一次泵变流量系统的设计

郝庆1) 张子平1) 穆丽慧2)

1)(河北工程大学) 2)(海南元正建筑设计咨询有限责任公司天津分公司)

摘要一次泵变流量V PF(variable primary flow)系统是中央空调系统的最新布置形式,与一二次泵系统相比在初投资和运行费用上更具有优势。目前国内一些采用一次泵变流量系统的工程在运行中出现许多问题,本文从制冷机组的选择、旁通流量的设计、机组的启停控制、泵和机组的布置方式、一次泵变流量控制方式的选择、机房外的布置6个方面说明V PF的设计要点。

关键词 V PF 设计一二次泵系统大流量小温差

The design of variable primary flow system

H ao Qing1) Zhang Ziping1) M u Lihui2)

1)(Hebei Eng ineering University)

2)(H ainan Yuanzheng Architectural Design&Consultation Co.,Ltd.)

ABSTRACT Variable primary flow system is the new est system of center air conditioning sys tems,which has larg e advantages in first cost and operational cost than primary/secondary sys tems.M any domestic eng ineering applying VPF ex ists many questions.The key of VPF design is advised from six sides of chiller selection,bypass flow design,chiller sequencing,pump and chiller configuration,VPF control modes selection and configuration outside plant.

KEY WORDS VPF;design;primary/secondary systems;low temperature difference and high flow

中央空调系统是根据最大冷/热负荷设计的。由于冷/热负荷受气候等因素影响经常变化,使中央空调系统大多数时间在部分负荷工况下运行,同时由于风机盘管除污器未及时清理,风机盘管选型不合适,风机盘管内空气的分布不均匀,末端使用的三通阀、管网的布置不合理等原因,使中央空调2个水系统绝大多数时间在大流量小温差下运行,造成系统运行费用的增加[1]。因此提高中央空调水系统的供/回水温差,降低空调运行成本,受到越来越多的关注。随着空调机组自动控制技术的发展,空调机组蒸发器和冷凝器的流量已经允许在一定范围内变化,一般为设计流量的30%~130%,这使得水泵变流量运行成为可能。中央空调水系统形式经历了一二次泵系统(一次泵定速,二次泵定速),一二次泵系统(一次泵定速,二次泵变速),移除了自力式流量控制阀,一次泵变流量系统,压差变送器代替流量表,独立压力流量控制阀的使用,风机盘管控制阀的发展(控制水泵频率的压差传送器从供回水干管上移到最不利环路上和将压力独立控制阀安装在风机盘管上),热回收机组8个发展阶段[1]。一次泵变流量系统作为中央空调水系统的最新布置方式,更好地解决了一二次泵系统出现的问题,特别在初投资、运行费用方面具有突出优势[2]。国内很多工程都采用了一次泵变流量系统,但出现了系统运行不稳定、末端过冷或者过热、压差旁通控制阀长期关闭、变频器频率变化范围过小等现象。

1 一二次泵系统存在的问题

1)所有的一二次泵系统在一次网和二次网的管接处都有一个汇合点,如图1上O点。当二次

第7卷第6期 2007年12月

制冷与空调

REFRI GERA T ION AN D AIR-CON DIT I ON ING

47 51

收稿日期:2006 09 01

通讯作者:郝庆,Email:haoqing8866@https://www.360docs.net/doc/1d6694465.html,

泵流量大于一次泵流量时,一次网的供水和二次网的回水混合,进入末端的冷冻水温度升高,风机盘管除热除湿能力下降,使风机盘管偏离原先的设计工况,

同时也增加了机组和水泵的能耗。

图1 一二次泵系统

2)末端水系统在大流量小温差下运行是一二次泵系统普遍存在的一个问题。当末端冷冻水的回水温度低于设计的回水温度时就会发生这种情况。由于这种情况不仅在部分负荷下经常出现,满负荷时这种情况也存在,因此会导致空调系统出现如下问题:

限制机组的负载量。在一二次泵系统中是按照一次泵的大小和设计温差来选择机组的,因为一次泵是定速泵,机组的负载量由末端水系统供/回水温差决定,在小温差下机组不会达到满载,只有末端水系统供/回水温差为设计温差时机组才会满载。

增大了水泵的运行费用。在5!设计温差时,若实际供/回水温差是4!,在相同的负载下,水泵泵送的水量将比设计的水泵泵送的水量增加25%,理论上泵将增加95%的能耗。

?管道和水泵不能满足水系统要求。由于系统管网是按照泵的额定流量来选取的,在实际运行中,由于低温差,系统水流量比设计流量偏大,系统阻力增大,系统水力不平衡,原有的管网将不能满足水系统要求

[3]

。

2 VPF 的特点

在一二次泵系统中一次泵采用定速泵的目的是为了确保机组安全运行,为机组提供恒定的流量。然而随着机组控制技术的发展,通过机组蒸发器和冷凝器的水流量为恒定流量不再是一个必要的条件。但对机组蒸发器和冷凝器最小水流量的限制仍然是必要的。一次泵变流量去除了一次定

速泵,添加了机组隔离阀,当机组关闭时,切断水流。在机组蒸发器进口水管处安装有流量表监测流量。一次变速泵调节整个末端水系统的流量,包括通过机组和末端风机盘管的水流量。旁通管可以安装在风机盘管的上游或者下游。旁通管上安装有控制阀,确保系统的末端水系统水流量在机组允许的最小流量之上。

与一二次泵相比,VPF 有如下特点:

从初投资来看,减少了二次泵,另外一二次泵连接的配件、防振器、启动器、电线、控制器等的投资可以抵消一次泵的变频驱动和旁通管控制的费用,同时机房占地面积比一二次泵有所减少。

从泵的能耗角度看,在满负荷时,一次泵变流

量与一二次泵的能耗相差不大;在部分负荷下,一次泵变流量比一二次泵变流量消耗更少的能量。由于空调系统80%时间在部分负荷下运行,因而节省的能耗是相当可观的[1]。但变流量运行会造成机组能效的下降,机组变流量运行比定流量运行能耗将会增加,将抵消一部分泵节省的运行费用。

从运行角度来看,一次泵变流量已经能够解决大流量小温差问题。3 VPF 系统的设计

VPF 系统应能够维持蒸发器的水流速在机组允许的范围内;能够对没有稳定运行时的瞬变流量(瞬变流量是由于机组启动之前与它相连的隔离阀的开启或机组停机时隔离阀的关闭引起的液压效果)进行操作,特别是在多个机组联合运行时。同时一次泵应采用合适的控制方式,解决大流量小温差问题。下面介绍VPF 系统设计要点。3.1 制冷机组的选择

3.1.1 选择蒸发器水流速范围较大的机组蒸发器水流速必须在机组允许的最小流速和最大流速范围内才能保证机组正常工作。对最小流速限制是为了保证蒸发器有好的换热效果,并且能够执行稳定的控制。对最大流速限制是为了防止振动和管道的腐蚀。机组的蒸发器水流速范围一般是0.915(0.4575)~ 3.355m/s 。为了更大地节约运行费用,选择蒸发器最小水流量小于或等于机组的设计流量60%的机组。因为VPF 的特点是降低泵的能耗,制冷机组的流量不能保持恒定,蒸发器最小水流速度越小,机组蒸发器就能够在一个比较大的流量范围内运行。只有蒸发器水流量降低到设计流量的50%的机组才具有节能潜力。

#48# 制冷与空调

第7卷

3.1.2 选择单位时间内允许蒸发器水流量变化大的机组

在VPF 中,蒸发器水流量是经常变化的,特别

是在多个机组联合运行时,对没有稳定运行时的瞬变流量进行操作。机组允许蒸发器水流量的变化一般是设计流量的2%~50%。对于机组控制器允许流量的变化低于2%的机组,需要30min 才能响应机组流量从设计流量降低到设计流量的50%,因而必须选择单位时间内允许蒸发器水流量变化大的机组。对于冷冻水水温要求严格的空调系统,如洁净空调、芯片制造车间,选择流量变化不超过设计流量的10%的机组;对于冷冻水水温要求不高的空调系统如舒适性空调,选择流量变化不超过设计流量的30%的机组[4]

。

3.1.3 选择通过蒸发器的水流压降相同的机组

对于多台循环水泵并联为多台机组供水的中央空调系统,如果选择不同大小和类型的机组,压降小的机组将会有更大的流速,同时会有更大的负载,不同的压降使系统不能稳定运行(见图2)

。

图2 VPF 系统1

3.2 旁通流量的设计

在VPF 中,旁通管是为了维持机组流量在最小流量之上,因而旁通流量的设计尤为重要。3.2.1 测定蒸发器流量的仪表的选择

旁通管和流量表共同作用保证蒸发器水流量在机组允许的最小流量之上。选择合适的流量测量仪表,使之能够提供准确、不间断的流量数据。准确获取蒸发器水流量是VPF 得以成功实现的关键。通过流量表测定蒸发器水流量对流量阀进行控制,但是水质问题、管道布置和仪表的精密程度都会对其产生影响。解决的方法是在蒸发器进出口处安装压差变送器,编写一个简单的代数式来控制机组的最小流量阀,这种控制更加稳定,可以进行微小的调节,但水泵的能效会有小幅的增加。由

于压差变送器在使用之前需要校核,安装位置有严格的要求,且容易受外界的电磁干扰,因而有条件最好考虑电磁流量计,尽管比较昂贵,但是它比其他测定流量的方式更加准确,并无需保养,就是把它安装在弯管或阀门附近也不会受影响。3.2.2 旁通管位置的选择

旁通管应尽量安装在水泵的附近,这样可减少水路的压降,降低水泵的能耗。同时因为测量蒸发器流量的仪表和旁通管上的控制阀必须接在同一个DDC 面板上,如果旁通管安装在远离泵的位置,那么流量表和控制阀就要接在不同的DDC 上,这样容易受到其他控制环路的影响。

3.2.3 旁通管上压差旁通控制阀的选择

安装在旁通管上的压差控制阀的作用是确保每一个正在运行的机组的蒸发器的水流速在机组制造商要求的最小流速之上。VPF 中使用压差旁通控制阀,在部分负荷下,由于蒸发器的水流量较小,在压差旁通控制阀两侧有很小的压降,此时压差旁通控制阀可能不能正常工作,始终处于关闭状态。压差旁通控制阀两侧的压差由于安装位置的不同,会在一个大的范围内变化。如图2,A 位置要求压差旁通控制阀有相对较高的运行压力,在B 位置要求一个较低的运行压力。压差旁通控制阀应选择在水流速和阀门前后压差有一个线性关系的控制阀门。3.2.4 旁通管上压差旁通控制阀的控制

压差旁通控制阀采用简单控制时不能响应蒸发器水流量的突然变化。例如,当许多风机盘管同时关闭时,末端二通阀同时也关闭,水流量将会突然变小,这时压差旁通控制阀如果不能快速反应,机组就会在低温差或小流量下运行[5]。如果压差旁通控制阀控制失败可能导致机组停机保护。此时可以通过缓慢关闭风机盘管上的阀门和分段关闭风机盘管解决上述问题。不论旁通管安装在什么位置,控制阀必须对蒸发器水流量变化时能够很快地作出反应。选择能够直接交换数据的设备,避免通过其他控制器传递输入输出信号。3.3 机组的启停控制

合适的机组启动次序有利于确保蒸发器水流速在机组允许的范围内运行。3.3.1 机组启动时的控制

在已启动的机组满载后再启动另一台机组。VPF 最简单的控制方法是监测蒸发器的出水温度,在启动另一台机组前使已经运行的机组尽量满载。只要机组能够维持设计的蒸发器出水温度,就没必要再启动另一台机组。当运行的机组不能提

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供足够的冷量时,启动另一台机组。

在多台机组联合运行的VPF 系统中,最大的风险是当一台机组启动时,系统流速有一个突然的降低,流量从已经运行的机组流向刚刚启动的机组。当一台或多于一台的机组正在运行时,另一台机组突然启动,那么通过运行的机组的流量将会突然减小。这是由于蒸发器水流量是由风机盘管处理的负荷量决定的。启动一台机组不会增加流量,流量将会在已经启动的机组间重新分配,因此就会导致已经开启的机组受刚刚开启机组的影响流量急剧变小[6]。为了避免这种情况发生,可以把将要启动的机组的温度设定值调高,然后缓慢打开流量隔离阀。隔离阀的选取同旁通管控制阀的选取一样,应选择在流速和阀门前后压差之间有一个线性关系的隔离阀。缓慢地打开隔离阀能够减小水锤的发生。在隔离阀打开之前,可以同时采用给机组强加一个50%~60%需求来增大水泵的流量或把机组冷冻水的设定温度提高1~3![2]。3.3.2 机组关闭时的控制

为了延长机组的使用寿命,应制定一个关闭机组的策略,使多台机组交替使用,当机组有适当的停机时间后才允许机组启动。在VPF 中,通过测定机组负载时的电流RLA (running load amps)来控制机组的启停间隔[3]。RL A %(实际RL A 除以设计RL A )反应了当前机组的运行状况。在多个相同机组的联合运行时,关闭机组的策略是目前正在运行机组的RL A %的和除以运行机组的数目减1。若结果小于正在运行机组期望的负载量,就关闭一台机组。例如,一个机房有3台相同的机组,每一台机组都在设计负载的60%下运行,如果关闭一台机组,那么其他两台机组就在设计负载的90%厦运行。如果希望保持机组在80%设计负载下运行,机组控制器就不能关闭一台机组,直到每一台机组的负载降到50%时才能关闭。3.3.3 机组启停联合控制

多台机组联合运行时,当增加一台机组时,蒸发器出水温度达到设计温度将花费一定的时间,而且在新启动的机组的出水温度达到设计温度之前,新启动的机组的出水和已经启动的机组的出水混合,降低了供水温度。因而最好的解决办法是依据蒸发器回水温度和蒸发器的水流量等多个变量来决定是否需要再启动一台机组。3.4 泵和机组的布置方式的选择

冷冻水泵和机组的布置方式有多台泵水并联

为多台机组供水和机组与水泵一一对应2种。

对于机组和水泵一一对应的空调系统如图3所示。当只有机组1运行时,如果系统冷负荷增大,需要启动机组2时,机组2及其对应的水泵不会立刻打开,只有水泵出口压力超过了在它上面止回阀的背压时才会打开[7]。止回阀上的背压是由正在为已经运行的机组供水的泵决定的。这时候止回阀突然打开,就会引起正在运行的机组水流量的急剧变化,机组提供的冷冻水温度会稍微增大,这在工业或工艺生产是不允许的。同时采用泵和机组一一对应的布置形式会导致系统水力失衡,同时导致机组运行不稳定。

图3 VP F 系统2

对于不采用泵和机组一一对应的空调系统(图2),水泵是基于总流量、能效和初投资等因素选取的。这样泵的运行台数不一定要和机组的运行台数相匹配。该系统允许2台水泵为3台机组供水,能够维持冷冻水供回水有较大的温差。2台泵可以为1台机组供水,允许机组在未启动另一台机组时满负荷运行,泵的启停次序是独立的。这样使机组运行更加稳定,提高了系统的能效。3.5 一次泵变流量控制方式的选择

一次泵变流量控制主要包括压差控制和温差控制2种方式。

1)压差变流量控制是用变频器改变泵的流量,保持空调系统供/回水干管或者最不利环路两侧压差的稳定。它是目前工程设计中应用最多的一种方案,从泵的运行特性出发,充分发挥水泵效率,采用这种控制方式下的空调系统运行稳定。

由于只考虑到系统的管网特性,没有考虑系统的热力特性,不能反映系统负荷的变化,不能保证室内温/湿度要求,节能效果不明显。运行稳定是这种控制方式最大的特点,然而随着水力平衡工具的发展,现有的水力平衡手段特别是动态压差平衡电动阀的出现已经能够保证系统稳定运行。这种控制方式对泵的要求很高,要求泵的性能曲线陡

#50# 制冷与空调

第7卷

峭,性能曲线平滑的效果不明显,而且找到一个符合系统管网特性的压差设定值比较困难。

2)温差变流量控制是用变频器改变泵的流量,保持空调系统供/回水温差稳定。从空调系统热力特性出发,能够保证室内温/湿度要求,能够反映系统负荷的变化,供/回水温差可达到4.5!以上,节能效果明显。

温差变流量控制以实测的温度作为控制参数,温度易受周围环境温度的影响,因而测温元件的保温至关重要。同时由于建筑物有热惰性,这使得响应变流量操作需要一段时间,因此需要根据建筑物建筑结构的特点,建立合适的热惰性模型,得到合适的变流量操作间隔时间。

3.6 机房外的布置

一个成功的VPF是整个空调系统共同作用的结果。机组、泵、空气处理机组和风机盘管要求协调配合。

1)风机盘管控制阀的选择

由于阀门缓慢开启和关闭可以减缓系统水流量的波动,因此选择缓慢动作的末端风机盘管控制阀。

2)水力平衡阀的选用

在一次泵变流量系统中阀门的要求比一二次泵的要求更严格。一次泵系统中泵的压头比一二次泵系统中二次泵的压头大20%~100%。一次泵变流量要求控制阀门维持高压差,在控制阀门选择上有一定的限制。

水力平衡阀的流量特性的选择主要是针对末端设备或被控系统的流量特性曲线而定。应选择末端装置的流量与水力平衡阀的开度成线性关系的水力平衡阀。一般情况下选择等百分比的水力平衡阀。

4 VPF系统的应用场合

当蒸发器水流量允许降低到至少设计流量的30%,操作人员熟悉变流量操作规程,系统允许供水温度在一定范围内波动时可以采用VPF系统。

虽然VPF系统在初投资和运行费用等方面优于一二次泵系统,但在以下情况时不使用VPF:由于VPF系统会使冷冻水温度有所波动,因而对于系统冷冻水要求很高,例如,洁净室、芯片制造车间不使用VPF。对末端使用了三通阀的场合不能使用VPF,因为三通阀使末端在定流量下运行。对现有的测控设备陈旧不精密的系统进行改造不适合应用VPF,因为VPF需要复杂的控制才能实现,陈旧的测控设备不能满足要求。

5 结论

1)VPF得以实现首先是要选择合适的空调机组。不是所有的中央空调机组都能应用在VPF系统中,应从机组最小流速、最大流速等方面选择合适的机组。多台机组运行时,还应考虑压降对系统的影响。机组和水泵的布置方式选择多台泵并联为多台机组供水的泵和机组的布置方式。机组和水泵的控制策略应由暖通设计人员制定。

2)二通电动阀是在VPF系统末端使用的控制设备,应选取阀前后压差和流速是线性关系的二通电动阀,还应考虑二通阀控制信号的持续性和滞后性。在VPF系统中要求机组、泵、空气处理机组和风机盘管协调配合。选择缓慢动作的末端风机盘管控制阀,采用在一定时间间隔后分区关闭空气处理器的控制策略,选择合适的水力平衡阀。

3)在VPF系统中一次泵的变速控制方式是决定运行费用大小的关键,对于系统水力平衡合理的空调系统优先考虑温差控制。

4)VPF有一定的应用场合,不是所有的中央空调系统都可采用,应在采用VPF前进行可行性分析。VPF对机组能效一定有影响,会造成机组能效的降低,应从水泵和机组的运行费用两方面考虑系统能耗。

参考文献

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第6期郝庆等:一次泵变流量系统的设计

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

“—→”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

一次泵变流量系统的设计

一次泵变流量系统的设计郝庆1) 张子平1) 穆丽慧2) 1)(河北工程大学) 2)(海南元正建筑设计咨询有限责任公司天津分公司) 摘要一次泵变流量V PF(variable primary flow)系统是中央空调系统的最新布置形式,与一二次泵系统相比在初投资和运行费用上更具有优势。目前国内一些采用一次泵变流量系统的工程在运行中出现许多问题,本文从制冷机组的选择、旁通流量的设计、机组的启停控制、泵和机组的布置方式、一次泵变流量控制方式的选择、机房外的布置6个方面说明V PF的设计要点。关键词 V PF 设计一二次泵系统大流量小温差 The design of variable primary flow system H ao Qing1) Zhang Ziping1) M u Lihui2) 1)(Hebei Eng ineering University) 2)(H ainan Yuanzheng Architectural Design&Consultation Co.,Ltd.) ABSTRACT Variable primary flow system is the new est system of center air conditioning sys tems,which has larg e advantages in first cost and operational cost than primary/secondary sys tems.M any domestic eng ineering applying VPF ex ists many questions.The key of VPF design is advised from six sides of chiller selection,bypass flow design,chiller sequencing,pump and chiller configuration,VPF control modes selection and configuration outside plant. KEY WORDS VPF;design;primary/secondary systems;low temperature difference and high flow 中央空调系统是根据最大冷/热负荷设计的。由于冷/热负荷受气候等因素影响经常变化,使中央空调系统大多数时间在部分负荷工况下运行,同时由于风机盘管除污器未及时清理,风机盘管选型不合适,风机盘管内空气的分布不均匀,末端使用的三通阀、管网的布置不合理等原因,使中央空调2个水系统绝大多数时间在大流量小温差下运行,造成系统运行费用的增加[1]。因此提高中央空调水系统的供/回水温差,降低空调运行成本,受到越来越多的关注。随着空调机组自动控制技术的发展,空调机组蒸发器和冷凝器的流量已经允许在一定范围内变化,一般为设计流量的30%~130%,这使得水泵变流量运行成为可能。中央空调水系统形式经历了一二次泵系统(一次泵定速,二次泵定速),一二次泵系统(一次泵定速,二次泵变速),移除了自力式流量控制阀,一次泵变流量系统,压差变送器代替流量表,独立压力流量控制阀的使用,风机盘管控制阀的发展(控制水泵频率的压差传送器从供回水干管上移到最不利环路上和将压力独立控制阀安装在风机盘管上),热回收机组8个发展阶段[1]。一次泵变流量系统作为中央空调水系统的最新布置方式,更好地解决了一二次泵系统出现的问题,特别在初投资、运行费用方面具有突出优势[2]。国内很多工程都采用了一次泵变流量系统,但出现了系统运行不稳定、末端过冷或者过热、压差旁通控制阀长期关闭、变频器频率变化范围过小等现象。 1 一二次泵系统存在的问题 1)所有的一二次泵系统在一次网和二次网的管接处都有一个汇合点,如图1上O点。当二次第7卷第6期 2007年12月制冷与空调 REFRI GERA T ION AN D AIR-CON DIT I ON ING 47 51 收稿日期:2006 09 01 通讯作者:郝庆,Email:haoqing8866@https://www.360docs.net/doc/1d6694465.html,

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

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

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

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。

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

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）

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

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

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,

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

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

二级泵变流量系统设计实例探讨

二级泵变流量系统设计实例探讨作者：任照峰于… 文章来源：互联网点击数：180 更新时间：2006-3-11 11:29:59 解压缩密码：https://www.360docs.net/doc/1d6694465.html, 本文结合某大学区域冷冻站工程设计实例，介绍了二级泵变流量系统的特点，分析了二级泵变流量系统设计中需要注意的几个问题（如负荷计算分析、设备选型、水泵设置、自控节能等），最后给出了该工程设计实例中用到的二级泵变流量系统，并做了简要分析。关键词：二级泵变流量系统设计实例 1 引言目前，国内普遍采用的空调水变流量系统主要有一次泵系统和二次泵系统，其简单流程图如图一、二所示。 1.1 一次泵系统。这种空调水系统靠在供回水干管之间设置旁通管来调节负荷侧流量，使负荷侧流量根据空调负荷的变化而变化，以达到节能的目的。在这种空调系统中，只设置

有一次冷水循环泵，定流量运行，仍然存在浪费能源的问题，因此该系统形式只适用于中小型工程。 1.2 二次泵系统。这种空调水系统在冷源侧设置一次冷水泵，定流量运行，保证冷水机组蒸发器流量恒定；在负荷侧设置二次冷水泵，分别满足各供冷环路不同需求。因为二次泵系统中负荷侧的二次泵可以根据各供冷环路需要分别设置，并且可以变频运行，所以适合用于系统较大、阻力较高且各环路负荷特性或阻力相差悬殊的场合，并且节能效果显著。随着我国节能政策的实施，变流量系统设计越来越多，下面就重点介绍一下二次泵变流量系统的设计中做一些探讨。 2 二次泵变流量系统设计要点；随着二次泵变流量系统在国内的应用实例越来越多，二次泵变流量系统的设计也越来越受到重视，新颁布的《采暖通风与空气调节设计规范》（2001版）（以下简称《规范》）及该规范2002年送审稿就针对二次泵变流量系统的设计给出了一些原则性的要求。下面结合某大学区域供冷站工程实例对二次泵变流量系统设计中需要注意的问题做一探讨。 2.1 各供冷回路冷负荷计算、负荷变化曲线分析、循环阻力计算。在本工程中，需要由本供冷站提供冷源的单体建筑有三个，分别为图文信息及行政办公中心（冷负荷6600kW）、国际交流中心（冷负荷3300kW）、食堂及超市（冷负荷5400kW）。图文信息及行政办公中心冷负荷的特点是：夏季最热时，学校放暑假，其人员较少，负荷并不处在最大值；学校放暑假前后，室外气温并不是很高，负荷并不处在设计计算最大负荷。食堂及超市冷负荷的特点是有明显的时间性，就餐时间负荷大，平时负荷很少，所以在一天

空调冷水一次泵变流量系统设计探讨_于晓明

空调冷水一次泵变流量系统设计探讨山东省建筑设计研究院　于晓明☆　赵建博　石　颖　李向东山东大学　刘庆堂摘要　介绍了空调冷水一次泵变流量系统的工作原理、组成、优点及适用性。阐述了冷水机组的选择、冷水机组的启停控制、冷水泵的选择及控制、旁通管及旁通控制阀的配置、压差及流量传感器的选择等5个方面的设计要点。关键词　一次泵　变流量系统　适用性 Discussion on the design of variable primary flow chilled water systems B y YuXi a omi n g★,Zh a oJ i a n b o,S h iYi n g,L iXi a n g d o n ga n d L i u Q i n g t a n g Abstract　Pr esents the oper a tion pr inciple,composition,advant ages and applic ability of the syste m. Expounds the design points fr om f ive aspe cts,including the chiller unit selection,chille r unit sequencing, chilled water pump selection and contr ol,bypass pipe and valve configur a tion,pressur e-drop and flow sensor sele ction. Keyword s　pr im ary pump,var iable flow system,applicability ★Sh andong Provincial Arc hitectural Design In stitute,Jin an,Ch ina 0　引言随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高,空调得到越来越多的应用,但是空调的普及使得空调能耗在生产和生活总能耗中所占的比例越来越大。空调系统能耗约占整个建筑能耗的35%以上,其中空调冷水和冷却水系统能耗约占空调总能耗的30%。工程实践表明,导致集中空调系统电耗高的主要原因是目前我国大型建筑空调冷水系统多为定流量系统,系统运行中普遍存在“大流量,小温差”的问题,由此造成冷水循环泵扬程过大、电耗过高。空调冷水一次泵变流量系统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,具有较大节能潜力,因此得到了越来越广泛的应用。本文将就空调冷水一次泵变流量系统的设计要点进行探讨,以供同行在工程设计中参考。 1　空调冷水一次泵变流量系统的原理及组成 1.1　原理空调冷水一次泵变流量系统的工作原理:一方面是在负荷侧通过调节电动两通调节阀的开度改变流经末端设备的冷水流量,以适应末端用户空调负荷的变化;另一方面是在冷源侧采用可变流量的冷水机组和变频调速冷水泵,使蒸发器侧流量随负荷侧流量的变化而改变,从而最大限度地降低冷水循环泵的能耗。同时,要确保通过冷水机组蒸发器的水流量在安全流量范围内变化,维持冷水机组的蒸发温度和蒸发压力相对稳定,保证冷水机组能效比相对变化不大。 1.2　组成空调冷水一次泵变流量系统的典型配置如图1所示。在冷源侧配置变频泵,每台冷水机组的进(出)水管上设置慢开慢关型隔断阀,冷水泵与冷水 · 67 · 暖通空调HV&AC　2010年第40卷第4期设计参考 ①☆于晓明,男,1963年5月生,大学,工学学士,研究员,专业总工程师 250001　济南市经四路小纬四路2号山东省建筑设计研究院 (0531)87913093 E-mail:yyuumm@https://www.360docs.net/doc/1d6694465.html, 收稿日期:2009-07-07 修回日期:2009-11-30