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：

行状态,,控制蒸发温度,

求

信号,每,实现无级调节。

±0.3

控制

,达到制

导叶逐渐关小,

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（

%RLA(运行机组) %设定

∑

≥）

2.flow*

3.

水泵控制

，温差为辅的空调冷冻水控制。（应该是压差控制或温差控制？）

通过安装在冷冻水管供回水压差传感器测量供回水之间的压差,与设定压差比较,采用PID运算策略,调节冷冻水泵转速满足系统流量:

水泵加减台数方案：

目前，确定泵组运行台数的一般原则为台数最少原则，即单台泵可以满足使用需求，则不使用多台泵；在多台泵并联的泵组系统中，两台泵可以满足使用需求，则不使用三台泵，以此类推。

传统的加减载模式为当运行中的泵组均升至最大频率时，则将泵的数量加载一台；运行中的泵组均降至（设定）最小频率时，则将泵的数量减载一台。在加载或减载泵时，加载泵的频率由零开始逐渐增加，其他泵的频率由最大频率逐渐减小，直至所有泵的频率达到最优运行频率为止；减载泵时，剩余泵的频率由最小频率逐渐上升，直至所有泵的频率达到最优运行频率为止。

在实际应用中，即使有的并联泵组运行台数的确定不遵从台数最少原则，也多与其它相关设备开启的台数相关联。比如中央空调冷冻水系统，开启冷水机组的台数与开启水泵的台数相同，这种由机组数决定水泵数的被动模式不能保证泵组的效率最高，因此不是最优方法。现有技术中变频泵组台数的确定方法一般效率低，耗能高，无法满足目前节能减排的需求。另外，传统模式下的

2

2.1

流量的

2.2

50％)，大约1．5min

冷水机组能承受的水流量变化率，即每分钟的水流的改变量，%fullflow/min：一般推荐25~30%。（目前各生产厂商推荐的流量变化率差异较大，每分钟2％-30％不等，本项目离心机是多少？本项目没有相关参数，据了解约克和特灵的最大流量变化率可以达到50%）

2.3、注意水系统流量的测量与旁通控制

供回水干管上加设一旁通调节阀，该阀是保证冷水机组蒸发器侧的流量不低于其最小流量要求，确保冷水机组的正常运行。阀的调节是依据检测的流量信号而进行，因而对流量的检测必须准确。一般选择测量精度较高的电磁流量计为宜，同时

应注意定期标定、校正；此外，阀的调节需快速，为满足流量与阀门的开度成线性关系以及考虑到阀门的实际流量特性，选择等百分比特性的调节阀为宜。

2.4、注意系统周转时间。

一般情况下冷水机组厂家会提供一系统周转时间，设计时应对整个水系统周转时间进行计算，校核是否大于厂家所给的值。若系统周转时间长，说明该系统利于机组控制的稳定，否则．需采取改善措施。

2.5、精确的控制系统

3、系统优缺点

特点:

1.)

2.

3.

优点:

1节能

2

3

(

1

2

3使用同型号同压力降的机组时,系统运行会比较好

4需要更加复杂的控制系统

5需要同时控制机组的负荷调节和水量调节阀

6更加复杂的旁通控制

7冷水机组分级启停控制复杂

8可能出现的故障

9专用控制器。(配合节能软体)

10需精确的PID控制阀。

11需要更精准的控制系统及调节冰水主机、控制阀及pump顺序控制。

12更长的试车时间。

13完整的教育训练。

1、

冰机控制

1

2

3

，减机；一次泵控制方式

流量调节（常采用）：

负荷调节（控制精度较高场合）：

二次水泵控制

控制方式：压差控制。

设定一个供回水压力波动范围，当负荷变化引起管网流量改变时，供回水压力随之波动，当超过设定上限值且水泵频率达到时减少泵的运行台数，当低于设定下限值时增加泵的运行台数。

旁通管

无阀，一般有流量计，温度压力显示等

低温差综合症

解决措施：（1）确保空气冷却器（盘管）具有足够的换热能力，使空气冷却器（盘管）的水温差

择4）在

(1)

(2)

(3)

3

特点:

1.

2.

优点:

1.因系统分二回路，控制单纯(各别控制)。

2.试车及开停主机容易。

3.一次冰水流量稳定。

4.二次冰水pump因以变频控制可省能源。

缺点与问题

1.初设成本较高。(多送水pump)

2.占地面积大。

3.低温差综合症（逆向混水）

冰机变频的适用情况

对于单台冰机制冷的情况，变频有明显节能意义。

对于两台以上冰机制冷的情况，变频的节能意义不大（注意：变频与冷量调节是两回事（类似于汽

1提高效

率2时，比如30%

二次泵系统与一次泵变流量系统优缺点、设计要点与控制逻辑

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围。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。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)。

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.wendangku.net/doc/6419015249.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

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 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

一次泵变流量系统(V P F ) 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 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），冷冻站管理器将根据启动顺序或者运行时间，选择关闭适当的制冷单元。

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岀，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，同样能够保证岀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 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

一次泵变流量系统

一次泵变流量系统的应用探讨 １、前言 一次泵变流量系统是根据负荷的变化，利用水泵变频调节一次水流量来达到节能的目的。随着制冷机技术的不断提高以及自控技术的发展,变流量技术的可靠性已经大大提高,同时由于水泵的功率与流量的三次成正比,降低系统的水流量可以大大的降低水泵的能耗,因此一次泵变流量系统具有巨大的节能潜力。本文将结合已普遍应用的一次泵定流量系统和二次泵系统，对一次泵变流量系统的应用进行探讨。 2、空调水系统形式 2.1、一次泵定流量系统一次泵定流量系统如图1(a)所示。该系统中通常每台机组配有一台水泵，水泵保持定流量运行，水泵与机组联动，当加载一台冷水机组时，其对应的水泵先启动，当减载一台机组时,先关闭机组,然后关闭水泵；系统末端安装电动二通调节阀,中间的旁通管上设有压差旁通阀,用来平衡一次水和二次水的流量。机组的加减机控制分别是通过控制供水温度和旁通水量来实现的。当供水温度高于设定温度运行一段时间(通常为10~15min)，就会启动另一台冷水机组,当旁通水量达到单台机组设计流量的110%~120%，并持续运行一段时间(通常10~15min)，系统会减载一台机组。

2.2、二次泵系统二次泵系统如图1(b)所示。该系统中每台机组同样需要配备一台定速一次泵来维持恒定流量，一次泵与机组联动,系统加减机组的控制原理也与一次泵定流量系统相同；系统末端采用二通调节阀调节流量，二次水根据系统最远端的压差变化变频调节二次泵转速来维持设定的压差值;二次泵系统的旁通管不需要设压差控制器。 2.3、一次泵变流量系统一次泵变流量系统见图1(c)。该系统采用变频调节，不设定泵速,旁通管上设有压差控制阀。当系统水量降低到单台冷水机组的最小允许流量时,旁通一部分水量,使冷水机组维持定流量运行。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来控制。冷水机组和水泵不必一一对

一次泵冷水变流量系统的控制策略1

一次泵冷水变流量系统的控制策略 一次泵冷水变流量系统的控制策略： 一次泵冷水变流量系统控制包括根据设定温度对末端盘管水侧流量调节、根据冷水机组最小允许流量对旁通阀进行流量调节、根据最不利环路末端供水压力的设定值对一次泵进行工作水泵台数和流量调节、根据系统需要制冷量确定所需冷水机组的运行台数以及相关冷却水泵和冷却塔的控制。 一次泵变流量系统的旁通管与传统意义的旁通管的作用不同，前者是为了保证冷水机组蒸发器水流量高于最小允许流量以上运行，旁通阀是常闭的，当流量计检测到冷水机组蒸发器水流量低于最小允许流量时才打开，旁通阀的开启速度要慢，否则会影响一冷泵流量的控制。 一次泵是通过检测最不利环路末端供水压力来确定水泵运行台数及流量调节，当多台水泵并联运行时，最好所有水泵均采用变速调节，全变速运行效率要比混合运行效率高且控制简单。水泵流量调节速度不宜过快，否则会影响冷水机组的出温度的稳定及末端调节阀的稳定性。最佳的流量调节速率需在现场调试中确定，可以按每分钟10%的调节速率作为初始值进行系统调试[1]。 当系统供回水温差未达到设计值时，往往会出现冷水机组蒸发器水流量已达到额定值，但其制冷量却还未达到满负荷，这时可不按一机对一泵运行，而是再开启一台冷水泵，可使制冷机组制冷量继续增加，甚至超过额定制冷量，解决“小温差，大流量”问题，避免要再开启一台冷水机组和相应的冷却泵及冷却塔才能满足供冷需求、造成能量浪费的问题。但冷水机组在过流量运行时，要注意蒸发器水流量不要超过最大允许流量。 根据系统冷水供水流量及供回水温差来计算系统所需冷量，然后与正在运行的冷水机组的额定制冷量（在实际控制中，可根据冷水机组的性能、冷水出水温度及冷却水进水温度确定冷水机组实际可能的最大制冷量）进行比较，同时考虑冷水出水温度是否超过设定值，来确定冷水机组的加载或停机。 当确定需要加载冷水机组时，为了避免加载时由于水流波动造成保护性停机，须先将正在运行机组的制冷量降到额定制冷量的50%，调整旁通阀流量设定值，然后开启一台冷水泵，逐渐（约2~3分钟）打开加载冷水机组的隔离阀，待隔离阀全开时，开启加载冷水机组，解除制冷量限定。

常规二次泵系统分析及优化

常规二次泵系统分析及优化 摘要:二次泵系统作为空调水系统节能的的措施之一，其在实际使用存在调 试难度大，运行节能率不高等问题，难以达到较理想的效果，不少项目并没有完 全发挥其优势。本文通过对传统二次泵系统进行分析讨论，得出常规的二次泵系 统由于集管（或旁通）管中的流量控制在工程实施中的难度过大，导致系统调试 困难，而由于一次环路水泵定频及部分负荷占比较高的原因，导致二次泵系统仅 在75%设计负荷以上才节能。针对常规二次泵系统的问题，笔者提出一种全变频 二次泵空调水系统，并在系统中增加相应的流量计，给出对应的自控策略，作为 对常规二次泵系统的一种优化。 关键词：空调水系统；二次泵系统；中央空调控制逻辑； 二次泵系统在设计中，其集管（或旁通）管中的流量控制，是实际项目设 计和调试的难点，系统应用少及专业技术人才缺失导致二次泵系统在实际使用中 成功率不高，且大部分并没有完全发挥其节能功效，本文先对常规二次泵系统进 行分析讨论，再提出一种利用自控技术及流量计的新型的所有水泵均变频的二次 泵空调水系统。 1、二次泵系统概述 二次泵系统特征为冷（热）源侧与负荷侧分成两个环路，冷源侧配置定流量 循环泵即一次泵，负荷侧配置变流量循环泵即二次泵。其优点为能适用各区压力 损失悬殊的情况，水泵扬程有把握可能降低，能根据负荷侧的需求调节流量，由 于流过蒸发器的流量不变，能防止蒸发器发生结冰事故，确保冷水机组出水温度 稳定，能节约一部分水泵能耗；其缺点为总装机功率大于单次泵系统，自控复杂，初投资高，易引起控制失调的问题，在绝大部分运行时间内，系统处于大流量小 温差的状态，不利于节约水泵的能耗。（摘自实用供热空调设计手册，以下简称 红宝书）常见的二次泵系统简图如下：

2次泵系统的优点讨论

二次泵系统的设计及控制方法探讨 简介：本文分析了空调二次泵变水量系统的特点及其负荷调节方法，探讨了水泵变速调节中系统定压差控制的相关问题。结论指出，二次泵系统通过桥管设置实现了水力工况隔离，具有较好的水力稳定性；水泵调速采用远端定压差控制时，水泵扬程需求与负荷分布有关。关键字：二次泵系统桥管定压差控制负荷分布 相关站中站：阀门专辑空调水泵选型设计 1 引言 近年来，随着中央空调的大量使用，我国建筑能耗增长迅速。据统计，1990-2000十年间建筑能耗年均增长5.8％，大大超过同期能源生产2.4％的增长率。在空调能耗中，系统输送能耗约占1/3[1]。因此，变流量技术在空调系统节能设计日益受到重视。 对于空调水系统来说，输送能耗占总能耗的比例随系统规模的增大而增加。变水量系统（VWV）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。 2 二次泵系统的设计 如上所述，用户负荷的变化可以通过改变系统冷水流量实现。但是，为保证水力热力工况稳定，冷水机组所允许的流量波动范围很小。解决这一矛盾，通常有两种方法。 图1为国内设计中较多采用的压差旁通控制方法。当负荷减小时，用户阀门关小，分集水器压差增加，电动调节阀开大，部分冷水经旁通短路，维持机组流量不变，用户负荷增加时动作相反。 图1 一次泵系统 图2为国外设计中常见的桥管旁通控制方法[2][3]。通过设置桥管将整个系统分隔为两个水力工况相对独立的回路：冷水生产和冷水输送。各区均设有循环泵负责提供本区循环动力。当冷机负荷与用户负荷相等时，桥管内流量为零；当用户负荷减少时，桥管内流量从供水流向回水。 图2 二次泵系统 对于大型的区域供冷系统，常采用三次泵系统（PST：Primary-Secondary-Tertiary Pumping System），如图3所示[4]。从系统形式上看，三次泵系统只是扩展了桥管应用，仍属于二次泵系统范畴。

空调水系统一次与二次比较

空调二次泵定流量，一次泵变流量系统 常见的空调二次泵水系统(其二次泵采用变速控制方式）及一次泵水系统分别如图1ａ，b所示。通常水系统中冷水机组按定流量方式运行.随着空调负荷的减少，负荷侧的需水量也减少，当冷水机组的运行台数不变时，超过用户侧需求部分的水量，在一次泵系统中,通过图１ｂ中的旁通调节阀从供水管流至回水管；在二次泵系统中,则是通过调节次级泵的转速来满足负荷侧的需求,同时，初级泵总水量多出次级泵总水量部分由平衡管流回。理论上说,如果把次级泵取消,将图1ｂ的一次泵系统直接改为水泵变流量运行,肯定比二次泵系统更为节能，同时系统也会变得较为简单，这样做是否可行?引发了许多同行的思索。 图1 空调水系统图 当冷水机组侧为定流量运行时，通常冷水温差控制在5～６℃,此时相当于蒸发器管束内的水流速在2．４~2．8m／s之间,冷水机组的效率和水泵的耗功率都达到较佳值。对于冷水机组变水量运行的要求,目前许多冷水机组生产厂家并没有提出太多的异议，有的厂家资料还给出了蒸发器和冷凝器的水流速可以在1。０７~3.６6ｍ/s之间变化的数据。当供水温度低于5。６℃时,蒸发器内水流速最低值为1.45m／s,相当于最小流量在额定流量的2８%～40%之间.为了安全起见,要求运行时冷水机组的流量不得小于其最小流量，因此通常的做法是在机组冷水进、出水管口之间设压差控制器,当流量减小、压差降低到整定值时,冷水机组自动停机。通常国产离心式冷水机组的压差整定值为1０kＰa，按蒸发器总阻力在50~1００kPa之间变化来计算，对应于10kPa整定值时的最小流量应在额定流量的3１.6%~4４。7％之间变化.因此,冷水机组运行时,要求的流量下限必须高于压差保护所对应的最小流量,否则不起保护作用,还有可能出现局部冰冻.从使用上来看,蒸发器流量过大或过小都是不合理的。过大会对管道造成冲刷侵蚀,过小会使传热管内流态变成层流而影响冷水机组性能并有可能增加结垢速度.

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 11层办公楼为例计算了其等效的阀门开度；针对常规PID控制策略提出了基于模糊算法的自整定模糊PID 控制策略。以该办公楼11 层某房间为例建立简化传递函数模型, 并通过simulink 软件仿真对比, 发现当系统模型发生变化或者存在扰动时,PID参数初始值不

空调水一次泵变流量系统的探讨

空调水一次泵变流量系统的探讨 暖通空调能耗是建筑能耗中的大户，据统计暖通空调能耗占建筑能耗的65%，空调系统的节能改造对工业和民用建筑的节能有重大意义。随着近几年来空调DDC控制技术的迅速发展，越来越多的空调水系统采用或节能改造为一次泵变流量系统（简称VPF系统）。如图1所示，一次泵变流量就是空调水系统在满足系统负荷、稳定运行情况下，采用一次泵变流量运行，从而使空调系统达到节能效果。 空调水VPF系统在空调自动控制系统辅助下运行，其技术特点如下： ①通过冷水机组蒸发器的水流量满足冷水机组安全要求，维持冷水机组蒸发温度和蒸发压力的相对稳定，避免出现因过低水流量而保护停机。 ②通过自动调节空调末端设备的控制阀开度或开关，使经空调末端设备的冷冻水流量满足末端用户空调负荷的变化。 ③通过控制水泵运行台数及变频调节水泵转速，使空调系统冷冻水量满足空调负荷需求，以达到空调系统正常运行、降低水泵运行能耗的目的。 现根据笔者在某项目改造经验，对空调水VPF系统改造中几个问题作简要总结和探讨。 1 冷水机组因素 冷水机组必须满足其安全运行条件，否则停机保护或发生故障。冷水机组蒸发器管内水流速度及流速变化的速率满足设备要求，流量改变过大将造成冷水机组的停机保护，故在技术改造中考虑冷水机组最低水流量及其最大变化速率的限制。如在同一系统中，冷水机组规格型号不一致、大小机组搭配的话，考虑各冷水机组蒸发器额定水阻力尽可能保持在相等的水平，当负荷端空调负荷导致空调冷冻水流量发生变化时，流经各冷水机组蒸发器的水流量可基本实现同步等比例

变化，避免出现大小机组之间出现“抢水”现象。 2 冷冻水系统配置 泵机配置的对应关系问题，常见冷冻水泵与冷水机组的对应关系有两种形式。第一种为冷冻水泵单独与冷水机组一一对应串联，各冷水机组蒸发器水流量直观上可得到可靠的保证，由空调负荷端实际瞬间总负荷辅以冷水机组工作累计时间决定冷水机组启停，而冷冻水泵启停与冷水机组相对应实现工作联锁。但在空调系统中，冷水机组及水泵存在规格大小不一并存的情况，在系统变流量过程中，各冷水机组并联回路产生水力不平衡的问题，即大泵将对小泵产生干扰，令水泵的能源消耗在不平衡方面，大小水泵的同步变频控制也难以实现。 另一种为同一规格的冷冻水泵呈并联形式，单母管与冷水机组配接，冷冻水泵与冷水机组在控制方面不呈一一对应关系，冷水机组启停数量由负荷端空调瞬间总负荷决定，冷冻水泵启停数量的控制根据负荷端空调水流量实际需求值，并同时结合水泵、电机及变频器效率分析决定水泵启停台数。针对大小冷水机组组合的情况，根据负荷智能控制开机模式，同时避免了冷冻泵变频工作时相互干扰的问题。 3 变频水泵的设置 变频水泵主要通过编程或在变频器上设置流冷冻水泵的变频转速下限。随着负荷端空调负荷的减少，空调水循环流量相应减少。当流量过小时，水泵容易产生热能堆积，径向、轴向推力增加，易损害水泵的轴承、轴封，影响水泵寿命；为了防止低流量造成的冷水泵的负面效应，须设置冷水泵最小流量的限制，最小流量为水泵最佳效率点流量的25%。一般空调系统改造采用工频电机，不采用专用变频电机（价格高），为满足电机的正常散热需求，其转速不应低于正常标准值的30%；如水泵转速低于30%，空调水输送系统工作效率（电机、变频器及水泵三者效率的乘积）也随三者大幅度减低，过低的系统效率抵消了变频节能效果。因此在综合考虑以上因素，空调水VPF系统中水泵变频控制器设定频率变化下限，变速水泵转速不低于标准值的35%。