盘管电磁水阀的开度图4 新风机组的水阀开度 所以针对目前现有的大多数新风机水阀不控制的风机盘管加新风空调系统,其如果是一次泵冷冻水系统,就可以考虑进行如下的节能改造:取消冷机的旁通管和旁通阀;对冷冻水泵直接增加变频;同时对冷冻水送水温度进行调节。
在低负荷下,系统只开启部分的冷机和水泵,系统冷冻水量比设计的冷冻水量可能要低不少,而新风机组水管管径并不因为部分负荷而变小,是和设计的冷冻水量对应的管径,所以在低负荷下,新风机组水管如果不控,其对冷冻水量的旁通作用比较强。
但是在高负荷下,系统冷冻水量就会比较大,会接近设计值,此时新风机水阀虽然不控,其对冷冻水量的旁通作用要比低负荷下弱很多,此时冷机的水量会出现很小的情况吗?为此先对传统一次泵系统在高负荷下的系统性能进行分析。
在高负荷下,开两台冷机和水泵。
图5和图6是高负荷下传统系统的一部分模拟结果。
・72・ 第1期 朱伟峰等:一次泵冷冻水系统直接应用变频的模拟分析及工程应用 图5 系统各水量图6 1#房间风机盘管电磁水阀的开度 在高负荷下,该系统空调房间的温度是升温快而降温慢,这是因为此时负荷较大,如果风机盘管电磁阀关闭,那么在较短的时间就可能使空调房间的室温达到温度设定的上限。
从1#房间风机盘管电磁水阀的开度可以发现,此时,空调房间的电磁水阀在多数时间内处于开的状态,而关的时间比较短,别的空调房间电磁水阀的开关情况和此类似。
这样多个开长关短的风机盘管电磁水阀并联在一起导致的结果是水系统各水量中,风机盘管支路的水量波动比低负荷下要小得多,如该例中,风机盘管水量基本上在1.2kg/s ～1.8kg/s 之间变化。
这样,虽然高负荷下不控水阀的新风机组支路对冷冻水量的旁通作用没有低负荷下那么强,但是由于此时风机盘管的水量变化要比低负荷下小得多,而且可以用概率论严格地证明随着风机盘管数目的增多,中高负荷下风机盘管支路的水量将基本没有什么变化[4],所以在中高负荷下冷机不使用旁通和应用一次泵变频是可以的。
因此针对目前大多数新风机水路不控制的一次泵水系统而言,在不加冷机旁通管及旁通阀的基础上,给冷冻水泵直接增加一定程度的变频,保证冷机正常运行的前提下适当减少冷冻水量(比如冷机额定冷冻水量的60%以上)以实现水泵的节能是可以的。
3 改进的一次泵变频系统的性能分析下面分析新风机水路不控制,冷机取消旁通管・82・ 制 冷 与 空 调 第3卷 和旁通阀,并给冷冻水泵增加一定程度的变频的冷冻水系统的具体性能。
采取的具体的控制方式如下:由风机盘管末端水路(即第6个风机盘管支路)两端的水压力控制水泵的变频,使水泵的转速在额定转速的70%～100%之间变化(和前面的系统一样,水泵的额定转速为24.17rps),保证冷机的正常运行;同时根据水泵的转速控制冷机的出水温度在7～12之间变化,这样既可以节省冷机的电耗,而且又不会使低负荷下新风的送风温度过低从而导致负荷较小房间的温度过低;房间室温的控制和前面的系统一样,通过风机盘管电磁阀的开关来控制。
图7是提出的新的系统在低负荷下的各种水量的变化值。
此时系统运行1台冷机和水泵。
图7 系统各水量 通过模拟结果发现,在低负荷下,提出的新的冷冻水系统能够使各空调房间达到需要的空调要求。
虽然系统中风机盘管的水量波动很大,但是由于此时新风机组的旁通作用比较强,所以冷机的水量大约在0.73～1.36kg/s变化,即不管风机盘管水量如何变化,冷机的水量一直在冷机额定水量的65%～120%之间变化。
考虑到冷机可以一定程度的变流量(如60%～70%以上),那么这样的系统在低负荷下是可以正常运行的。
对比该系统和前面传统系统的冷机能效比,发现新的系统方式在低负荷下适当改变冷机的冷冻水流量,对冷机能效比几乎是没有影响的,不会因为冷机适当地变流量而导致冷机的电耗有明显的增加。
这一方面是因为根据传热学,蒸发器内冷冻水横向冲刷管束时水侧的传热系数仅和水流速的0.6次方成正比[5],同时目前蒸发器制冷剂侧的热阻不比水侧的热阻小(目前蒸发器管子在制冷剂侧加内肋而不在水侧加外肋提高蒸发器的传热系数也说明的这一点),最后上述变水量只是在设计水量的70%以上进行变化,所以冷机变水量对制冷机蒸发器的传热系数和冷机的制冷效率几乎没有影响。