一次泵變流量系統(tǒng).doc

隨著設計水平及機械加工水平的進步，冷水機組的效率越來越。這使得冷水機房的能耗結構發(fā)生了較大的變化。水泵的能耗比例已經(jīng)成為一個比較重要部分，所以如何在水泵的節(jié)能措施上去的取得進展已成為一項重要課題。通常來說，空調(diào)系統(tǒng)是按照滿負荷設計的，當負荷變化時，雖然冷水機組可以根據(jù)負荷調(diào)節(jié)相應的冷量輸出，但是常規(guī)冷水系統(tǒng)在在冷水機組的蒸發(fā)器側的流量配置是固定的，定流量的冷凍水泵能耗沒有跟隨主機的部分負荷運行而變化水量。也沒跟著冷水機組減載。近年來在電子及自控技術的輔助下，冷水機組的制造技術得到有效提高，尤其是機組對負荷變化的響應時間大大縮短。先進的冷水機組可以在極大的范圍內(nèi)變流量運行；同時，與通過供水溫度來控制機組負荷一樣，變蒸發(fā)側水流量控制機組負荷運行，同樣能夠保證出水溫度在允許的偏差范圍內(nèi)正常運行。因此，當負荷變化時，可以使冷水機組的蒸發(fā)器側流量隨用戶的需求而變化，從而節(jié)約蒸發(fā)器側水泵的能耗，同時可使用流量保護措施使機組在流量允許的范圍內(nèi)運行。在管路系統(tǒng)固定不變的前提下，變頻水泵的效率特性和水系統(tǒng)的阻力特性接近，理論上水泵的能耗與流量成3次方的關系，系統(tǒng)的阻力隨著部分負荷時流量的下降而下降(水量1/水量2)2=水阻1/水阻2。如果蒸發(fā)側的流量允許隨著負荷的變化而變化，那么蒸發(fā)側的水泵就無需全年保持夏季設計日的滿載流量，在部分負荷運行時段，水泵如冷水機組一樣，部分負荷時流量減小，與此同時水泵的能耗大幅降低從而達到節(jié)能的目的。目前，較通行的水系統(tǒng)設計通常有兩種方式：1.一次泵定流量系統(tǒng)2.二次泵變流量系統(tǒng)。相對于這兩種方式，一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)勢如下表 一次泵定流量二次泵變流量一次泵變流量一組水泵兩組水泵一組水泵水泵與主機一一對應一次水泵與主機一一對應水泵取決于負荷，不與主機對應運行中，冷凍水生產(chǎn)側的水量大于或等于冷凍水的需求側的水量運行中，冷凍水生產(chǎn)側的水量大于或等于冷凍水的需求側的水量運行中，冷凍水生產(chǎn)側的水量等于或等于冷凍水的需求側的水量旁通管設計流量為單臺機組流量旁通管設計流量為單臺機組流量旁通管設計流量為單臺機組最小流量旁通水流單向流動，從系統(tǒng)的供水管旁通到系統(tǒng)的回水管旁通管上無閥門控制，以平衡冷凍水的生產(chǎn)量與末端冷凍水的需求量。旁通管為雙向流旁通管僅在流量保護開啟時才有少量水流，從系統(tǒng)的供水管旁通到系統(tǒng)的回水管水泵不節(jié)能使用側水泵節(jié)能水泵全程節(jié)能一次泵變流量系統(tǒng)中選擇可變流量運行的冷水機組，當機組運行時，蒸發(fā)器的供回水溫差基本恒定，蒸發(fā)側流量隨負荷側流量的變化而改變，從而達到“按需供應”，并使得降低水泵在部分負荷時的供水量成為可能，最終降低系統(tǒng)運行能耗。末端冷量由冷凍水量調(diào)配，冷水機組生產(chǎn)的冷量由流經(jīng)蒸發(fā)器的水流量和相對固定的溫差決定。其系統(tǒng)形式類似于一次泵定流量系統(tǒng)，增加了一套自控系統(tǒng)，同時定流量水泵變?yōu)樽兞髁克?，按照一定的控制邏輯運行，如下圖所示。一次泵變流量系統(tǒng)的首要問題是掌握冷水機組及其系統(tǒng)控制的特性，這其中有兩個比較重要的概念。末端兩通閥與二次泵變流量系統(tǒng)相同，一次泵變流量系統(tǒng)的末端采用模擬量或開關量的兩通閥控制，房間溫度傳感器控制兩通閥的開度。當房間的負荷增加時，室內(nèi)溫度高于房間的設定溫度，兩通閥開大，供回水間壓差隨之減??；反之，當房間的負荷減少時，室內(nèi)溫度低于房間的設定溫度，兩通閥關小，供回水間壓差隨之增大。利用壓差傳感器控制水泵的流量，保證末端的所需的水量（冷量），同時維持末端的壓差設定值。在二次泵系統(tǒng)中，該壓差控制的是冷凍水分配側的冷凍水泵變頻器，而在一次泵變流量系統(tǒng)中，壓差信號直接控制系統(tǒng)中僅有的一組變流量水泵。與變流量水泵相對應的是可變流量的冷水機組。可變流量的冷水機組常規(guī)冷水機組蒸發(fā)器水流量變化必然引起冷水機組的出水溫度波動，導致冷水機組運行不穩(wěn)定，甚至會使蒸發(fā)器結冰。特靈公司經(jīng)過數(shù)十年的研究開發(fā)與實踐檢驗，不斷革新的CentraVac三級離心式冷水機組，配以UC800控制器結合系統(tǒng)控制技術，已經(jīng)能夠很好地解決這一問題，真正實現(xiàn)變流量運行。正如上段所言，要保證一次泵變流量系統(tǒng)成功實現(xiàn)，除卻系統(tǒng)設計及控制系統(tǒng)的合理設計之外對機組有著較為嚴格的要求機組允許的流量變化率當冷水機組運行接近滿載而負荷側的冷量需求還在增加時（通常達到95%的滿載電流），系統(tǒng)應再投入一臺冷水機組來滿足冷量的需求。在一次泵變流量系統(tǒng)中水泵的流量只受末端供回水管的壓差控制，其冷凍水泵和冷水機組之間沒有連鎖控制，因此，新投入的冷水機組的水量是從原來已運行的冷水機組分流出來的，此時沒有水泵跟進投入。假設原來有一臺機組在運行，且新投入的冷水機組容量和已在運行的冷水機組容量相等，將有一半的水量會被分流到新投入的冷水機組上。如果這是機組的可承受流量變化率較小，則整個系統(tǒng)的流量及水溫重新達到穩(wěn)定的時間很長，對于能耗及舒適性都幾位不利，因此推薦的流量變化率為30%/min-50%/min。機組允許的流量變化范圍機組允許的最低流量和最高流量之間是該機組允許的流量變化范圍。允許的最低流量越小，系統(tǒng)節(jié)能的潛力越大；除單一機組的一次泵變流系統(tǒng)外，多機并聯(lián)系統(tǒng)推薦的冷水機組最低流量在額定流量的50以下，即滿足：額定流量最低流量。這樣設計的主要原因是為了避免在兩臺或以上的機組運行時旁通閥動作，如果最低流量大于額定