二級(jí)泵變流量系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例探討

1、二級(jí)泵變流量系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例探討作者：任照峰于文章來源：互聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)擊數(shù)： 繇180更新時(shí)間：2006-3-11 11:29:59解壓縮密碼： HYPERLINK 本文結(jié)合某大學(xué)區(qū)域冷凍站工程設(shè)計(jì)實(shí)例，介紹了二級(jí)泵變流量系統(tǒng)的特點(diǎn)，分析了二級(jí)泵 變流量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要注意的幾個(gè)問題（如負(fù)荷計(jì)算分析、設(shè)備選型、水泵設(shè)置、自控節(jié)能 等），最后給出了該工程設(shè)計(jì)實(shí)例中用到的二級(jí)泵變流量系統(tǒng)，并做了簡要分析。關(guān)鍵詞：二級(jí)泵變流量系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例1引言目前，國內(nèi)普遍采用的空調(diào)水變流量系統(tǒng)主要有一次泵系統(tǒng)和二次泵系統(tǒng)，其簡單流 程圖如圖一、二所示。階沃藉統(tǒng)商國一-契滔 2-5.云 一-W W餌E-蘭冏曠一 3源愁偵、相一

2、節(jié)，戲,新齡作i- g江-洪心iT瓦取擋m-臬.抨1.1 一次泵系統(tǒng)。這種空調(diào)水系統(tǒng)靠在供回水干管之間設(shè)置旁通管來調(diào)節(jié)負(fù)荷側(cè)流量，使負(fù)荷側(cè)流量根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的變化而變化，以達(dá)到節(jié)能的目的。在這種空調(diào)系統(tǒng)中，只設(shè)置 有一次冷水循環(huán)泵，定流量運(yùn)行，仍然存在浪費(fèi)能源的問題，因此該系統(tǒng)形式只適用于中小 型工程。1.2二次泵系統(tǒng)。這種空調(diào)水系統(tǒng)在冷源側(cè)設(shè)置一次冷水泵，定流量運(yùn)行，保證冷水 機(jī)組蒸發(fā)器流量恒定；在負(fù)荷側(cè)設(shè)置二次冷水泵，分別滿足各供冷環(huán)路不同需求。因?yàn)槎?泵系統(tǒng)中負(fù)荷側(cè)的二次泵可以根據(jù)各供冷環(huán)路需要分別設(shè)置，并且可以變頻運(yùn)行，所以適合 用于系統(tǒng)較大、阻力較高且各環(huán)路負(fù)荷特性或阻力相差懸殊的場

3、合，并且節(jié)能效果顯著。隨著我國節(jié)能政策的實(shí)施，變流量系統(tǒng)設(shè)計(jì)越來越多，下面就重點(diǎn)介紹一下二次泵變 流量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中做一些探討。2二次泵變流量系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)；隨著二次泵變流量系統(tǒng)在國內(nèi)的應(yīng)用實(shí)例越來越多，二次泵變流量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也越來 越受到重視，新頒布的采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范（2001版）（以下簡稱規(guī)范） 及該規(guī)范2002年送審稿就針對二次泵變流量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)給出了一些原則性的要求。下面結(jié) 合某大學(xué)區(qū)域供冷站工程實(shí)例對二次泵變流量系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要注意的問題做一探討。2.1各供冷回路冷負(fù)荷計(jì)算、負(fù)荷變化曲線分析、循環(huán)阻力計(jì)算。在本工程中，需要由本供冷站提供冷源的單體建筑有三個(gè)，分別為圖文信息及行政辦

4、 公中心（冷負(fù)荷6600kW）、國際交流中心（冷負(fù)荷3300kW）、食堂及超市（冷負(fù)荷5400kW）。 圖文信息及行政辦公中心冷負(fù)荷的特點(diǎn)是：夏季最熱時(shí)，學(xué)校放暑假，其人員較少，負(fù)荷并 不處在最大值；學(xué)校放暑假前后，室外氣溫并不是很高，負(fù)荷并不處在設(shè)計(jì)計(jì)算最大負(fù)荷。 食堂及超市冷負(fù)荷的特點(diǎn)是有明顯的時(shí)間性，就餐時(shí)間負(fù)荷大，平時(shí)負(fù)荷很少，所以在一天當(dāng)中變化比較劇烈。2.2主要設(shè)備-冷水機(jī)組選型冷水機(jī)組選型，主要從冷水機(jī)組臺(tái)數(shù)及冷水機(jī)組單臺(tái)負(fù)荷來確定。根據(jù)規(guī)范規(guī)定， 冷水機(jī)組臺(tái)數(shù)不宜小于兩臺(tái)；大型工程，制冷機(jī)臺(tái)數(shù)也不宜多于四臺(tái)。在本工程中，總冷負(fù)荷為15300kW，考慮到前述負(fù)荷變化規(guī)律，確定選定

5、4臺(tái)離心式冷 水機(jī)組，單臺(tái)冷水機(jī)組制冷量為1000USRT。因?yàn)樗x離心式冷水機(jī)組每臺(tái)負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍為 25-100%，總的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍為7-100%，完全可以滿足負(fù)荷變化要求，故沒有設(shè)置一臺(tái)較小 型的冷水機(jī)組。2.3 一次冷水泵設(shè)置根據(jù)規(guī)范新增規(guī)定，冷水機(jī)組與一次泵應(yīng)一對一設(shè)置，即一次泵的臺(tái)數(shù)和數(shù)量應(yīng) 與冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù)及蒸發(fā)器的額定流量相對應(yīng)。一次泵一般不要求設(shè)備用泵，但對于全年連 續(xù)運(yùn)行的空調(diào)系統(tǒng)，可根據(jù)需要確定是否設(shè)置備用泵。一次冷水泵的揚(yáng)程為一次管路、管件 阻力和冷水機(jī)組蒸發(fā)器阻力之和。需要注意的是，冷水機(jī)組產(chǎn)品樣本上提供的蒸發(fā)器阻力數(shù) 據(jù)為設(shè)備測試數(shù)據(jù)，實(shí)際運(yùn)行一段時(shí)間后，考慮到蒸發(fā)器

6、水側(cè)結(jié)垢、堵塞等原因，蒸發(fā)器實(shí) 際阻力要比樣本上數(shù)據(jù)大一些。一次冷水泵的流量和揚(yáng)程計(jì)算時(shí)，還應(yīng)考慮5%-10%的裕量。在本工程中，冷源只在夏季使用，所以一次泵可以不設(shè)備用。由于冷水機(jī)組共四臺(tái)， 所以選用了四臺(tái)一次冷水泵。各臺(tái)冷水機(jī)組蒸發(fā)器流量為605m3/h，阻力為80kPa。經(jīng)過計(jì) 算，一次冷水泵的流量定為660m3/h，揚(yáng)程定為16mH2O。2.4二次冷水泵設(shè)置二次冷水泵臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)冷水泵大小、各并聯(lián)環(huán)路壓力損失的差異程度、使用條件和調(diào) 節(jié)要求通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。其流量根據(jù)所負(fù)擔(dān)供冷回路的冷負(fù)荷綜合最大值確定，其揚(yáng) 程為二次管路、管件阻力和及末端設(shè)備之和。在計(jì)算二次泵的流量和揚(yáng)程時(shí)，也附加

7、5-10% 的裕量。二次泵宜變頻運(yùn)行。在本設(shè)計(jì)中，選用了四臺(tái)同型號(hào)的二次冷水泵，其中一臺(tái)作為備用。二次泵運(yùn)行中， 始終保持一臺(tái)泵變頻運(yùn)行，其余水泵工頻運(yùn)行。經(jīng)過計(jì)算，二次冷水泵的流量定為880m3/h， 揚(yáng)程定為32mH2O。在本工程中，因?yàn)橹评錂C(jī)房到用冷用戶的距離較長（管路單程500m）， 所以二次泵揚(yáng)程較大。2.5系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)系統(tǒng)流程中，比較重要的一個(gè)問題是水泵和冷水機(jī)組的連接順序問題，一種接法（傳 統(tǒng)接法）是各路空調(diào)回水一 集水器一 過濾器一 一次泵一 冷水機(jī)組一 連通管一各供冷回 路二次泵一各供冷回路空調(diào)供水。冷媒水流程為：外網(wǎng)回水一集水器一過濾器一冷水機(jī)組一一次泵一連通管 二次泵一分

8、水器一外網(wǎng)供水。在連通管和分集水器之間設(shè)置了旁通管。本工程實(shí)例流程圖如圖三所示。1-冷水機(jī)組衛(wèi)-換熱器冷卻增4-茂滎5-二茂京G冷卻滎7-分水9-軟水器E-軟化水箱L1-落地膨脹水箱12-電子水處理儀2.6旁通管設(shè)計(jì)計(jì)算為了保證在負(fù)荷側(cè)流量變化的同時(shí)，通過冷水機(jī)組蒸發(fā)器的流量不發(fā)生變化，需要在 一次泵后的連通管與集水器之間設(shè)置旁通管。該旁通管可能流量變化范圍為0單臺(tái)冷水機(jī) 組蒸發(fā)器流量。旁通管的管徑通常按下述原則設(shè)定：旁通管長為管徑10倍。2.7補(bǔ)水系統(tǒng)根據(jù)新規(guī)范精神，系統(tǒng)泄漏量按系統(tǒng)水容量的1%選取，正常補(bǔ)水量按系統(tǒng)泄漏量的兩 倍計(jì)算，補(bǔ)水泵流量按25倍正常補(bǔ)水量計(jì)算。膨脹罐調(diào)節(jié)水量按補(bǔ)水泵

9、3min補(bǔ)水量計(jì)算， 補(bǔ)水管上分別設(shè)電磁閥、安全閥，并用管道接到軟化水箱。2.8自動(dòng)控制2.8.1冷水機(jī)組臺(tái)數(shù)控制冷水機(jī)組的臺(tái)數(shù)控制應(yīng)采用冷量控制方式，才能實(shí)現(xiàn)其節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。具體作法是，自 動(dòng)監(jiān)測流量、溫度等參數(shù)，計(jì)算出冷量，自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，人工手動(dòng)操作主機(jī)的啟停。當(dāng)自動(dòng) 化程度要求極高，控制設(shè)備及系統(tǒng)設(shè)備非?？煽康那闆r下，也可考慮采用主機(jī)自動(dòng)啟停。流 量及溫度的傳感器應(yīng)設(shè)置在負(fù)荷側(cè)供回水總管上。本工程采用的控制方法是：在總回水管上設(shè)流量傳感器，在總供回水管上分別設(shè)置溫 度傳感器，其信號(hào)傳到控制器，進(jìn)行計(jì)算分析。若現(xiàn)狀態(tài)需要開啟或關(guān)閉一臺(tái)冷水機(jī)組，則 自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，由操作人員根據(jù)情況確定是否開啟

10、冷水機(jī)組。2.8.2二次泵變頻控制、臺(tái)數(shù)控制二次泵的控制在規(guī)范中有一定規(guī)定：“末端采用變流量控制時(shí)，一二次泵運(yùn)行臺(tái) 數(shù)的控制，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的水力工況、熱力工況及水泵的運(yùn)行特性，采用壓差控制、流量控制、 和負(fù)荷控制”。壓差控制是比較常用的一種方法，其中有兩種情況：一種是利用分集水器之 間壓差，一種是利用最不利點(diǎn)末端壓差。在本工程中，采用的是檢測分集水器之間壓差的壓差控制法。當(dāng)分集水器之間壓差大 于設(shè)定值時(shí)，通過變頻器減小其中一臺(tái)二次泵流量，若該二次泵已經(jīng)達(dá)到其最小流量，則關(guān) 閉該泵，對另一臺(tái)二次泵進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)；當(dāng)分集水器之間壓差小于設(shè)定值時(shí)，通過變頻器增 大其中一臺(tái)二次泵流量，若該二次泵已經(jīng)達(dá)到其最大流量，則將該泵轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，啟動(dòng)另 一臺(tái)二次泵，并對其進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)。3結(jié)語從2002年全國年會(huì)反映出水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的一些問題：工程設(shè)計(jì)中，只有少量工程 采用了變流量系統(tǒng)，大多數(shù)采用了陳舊的定流量系統(tǒng)；不考慮水系統(tǒng)大小及阻力差異，大多 采用單級(jí)泵系統(tǒng)。所有這些大大增加了水泵運(yùn)行電耗，