朱玉濤

　　信息產業(yè)電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司華東分院.江蘇省無錫市214071

　　中圖分類號：TU8文獻標識碼：A

　　摘要：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高。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成為一個比較重要部分，所以如何在水泵的節(jié)能措施上取得取得進展已成為一項重要課題。本文主要根據(jù)筆者多年的工作經驗及知識積累介紹了空調冷水一次泵變流量系統(tǒng)的工作原理、組成、優(yōu)點以及其適用性。

　　關鍵詞：一次泵;冷凍水;變流量;組成;優(yōu)點;適用性

　　引言

　　隨著科學技術的發(fā)展，空調在如今的社會中，越來越多的得到了應用，但也因為空調的普遍使用，使其產生的能耗占據(jù)了生活的大部分。工程實踐表明,導致集中空調系統(tǒng)電耗高的主要原因是目前我國大型建筑空調冷水系統(tǒng)多為定流量系統(tǒng),系統(tǒng)運行中普遍存在著“大流量,小溫差”的問題,因此造成冷水循環(huán)泵揚程過大、電耗過高。

　　一、空調冷水一次泵變流量系統(tǒng)的原理及組成

　　(1)一次泵變流量系統(tǒng)的原理

　　空調冷水一次泵變流量系統(tǒng)其原理主要有兩點：其一是在負荷側通過調節(jié)電動兩通調節(jié)閥的開度改變流經末端設備的冷水流量,以適應末端用戶空調負荷的變化;其二是在冷源側采用可變流量的冷水機組和變頻調速冷水泵,使蒸發(fā)器側流量隨負荷側流量的變化而改變,從而最大限度地降低冷水循環(huán)泵的能耗。同時,要確保通過冷水機組蒸發(fā)器的水流量在安全流量范圍內變化,維持冷水機組的蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力相對穩(wěn)定,保證冷水機組能效比相對變化不大。

　　(2)一次泵變流量系統(tǒng)的組成

　　空調冷水一次泵變流量系統(tǒng)的典型配置如圖1。在冷源側配置變頻泵,每臺冷水機組的進(出)水管上設置慢開慢關型隔斷閥,冷水泵與冷水

　　1冷水機組2變頻調速冷水泵3電動隔斷閥4旁通控制閥

　　5電動兩通調節(jié)閥6末端空氣處理裝置7止回閥

　　機組不必一一對應設置,且二者啟停應分開控制;在空調冷水供回水總管之間設置旁通管,旁通管上設置旁通控制閥(電動調節(jié)閥),當負荷側冷水量小于單臺冷水機組許可的最小流量時,旁通管上的電動調節(jié)閥打開,使流經冷水機組蒸發(fā)器的最小流量為負荷側冷水量與旁通管流量之和,最小流量由流量計或壓差傳感器測得。另外,系統(tǒng)末端需安裝電動兩通調節(jié)閥。

　　二、空調冷水一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)點及適用性

　　(1)一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)點

　　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]。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。

　　一次泵變流量系統(tǒng)與一次泵定流量、二次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)勢如下

　　(2)適用性

　　一般情況下,冷源側定流量、負荷側變流量的一次泵系統(tǒng)適用于水溫要求一致,且各區(qū)域管路壓力損失相差不大的中小型工程。冷源側和負荷側分別設置一級泵和二級泵的二次泵變流量系統(tǒng)適用于負荷側系統(tǒng)較大、阻力較高的工程,且當各區(qū)域管路阻力相差懸殊或水溫要求不同時,宜按區(qū)域分別設置二級泵。

　　三、空調冷水一次泵變流量系統(tǒng)設計要點

　　(1)冷水機組的選擇

　　對于一次泵變流量系統(tǒng)采用的可變流量冷水機組,機組蒸發(fā)器的允許流量變化范圍和允許流量變化率是衡量冷水機組性能的重要指標。機組蒸發(fā)器的允許流量變化范圍越大,越有利于冷水機組的加、減機控制,節(jié)能效果越明顯;機組蒸發(fā)器的允許流量變化率越大,冷水機組變流量時出水溫度波動越小。

　　(2)冷水機組的啟動控制

　　在啟動另一臺冷水機組之前,應讓正在工作的冷水機組幾乎滿負荷運行。當所監(jiān)測的蒸發(fā)器出水溫度超過了設定值的允許偏差上限,或其水流量超過了該機組所允許的最大流量時,才啟動另一臺冷水機組運行。通常做法是以壓縮機運行電流為依據(jù),若機組運行電流占額定電流的百分比大于設定值,并且這種狀態(tài)持續(xù)10~15min,則開啟另一臺機組。這種控制方式的好處是供水溫度控制精度高,在系統(tǒng)供水溫度尚未偏離設定溫度時,已加機了。

　　(3)冷水泵的選擇及控制

　　對于一次泵變流量系統(tǒng),在設計中宜采用“集合母管并聯(lián)”后再與蒸發(fā)器串聯(lián)的方式進行配管。此種連接方式下,冷水泵與冷水機組在控制方面不呈一一對應關系,冷水機組的啟停數(shù)量由用戶端空調瞬時總負荷決定,而冷水泵啟停數(shù)量的控制則根據(jù)用戶端空調水流量實際需求值并同時結合水泵、電動機及變頻器效率分析決定水泵啟停臺數(shù)。

　　(4)壓差、流量傳感器的選擇

　　在一次泵變流量系統(tǒng)中,旁通閥控制的信號源由冷水機組蒸發(fā)器瞬間流量值或壓差的測定值提供,因此壓差、流量傳感器的安裝位置及精準與否對空調冷水一次泵變流量系統(tǒng)相當重要。在空調冷水一次泵變流量系統(tǒng)的設計中必須選用準確度高和重現(xiàn)性好的壓差、流量傳感器。

　　四、結束語

　　結合上述，只有掌握冷凍水系統(tǒng)的運行原理和不同工況時的控制才能在實際設計工作中根據(jù)建筑和工程的具體形式，靈活選用設計方法。另外，國家大力提倡建設節(jié)約型社會和發(fā)展低碳經濟,節(jié)能降耗將作為衡量一項工程的重要指標。一次泵變流量系統(tǒng)既節(jié)省機房面積和降低初投資,又減少了水泵的全年運行能耗,具有較大的節(jié)能潛力,發(fā)展前景十分看好。但我們要根據(jù)每一個工況特點從而合理的選用設計形式、合適的設備和控制策略,才能圓滿地完成設計工作,使其達到真正節(jié)能的目的。

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