空调水系统变流量节能控制论文
中央空调冷却水系统节能优化控制研究
中央空调冷却水系统节能优化控制研究中央空调冷却水系统是建筑物中常见的制冷设备，它能够有效地为室内提供舒适的温度环境。
由于长期运行和使用，中央空调冷却水系统存在能耗高、运行成本高、能效低等问题。
为了提高中央空调冷却水系统的能效，节约能源和降低运行成本，需要对其进行节能优化控制研究。
一、中央空调冷却水系统的概述中央空调冷却水系统是利用冷却水来对空气进行冷却，然后将冷却后的空气输送到室内，以调节室内温度。
在这个系统中，冷却水通过循环泵被输送到冷却塔或冷却器冷却后再返回到冷冻机组。
整个系统的运行需要消耗大量的电能和水资源，而且系统内部的阀门、泵、风机等设备也会产生一定的能耗。
二、中央空调冷却水系统的能效问题现有的中央空调冷却水系统主要存在以下能效问题：1. 运行能耗高：中央空调冷却水系统在长时间的运行中，能耗较高，给使用者造成了一定的能源浪费。
2. 能效低：在系统的设计和运行中，存在一些能效低的设备和工艺，导致整个系统的能效较低。
3. 运行成本高：运行中所需要的电能和水资源都较为昂贵，给使用者带来了较高的运行成本。
三、中央空调冷却水系统节能优化控制研究的必要性由于中央空调冷却水系统存在以上的能效问题，对其进行节能优化控制研究是十分必要的。
通过研究，可以找到合适的控制策略和技术手段，从而提高系统的能效，减少运行成本，降低对能源和水资源的消耗，实现可持续发展的目标。
四、中央空调冷却水系统节能优化控制研究的重点内容1. 控制策略研究：研究中央空调冷却水系统的控制策略，包括风机、泵、阀门等设备的控制方式，以达到最佳的系统运行效果。
2. 设备能效优化：对中央空调冷却水系统中的设备，如冷冻机组、冷却塔、冷却器等，进行能效的优化研究，提高系统整体的能效。
3. 新技术应用：探索新的技术手段，如智能控制、变频调速等，对中央空调冷却水系统进行节能优化控制。
4. 运行参数优化：通过对中央空调冷却水系统的运行参数进行优化，如水温、流量、压力等参数的优化控制，降低系统的运行成本。
【论文】空调智能控制大学毕业论文
【关键字】论文摘要随着我国经济的不断发展，社会高度信息化，新的高科技技术不断应用到建筑中，使得建筑的智能化已成为一种发展的必然趋势。
众所周知，智能建筑主要由建筑设备自动化系统(BAS)、通信自动化系统(CAS)和办公自动化系统(OAS)三大系统组成。
智能建筑也往往是从建筑设备自动化系统开始。
本文主要阐述，智能建筑中的中央空调(冷冻站)系统的PLC控制设计。
通常大型建筑都有两套(或两套以上)中央空调系统，由三台冷却水泵、三台冷冻水泵、两台冷却塔风机、两台冷水机组等主要设备组成两套制冷系统，其中冷水机组是由设备生产厂成套供应的。
它一般是根据空气调节原理及规律等由微处理器自动控制的。
冷水机组由压缩机、冷凝器与蒸发器组成。
压缩机把制冷剂压缩，压缩后的制冷机进入冷凝器，被冷却水冷却后，变成液体，析出的热量由冷却水带走，并在冷却塔里排入大气。
液体制冷剂由冷凝器进入蒸发器蒸发吸收热量，使冷冻水降温，然后冷冻水进入冷风机盘管吸收空气中的热量。
本文主要是通过用plc对中央空调中变频器的控制来调节中央空调的各参数以达到所需要求，通过上位机系统（中央管理工作站），下位机系统（区域工作站），共同对中央空调系统进行控制，上位机主要有PC机和激光打印机以及由MCGS构成的人机交互界面组成，下位机主要有TP21触摸屏和FX-1S-14MR可编程序控制器组成。
关键词：空调系统；可编程控制器(PLC)；空调机组自动控制ABSTRACTWith the constant development of 's economy, a high degree of information-based society, the new high-tech technology applied to the building, making the intelligentbuilding has become a development trend. As we all know, intelligent building construction equipment from the major automation systems (BAS), communications automation system (CAS) and office automation systems (OAS) three system. tend to be from the beginning of construction equipment automation system. This article described, the intelligent building in the central air-conditioning (Freezing Point) PLC control system design.Usually have two sets of large-scale construction (or two or more) central air-conditioning system, cooling water pump from the Big Three, three chilled water pumps, two cooling tower fan, two chiller comprising two sets of major equipment such as refrigeration system, cold water Units from complete sets of equipment manufacturing plant supply. It is based on general principles and laws of the air-conditioning, such as automatic control from the microprocessor. Chiller from the compressor, condenser and evaporator components. Compression of the refrigerant compressors, compressed into the refrigerator condenser, cooling water cooling, a liquid, precipitation heat away from the cooling water and cooling Tarja discharged into the atmosphere. Liquid refrigerant from the condenser into the evaporator evaporation absorb heat, chilled water cooling and chilled water fan coil absorbed into the cold air in the heat.This paper is mainly used by the central air-conditioning plc in the frequency converter to regulate the control of central air-conditioning in all parameters to achieve the necessary requirements, through the host computer system (central management workstations), the under-machine system (Regional workstations), the common central air-conditioning system Control, the PC main PC and laser printers as well as by the MCGS a component of human-computer interface, the crew mainly TP21 touch-screen and FX-1S-14MR PLC components.Keywords：air-condition; PLC; central air conditioning目录1 绪论1.1空调系统研究背景随着人们生活水平的不断提高，智能建筑得到了迅猛发展，并己成为21世纪建筑业的发展主流。
空调水系统节能现状分析
行。 ②大流量 、 小温差现象普遍存在 。 设计 中供 、 回水 温 差 一般取 ５ 但 文献 ［］ ＂ Ｃ， ４实测结 果表 明 ： 夏季冷 冻水
供、 回水温差 较好 的为 ３５ 较差 的只有 １ ～２ ， ．Ｃ， ￣ ． ℃ 造 ５
统还有很大 的节能潜力 。
成实 际水流量 比设计 的大 １ 倍 以上 。③系统各 回路 ． ５ 阻力不平衡 ， 或存在局部阻力偏 高的不正常现象 ， 加 增 水泵输送能耗。④ 系统水路出现漏渗 ， 增加无效流量 ， 增加水泵能耗。⑤选用 了低效能水泵 ， 增加能耗。
送 能 耗 偏 高 很 多 ，国 内空 调 水 输 送 能 耗 指 标 为 ５～ ４ Ｗ／Ｗ， １本绿色饭店空调水输送 能耗评定指 ９ １３ ｋ ３ 标规定值 ≤２ ．Ｗ／Ｗ￣ 由此可见 ， 国空调输 送 系 ８ ｋ ３ ６ ］ ， 我
Ｋｅ ｗ ｏ ｄｓ ｉ— ｏ ｄ ｔ ｎ ｎ ｔｒｓ ｓｅ ， ａ ｉｂ ｅｆｅ ｕ ｎ ｙ ｅ ｅ ｇ ｆ ｃｅ ｃ ｙ ｒ ：ａｒｃ ｎ ｉｉ ｉ ｇｗａｅ ｙ ｔｍ ｖ ｒａ ｌ ｑ ｅ ｃ ， ｎ ｒ ｅ ｏ ｒ ｙ ｉ ｉｎ ｙ
据统计 ， 公共建筑 中央空调系统能耗 占建筑总能
Ｕｎ ｅ ｈ ａ ｉｂ ｅｆｅ ｕ ｎ ｙ ｏ ｅａ ｉｇ ｔ ｅ ｅ ｅ ｇ ｏ ｓ ｍｐ ｉｎ ｏ ｅｃ ｏｉ ｇｗ ａｅ ｕ ｐ ｃ ｎ ｂ ｅ ｕ ｅ ｏ １ ｄ ｒｔ ｅｖ ｒａ ｌ ｑ ｅ ｃ ｐ ｒ ｔ ， ｈ ｎ ｒ ｃ ｎ ｕ ｔｏ ｆｔ ｏ ｌ ｔｒｐ ｍ ａ ｅ ｒ ｄ ｃ ｄ ｆ ｍ ２１ ｒ ｎ ｙ ｈ ｎ ｒ １ ｋ ｈ Ｗ ｔ ６ Ｗ ， ｈｌ ｈ ｈ ｌ ｄｗａｅ ｕ ｐ ｆｏ ９ Ｗ ｏ６ ９ｋ ｈ ｗ ｉ ｅｔ ｅｃ ｉｌ ｅ ｔｒｐ ｍ ｒ ｍ ６１ｋ ｈ ｔ ８ Ｗ ， Ｏｔ ｎ ｒ ａ ｉ ｇｒ ｔ ｓａ ｏ ｔ ５ ． ｏ４ ８ｋ ｈ Ｓ ｈｅｅ ｅｇ ｓ ｖ ｎ ａｅｉ ｂ ｕ ４ ％ ｙ
变流量水系统协调优化控制研究
法， 并建立了变流量水系统动态优化 函数 ， 实现了水系统的全局协调优化控制。 分析结果表 明该协调优化控制方法 ， 不仅可以减少
因管网耦合而带来的水力畸 变， 而且可以取得更佳 的节能效果。
关键词 ： 失调度 ； 局部控制 ； 全局协调优化控制 ； 态优化 函数 动 ＤＯ ：０３ ７６ｉ ｎ１０ — ３ １ ００１． ２ 文章编号 ：０ ２ ８ ３ （０ ０ １－ ２ ４ ０ 文献标识码： 中图分类号：Ｐ ９ Ｉ １． ８ ．ｓ．０２ ８３ ． １．１ ６ ７ ｓ ２ ０ １ ０— ３ １２ １ ）１ ０ ０— ４ Ａ Ｔ ３
Ａ ｓ ａｔ Ａ ｒｓｎ， ｅｕ ｔ ｔｅ ｗ ｔ ｏ ｒｔ ｂ ｄｕｔ ｇ ｔｅ ｐ ｍ ｒｑ ｅｃ ｓｏ ｅ ｏ ｈ ａ ｒｍｅ ｏｓ ｆ ｎｒｙ ｂｔ ｃ： ｔｐｅｅｔｔ ｒｇｌ ｅ ｈ ａｅ ｆ ｗａ ｙ ａｊｓｎ ｈ ｕ ｐ ｆ ｕ ｎｙ ｉ ｎ ｆｔ ｍ ｊ ｔ ｄ ｏ ｅ ｅ ｒ ｏ ａ ｒｌ ｅ ｉ ｅ ｅ ｏ ｈ ｒ ｇ
ｍｉａ ｉｎ ｆ ｎ ｔ ｎ ｉ ｐ ｏ ｉ ｅ ｆｒ ｖ ｒａ ｌ ｏｕ ａ ｅ ｙ ｔｍ．ｈ ｏ ｅ ａｌ ｃ ｏ ｄｎ ｔ ｎ ｏ ｔ ｌ ｉ ｃ ｉｖ ｄ ｏｒ ｔ ｅ ｗａｅ ｙ ｔｍ． ｚ ｔ ｕ ｃ ｏ Ｓ ｒ ｖｄ ｄ ｏ ａｉ ｂｅ ｖ ｌ ｍｅ ｗ ｔｒ ｓ ｓ Ｏ ｉ ｅ Ｔ ｅ ｖ ｒ ｌ ｏ ｒ ｉ ａｉ ｃ ｎｒ ｓ ａ ｈ ｅ ｅ ｆ ｈ ｔｒ ｓ ｓｅ ｏ ｏ ｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔｄ ｏ ｔ ｔ ｏ ａ ｏ ｎ ｙ ｒ ｄ ｃ ｙ ｒ ｕ ｉ ｂ ｒａｉ ｔ ｅ ｃ ｕ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｒ ｂ ｔ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｔ ｔ ｅ ｏ ｒ ｉ ａｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｍｅ ｈ ｄ ｃ ｎ ｎ ｔ ｏ ｌ ｅ ｕ ｅ ｈ ｄ ａ ｌ ａ ｅｒ ｔ ｎ ｏ ｈ ｏ ｐ ｉ ｇ ｐ ｐ ｅ ｏ ｋ， ｕ ｓ ｏ ｃ ｏ ｆ ｎ ｗ ｌ ｏ ａ ｈ ｅ ｅ ｂ ｔ ｎ ｒ ｓ ｖｎ ｆ ｃ ． ａｓ ｃ ｉｖ ｅｔｒ ｅ ｅ ｇ — ａ ｉ ｇ ｅ ｅ ｔ ｅ ｙ
论暖通空调变流量水力系统平衡问题
论暖通空调变流量水力系统平衡问题【摘要】本文介绍了水力平衡的概念及分类，概述了变流量系统的全面水力平衡方法。
【关键词】暖通空调变流量水力系统平衡措施中图分类号： tu96+2 文献标识码： a 文章编号：一、前言空调水系统具有以下特点：空调设备绝大部分时间内在远低于设计负荷情况下运转；空调水系统供回水温差远低于供暖系统的温差，无法进行质调节，流量调节才是合理的做法；空调水系统设计有定流量系统与变流量系统之分，两种方式均是就负荷侧而言，对于冷源侧，则应根据制冷方式不同具体分析对待。
主要关注的是变流量水系统的全面平衡。
二、水力平衡的概念及分类1、静态水力失调和静态水力平衡由于设计、施工、设备材料等原因导致的系统管道特性阻力数比值与设计要求的管道特性阻力数比值不一致，从而使系统各用户的实际流量与设计要求的流量不一致引起的水力失调，叫做静态水力失调。
静态水力失调是稳态的、根本性的，是系统本身所固有的。
通过增设静态水力平衡设备，在水系统初调试时对系统管道特性阻力数比值进行调节，使其与设计要求的管道特性阻力数比值一致，从而使系统总流量达到设计总流量，同时使各末端设备流量达到设计流量，可以实现静态水力平衡。
2、动态水力失调和动态水力平衡系统实际运行过程中当某些末端阀门开度改变引起水流量变化时，系统的压力产生波动，其他末端的流量也随之发生改变，偏离末端要求流量，引起水力失调，这种水力失调叫做动态水力失调。
动态水力失调是动态的、变化的，它不是系统本身所固有的，是在系统运行过程中产生的。
3、全面水力平衡全面水力平衡就是消除了静态和动态水力失调，使系统同时达到静态和动态水力平衡。
三、变流量系统的全面水力平衡方法1、静态水力平衡的实现通过在对应部位安装静态水力的平衡设备，使系统达到静态水力平衡。
当系统所有的自力式阀门均设定到设计参数位置，所有末端设备的温控阀均处于全开位置时，系统所有末端设备的流量均达到设计流量：实现静态水力平衡的目的是使系统能均衡地输送足够的水量到各个末端设备，并保证末端设备同时达到设计流量。
关于空调冷却水系统变频节能控制的分析和应用
关于空调冷却水系统变频节能控制的分析和应用魏汉光12李宇成2(1．中国国际贸易中心北京100043；2．北方工业大学北京100043)[摘要]在不同季节、不同天气、不同时段下，字调冷冻机制冷负荷变化较大，普通定频定流量系统．宅调冷却水系统大部分时间在大流量、小温差状态下运行，既不节能，也不利于空调冷冻机正常、安全运行。
通过分析空调冷却水系统特点和运行要求，将冷却水系统与变频器及测控设备有机结合，形成闭环变频控制系统。
当空调负荷变化或外界温、湿度变化，造成冷却水出水温度变化时，通过调整冷却泵运行频率。
达到降低综合能耗，同时保证冷冻机安全、正常运行的目的。
[关键词]空调冷却水系统变频控制节能中图分类号：T P2文献标识码：^文章编号：167l一7597(2009)0110016—02近年来，随着我国经济发展，中央空调系统已广泛应用于宾馆、饭店、写字楼、商场、医院、地铁站、文化娱乐设施等各类民用建筑，空调能耗增长很快，空调耗电占大型公共建筑总耗电量的50％以上，空调冷冻泵、冷却泵耗电约占建筑空调耗电的20％左右，但国内建筑物单位面积的耗电量约为国外同等规模同档次建筑物耗电量的两倍，节能潜力很大，分析、研究空调冷却水泵变频节能智能控制，不仅有利于保障空调冷冻机正常运行工况，而且可以大大降低空调水泵自身的运行能耗和整个系统的综合能耗，降低建筑空调能源消耗和运营成本。
对整个社会的节能和环保都具有非常重要的现实意义。
众所周知，民用建筑物牢调系统是按照天气最热、负荷最大季节、时段设计，并留有1096以上的余量，但季节不同、天气不同、时段不同时，建筑空调需求差异很大，实际上每年绝大部分时间，空调都不需要在最大负荷状态下运行，根据美国暖通制冷空调工程师协会(A sH RA E)给出的建筑物全年实际运行负荷的统计数据，建筑物在全年的80％的运行时间里，实际宅调需求负荷低于设计负荷的75％。
目前，空调冷冻机一般都可以按照冷冻水出水温度设定，根据负荷变化自动加载或减载，窄调冷冻水泵变频调节也已广泛应用，具有较为灵活的调节性能。
空调水系统二次泵变频控制节能原理的浅谈
念 ， 控 制 技 术 已在 美 国成 功 运 行 超 过 ２ 该 ７年 。 主 要 解 决 了水 泵 转 速 随 空 调 负 荷变 化 而 变 化 ， 它 取 消 了 压差 旁 通 阀 ， 二次 泵 能 耗 大 大 降 低 。在 上 海 新 建 项 目 中 已有 多个 成 功 运 行 的 例 子 ， 使 项
某 一 智 能 化 办 公 大 楼 空 调 系 统 的 管 理 工 作 中看 到 ， 楼 实 际 运 行 情 况 表 明 ， 年 有 ８ ％ 的 时 大 全 Ｏ 间是 在 设 计 负荷 ６ ％ 或 以 下 运 行 的 。该 大 楼 空 调 水 系统 采 用 的是 一 次 泵 系 统 ， 户 通 过 盘 管 Ｏ 用 上 的 电动 调 节 阀 自动 凋节 水 流 量 。 了保 证 冷 水机 组 在 定 流 量 下 运 行 ， 供 回 水 管 间设 有 旁 通 为 在 阀 ， 过 供 回水 管 上 的 压 差 来 调 节 该 阀 的 开 启 度 ， 终 调 节 制 冷 机 组 的 制 冷 量 。冷 水 机 组 有 通 最 ８ ％ 时 间是 在 设 备 容 量 ６ ％ 的 负荷 下工 作 ， 用 ３台冷 水 机 组 Ｏ Ｏ Ｏ 选 ％时 间仅 需 ２台机 组工 作 ， 然 而 水 泵 是 定 流 量 运 行 ， 终 处 于 工 频 状 态 上 运 转 ， 部分 能 量 消 耗 在 旁 通 阀 上 ， 始 大 能耗 浪 费严 重 。 ２ ．二 次 泵 水 系 统 变 频 控 制 原 理 自上 一 世 纪 ７ Ｏ年 代 初 ， 国 空 调 技 术 人 员 提 出 空 调 水 系 统 采 用 二 次 泵 变 频 控 制 运 行 观 美
图３ 盘管 的运 行特 性 资 回 收 进 行 平 衡 。一 般 来 说 空 调 水 系 统 二 次
变流量水系统末端定压差控制方式
变流量水系统末端定压差控制方式探讨【摘要】分析了变频变流量系统中节能效率不符合“三次幂”定律，而与具体的管网特征和控制方式有关。
介绍变流量系统末端定压差控制方式的控制原理和优缺点，并比较介绍了末端定压差控制方式、供回水干管定压差控制和温差控制方式的不同使用条件。
【关键词】变流量水系统末端定压差控制水泵能耗1引言近年来，随着人们节能意识的加强以及变频器价格的下降，大量文献资料介绍变流量水系统（尤其是一次泵变流量水系统）的节能性，变频控制的变流量水系统的使用越来越普遍。
但是由于有些设计者没有完全了解变流量水系统的运行控制原理，设计时不是按照具体工程的实际情况合理选择控制方式，而是随意地选择一种控制方式或是想当然的在定流量系统的基础上加上自动控制，在实际运行中造成水力失调、热力失调，控制特性变坏等问题，最终导致一些工程使用后达不到预期的效果。
2变流量系统不符合“三次幂”定律对于闭式水系统，管网特性曲线是一条过原点的抛物线，而影响管网特性曲线形状的决定因素为阻抗S。
S值越大，曲线越陡。
当流量采用体积流量单位时，管段阻抗S的计算式为：kg/m7根据S的计算式可知，影响S值的参数有：摩擦阻力系数、管段长度l、直径（或当量直径）d、局部阻力系数ζ、流体密度。
其中取决于流态。
由流体力学知，当流动处于阻力平方区时，仅与k/d（管段的相对粗糙度）有关。
在给定管路条件下，若值可视为常数，则S=f（l，di，k，ζ，）（1）由式（1）知，当管网系统安装完毕，管长、管径、局部阻力系数在不改变阀门开度的情况下，都已为定数，即S为定值，对某一具体的管网，其管网特性就被确定。
反之，一旦改变式（1）中的任一参数值，将改变管网特性。
[1]通过以上分析可知，对于某个已安装完毕的管网系统，只要不改变阀门，管网特性曲线阻抗S即为定值。
一旦改变阀门开启度，管网特性曲线也随之发生改变。
根据文献[2]：由于空调末端设备是可变水阻力部件，因此循环水泵变频调速的工况点不是相似工况点，所以变流量运行时的节能效率不符合“三次幂”定律，而与具体的管网特征和控制方式有关。
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空调水系统变流量节能控制
摘要：随着社会的发展与进步，重视空调水系统变流量节能控
制对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍空调水系统变流
量节能控制的有关内容。
关键词空调；水系统；变流量；节能；控制；原理；
中图分类号：te08文献标识码： a 文章编号：
引言
目前空调用电负荷特别是高峰负荷占我国电力负荷的较大比重,
目前我国绝大多数高层商业建筑的集中空调水系统均为定水量系
统, 并且按最大负荷设计,而系统 90% 的时间是在 65% 最大负荷
以下运行,普遍存在大流量小温差的问题, 造成了能源的浪费, 给
城市的供配电系统带来了沉重的压力。空调系统的能耗主要由制冷
机能耗和水泵风机能耗构成, 其中制冷机的能耗占总能耗的 60%
以上, 水泵风机能耗约占总能耗的 40% 。在过去的几十年里, 制
冷机的能效比提高较快, 已从以前的 4 w/ w 提高到现在的将近 7
w/ w, 而水泵的效率变化较小。减少输送系统能耗最有效的方法是
采用变流量水系统, 该系统水泵的供水量随负荷的变化而变化,
由于水泵的功率与水泵流量的三次方成正比, 因此, 采用变流量
空调水系统理论上具有很大的节能空间。变流量系统的推广对缓解
我国电力瓶颈制约具有重要意义。
一、变流量水系统的自动控制原理
变流量系统一般采用压差控制。如图 1 所示,各支路末端的两
通调节阀根据末端所处理的空气温度( 或室内温度) 的变化调节
其开度, 从而引起压差变化, 差压变送器将采集到的压差信号转
换为4~ 20 ma 的标准电流信号, 与设定值一同输入到比较元件内,
经比较元件处理后输出偏差信号, 偏差信号经控制器一定的算法
处理后输出控制信号,控制变频器的频率, 从而引起水泵转速的改
变, 使末端压差回到设定值。设定值一般取设计工况下最不利环路
的压差值, 最不利环路保证了, 其余支路也就得到保证。当末端环
路关闭时, 由于静压的传递作用, 相邻支路可代替末端支路, 从
而使负荷的变化通过压差的变化及时反映出来, 因而这种控制方
式比较及时可靠。但这种控制方式需要在各支路上安装随处理空气
温度( 或室内温度) 变化而调节的性能很好的电动两通调节阀,
当系统支路较多时, 最不利环路的确定较难, 且电动调节阀的造
价较高, 限制了其应用。
图1最不利环路末端压差控制原理图
国内的办公楼和商业建筑中 80% 以上的空调系统是风机盘管
系统。风机盘管系统的水路基本不控制, 或采用三通阀、电磁阀控
制, 部分负荷时系统压差几乎不变, 这给压差信号的采集造成困
难,因而风机盘管系统采用压差控制准确性较差。这种系统采用最
多的是温差控制。
二、变速泵的运行特性
水泵进行变速运行时，通常以下列公式作为依据。
（1）
（2）
（3）
式中
q0 、h0 、n0 、n0——水泵在额定工况下的流量、扬程、转速、
功率，m3/h、 m、 r/min、 kw；q1、h1 、n1 、n1——水泵在实
际工况下的流量、扬程、转速、功率，m3/h、 m、 r/min、 kw。
应当指出，上列公式是根据水泵的相似推导得出的。所谓相似
是指在相似工况点上的物理量保持相似。因此，公式（1）、（2）、（3）
在对应的相似工况点上才能成立。
从公式（1），（2）可知，
所以，所有的相似工况点必须满足下列公式：
（4）
效率作为一个物理量，从理论上讲，在相似工况点上效率都是
相等的。根据公式（4），水泵变速运行时，其理论等效率曲线是一
组交于原点的二次曲线，见图2。其中a、b两点是相似工况点，η
a＝ηb。a点和a’点则不是相似工况点，两者的效率也不同。
水泵在变转速运行时，实际的等效率曲线并非如图1所示。事
实上转速增大时，水力损失要上升。转速下降时，轴功率下降，而
机械损失相对增加，凡此种种将影响水泵总效率的改变。实践证明，
对于同一型号水泵最高效率点只出现在某一特定转速下，在其它转
速时效率均有所下降。
图2 水泵的理论等效曲线
三、水泵变流量的控制方式对水泵运行节能的影响
水泵变流量控制，目前常用的有以下三种方式：
a) 供、回水干管压差保持恒定的压差控制（简称压差控制）；
b) 末端（最不利）环路压差保持恒定的末端环路压差控制（简
称末端压差控制）；
c) 供、回水干管水温差保持恒定（△t＝5℃）的温差控制（简
称温差控制）。
图3是不同控制方式下水泵运行工况示意图。采用不同的控制
方式，所对应的管路特性曲线各不相同。曲线a是采用温差控制的
管路特性曲线（即空调水系统原有的管路特性曲线）。q＝0，管路
系统阻力△h＝0，曲线b是采用末端压差控制时的管路特性曲线。
h1是末端环路要求保持的压差。q＝0，＝h1。曲线c是采用压差控
制时的管路特性曲线，h2是要求保持的压差。q＝0时，△h＝h2。
图3 不同控制方式下水泵运行工况图
水泵的流量从q0变化到q0’时，a、b、c三条曲线所对应的水
泵转速分别为na、nb、nc。水泵的扬程分别为ha，hb，hc。
为分析他们的节能效果，特举例说明。
某空调水系统水泵流量q0＝400 m3/h、扬程h0＝33m、水泵轴
功率n0＝48 kw。采用压差控制h2＝16m，采用末端压差控制h1＝
8m。当流量变化为q0’＝0.7 q0＝280 m3/h时，计算在三种不同
控制方式下水泵节能效果。
① 温差控制 q0’＝280m3/h， ha＝16.17m， ηa＝63％，na
＝19.58kw；
② 末端环路压差控制 q0’＝280m3/h， hb＝20.25m， ηb＝
68％，nb＝22.72kw；
③ 压差控制 q0’＝280m3/h， hc＝24.33m， ηc＝69％，nc
＝26.6kw；
它们的节电率分别为 φa＝59.1％，φb＝52.6％，φc＝
44.6％。
从以上的分析可以看出，采用不同的控制策略它们的节能效果
是不同的。这三种控制方式在工程上均有采用，针对某一工程采用
何种控制策略，设计人员要根据空调水系统的具体情况加以分析判
断。如系统的大小、负荷的组成、空调系统配置、水系统的阻力平
衡、末端设备的同时使用率等。
四、在并联系统中变频泵的配置和运行
4.1 变频泵的配置
在水泵的并联系统中变频泵的配置，从理论上讲应采用“一变
多定”配置模式，这样可以提高水泵的整体效率。上述提法对空调
负荷主要是随室外气象条件变化的民用建筑是适用的。因为对民用
建筑而言，空调系统约有80％左右的时间是在设计负荷的50-60％
以下运行。对于空调负荷是以工艺设备发热量为主的建筑而言，则
应对全年空调负荷的分布特性进行分析，通过技术比较，才能确定
是“一变多定”，还是全部采用变频调速。
4.2 变速泵与定速泵的并联运行
变速泵与定速泵的并联运行，相当于二台特性曲线不同的水泵
并联运行，如图4所示。曲线b是一台定速泵单独运行时的特性曲
线。曲线a是二台定速泵在额定工况下并联运行时的特性曲线。曲
线c是采用压差控制的管路特性曲线，h1是供、回水干管要求保持
恒定的压差。虚线是指变频泵在不同转速下的特性曲线。实线n1、
n2是指变频泵在不同转速下与定速泵并联时水泵的特性曲线。在额
定工况下系统的流量为q0，一台水泵的流量为 q0’，水泵的扬程
h0，转速n0。