空调冷冻水一次泵变流量系统的节能与控制
【摘要】文章简单介绍了一次泵变流量系统，对一次泵变流量系统的能耗做出了分析，提出了空调冷冻水一次泵变流量系统的节能与控制方法。
【关键词】：空调；冷冻水系统；节能
引言
建筑物中央空调系统的冷冻水一次泵，传统上都采用固定转速水泵。空调水的变一次流量控制系统(VPF：Variable-Primary-Flow，也称为：冷冻水一次泵变频调速控制系统)是近年才开始出现的先进控制方案。配置变频调速冷冻水泵，可以对冷冻水流量进行调节，达到精细化控制的目标。虽然在负荷侧都是变水量控制，但变频调速的一次侧控制和传统固定转速的一次泵系统不同，它比传统方式控制要求高得多。要求楼宇自控系统的工程服务者设计合理的变一次流量控制解决方案，提供满足要求的控制功能。本文结合某大型建筑的变一次流量控制工程方案，对这种解决方案进行讨论。
1一次泵变流量系统的特点
一次泵变流量系统(VPF)的定义概述如下，当末端空调负荷变化时，电动二通阀调节开度，改变冷冻水量，此时采用一定的控制措施，变频水泵和冷冻机组的水流量都随负荷的改变而改变，在旁通管上增设了旁通控制阀，以维持运行冷冻机的最小流量，如下图所示。
图1
和二次泵变流量系统相比，最显著的一个特点是少了一组定速泵。另外在旁通管上多了一个控制阀，当系统水量小于单台冷冻机最小允许流量时，旁通阎打开，旁通一部分水量使冷冻机运行在最小允许流量之上。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控制或供回水温差控制。冷冻机和水泵的台数不必一一对应，它们的台数变化和启停也分别独立控制。VPF系统可以改变整个系统中的循环水量，既包括流经蒸发器的冷冻水流量，和冷却盘管中的冷冻水流量。VPF不仅仅节省了二次泵变流量系统中低效率的一次定流速泵，而且省去了管线，接头及其工程费用，电力设备等，机房空间的需求也随之降低，这些都可观的节省初投资。它较之二次泵系统不但初投资小，而且能减少水泵的运行能耗。
2一次泵变流量系统的节能分析
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
标准冷冻水流量=制冷量（KW）*0.86/5（度温差） 冷却水流量=（制冷量+机组输入功率）（KW）*0.86/5（度温差） 水流量计算 1、.冷却冷却水流量水流量：一般按照产品样本提供数值选取，或按照如下公式进行计算，公式中的Q为制冷主机制冷量 L(m3/h)= [Q(kW)/（4.5~5）℃x1.163]X(1.15~1.2) 2、冷冻水流量：在没有考虑同时使用率的情况下选定的机组，可根据产品样本提供的数值选用或根据如下公式进行计算。如果考虑了同时使用率，建议用如下公式进行计算。公式中的Q为建筑没有考虑同时使用率情况下的总冷负荷。 L(m3/h)= Q(kW)/（4.5~5）℃x1.163 3、冷却水补水量一般1为冷却水循环水量的1~1.6%. 1 水侧变流量对冷水机组性能的影响 在传统的空调水系统设计中，通过冷水机组的冷冻水和冷却水的流量基本保持不变。认为只有维持定流量，才能确保盘管的换热效果，流量减小时，在换热盘管表面可能会出现层流状态，降低换热效果；同时，流量过小时，蒸发器还会出现冻结的危险，当流速小于一定值时，水中若含有腐蚀性物质，会对盘管造成腐蚀。随着控制技术的发展，冷水机组的控制系统越来越先进。目前，不同类型的冷水机组均能实现冷量的自动调节。冷水机组能量调节功能的进步使得其水侧变流量设计成为可能，同时也凸显水泵应改变以不变应万变之策，而应以变应变。事实上，目前，多数冷水机组允许蒸发器流量在额定流量的50％～100％以内变化。 当蒸发器采用变流量运行时，其流量随着用户负荷的变化而变化，当用户负荷变小时，蒸发器的冷冻水流量变小，冷水机组的控制系统根据实际需冷量减小制冷剂流量，导致蒸发器盘管内制冷剂流速偏离了最佳流速值，冷水机组制冷系统的整体性能降低。衡量蒸发器变流量运行能否节能的标准不单是冷冻水泵运行时节能多少，而还应考虑蒸发器变流量运行造成冷水机组COP值下降而损失的能耗，再考虑变流量运行的负荷时间频度。 由于控制技术的进步，控制系统可以保证压缩机始终在高效区运转，使得冷水机组蒸发器变流量时的性能不会下降很多。冷水机组蒸发器变流量对其制冷性能的影响程度与压缩机类型和制冷剂变流量的方式有关。文献3从热力学角度对此进行了分析，认为即使冷冻水流量减至60％，冷水机组的COP的下降幅度也不超过10%。 冷却水进出口温差变大时，虽然可以减小冷却水泵的运行费用，然而，为了保证冷凝器内的热交换，冷凝温度必然要高于冷却水的出口温度，并且冷凝温度与冷却水出口温度也要求有一低限。所以，要想加大冷却水的进出口温差，就必须提高冷却水出口温度（通常冷却水进口温度基本上是定值），这又将引起冷凝温度的增加，降低了冷水机组的COP值。与蒸发器变流量相比，冷凝器变流量运行对冷凝温度的影响较大，故导致冷水机组COP的变化较大，在给冷却水泵安装变频器时，应详细分析冷却水变流量对冷水机组性能的影响，确定方案的可行性。
离心泵流量控制方法探讨 前言 离心泵是目前使用最为广泛的泵产品，广泛使用在石油天然气、石化、化工、钢铁、电力、食品饮料、制药及水处理行业。如何经济有效的控制泵输出流量曾经引发过大讨论，曾一度流行全部使用变频调速来控制输出流量，取消所有控制阀控制流量的型式，单从目前来看市场上有4种广泛使用的方法：出口阀开度调节、旁路阀调节、调整叶轮直径、调速控制。现在我们来逐一分析讨论各种方法的特点。 离心泵流量常用控制方法 方法一：出口阀开度调节 这种方法中泵与出口管路调节阀串联，它的实际效果如同采用了新的泵系统，泵的最大输出压头没有改变，但是流量曲线有所衰减。 方法二：旁路阀调节 这种方法中阀门和泵并联，它的实际效果如同采用了新的泵系统，泵的最大输出压头发生改变，同时流量曲线特性也发生变化，流量曲线更接近线形。 方法三：调整叶轮直径 这种方法不使用任何外部组件，流量特性曲线随直径变化而变化。 方法四：调速控制 叶轮转速变化直接改变泵的流量曲线，曲线的特性不发生变化，转速降低时，曲线变的扁平，压头和最大流量均减小。 泵系统的整体效率 出口阀调节与旁路调节方法均增加了管路压力损失，泵系统效率都大幅减小。叶轮直径调整对整个泵系统效率影响较小，调速控制方法基本不影响系统效率，只要转速不低于正常转速的50%。 能耗水平 假定通过上述四种办法将泵的输出流量从60m3/h调整到50m3/h，输出为60m3/h时的功率消耗为100%（此时压头为70m），那么几种控制流量的办法对泵消耗的功率影响如何？ （1）出口阀开度调节，能量消耗为94%，流量较低时消耗功率较大。 （2）旁路调节，旁路阀将泵的压头减小到55M，这只能通过增加泵的流量来实现，结果能耗增加了10%。 （3）调整叶轮直径，缩小叶轮直径后泵的输出流量和压力均降低，能耗缩减到67%。 （4）调速控制，转速降低，泵的流量和压头均减小，能耗缩减到65%。 总结 下表中总结出了各种流量调节方法，每种方法各有优缺点，应根据实际情况选用。 流量调节方法连续调节泵的流量特性曲线变化泵系统的效率变化流量减小20%时，泵的功率消耗出口阀开度调节可以最大流量减小，总压头不变，流量特性略微变化明显降低94% 旁路阀调节可以总压头减小，曲线特性发生变化明显降低110% 调整叶轮直径不可以最大流量和压头均减小，流量特性不变轻微降低67% 调速控制可以最大流量和压头均减小，流量特性不变轻微降低65%
水泵自动化控制系统使用说明书 一、························概述 乌兰木伦水泵自动化控制系统是由常州自动化研究所针对乌兰木伦矿井下排水系统的实际情况设计的自动控制系统。通过该系统可实现对水泵的开停、主排水管路的流量、水泵排水管的压力、水仓的水位等信号的实时监测，并能通过该系统实现三台主水泵的自动、手动控制并和KJ95监控系统的联网运行，实现地面监控。 基本参数： 水泵： 200D43*3 3台（无真空泵） 扬程120米流量288米3/小时 主排水管路直径 200mm 补水管路直径 100mm 水仓： 3个 水仓深度分别为： 总容量： 1800米 3 主电机： 3*160KW 电压：AC660V 启动柜控制电压： AC220V 220变压器容量： 1500VA 二、系统组成 本控制系统主要由水泵综合控制柜，电动阀门及传感器三大部分组成。参见“水泵控制柜内部元件布置图：。 1、水泵综合控制柜是本系统的控制中心，由研华一体化工控机、数据采集板、KJ95分站通讯接口、中间继电器、控制按钮及净化电源及直流稳压电源组成。 其中，净化电源主要是提供一个稳定的交流220V电压给研华一体化工控机，以保证研华一体化工控机的正常工作，直流稳压电源主要提供给外部传感器、中间继电器及数据采集板的工作电源。 控制按钮包括方式转换按钮、水泵选择按钮及手动自动控制按钮，分别完成工作方式的转换、水泵的选择及水泵的手动和自动控制。本控制柜共有40个按钮，从按钮本身的工作形式来说这些按钮有两种，一种为瞬间式，即按钮按下后再松开，按钮立刻弹起，按钮所控制的接点也不保持；另外一种为交替式，即按钮按下后再松开按钮，按钮并不立刻弹起，而是再按一次后才弹起，按钮所控制的接点保持（如方式转换按钮、水泵选择按钮等）。 中间继电器采用欧姆龙公司MY4型继电器，主要完成信号的转换和隔离。另外，还对
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
前言 离心式水泵在我国当前的工农业生产和人民日常生活中起到很大的作用，水泵使用三相异步电动机进行拖动，其流量和压力等控制对象大多采用管道阀门截流的调节方式。这种人为增加管阻的调节方式虽然满足了生产生活所需的对流量的控制，但是浪费了大量的电能，不是一种经济的运行方式。在电力能源越发短缺的今天，找寻并普及一种既经济又方便的水泵运行方式，对节能工作有着重大的意义。 1、离心式水泵工作特性 1.1 离心式水泵工作原理 离心式水泵是一种利用水的离心运动的抽水机械。由泵壳、叶轮、泵轴、泵架等组成。起动前应先往泵里灌满水，起动后旋转的叶轮带动泵里的水高速旋转，水作离心运动，向外甩出并被压入出水管。水被甩出后，叶轮附近的压强减小，在转轴附近就形成一个低压区。这里的压强比大气压低得多，外面的水就在大气压的作用下，冲开底阀从进水管进入泵内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出，并压入出水管。叶轮在动力机带动下不断高速旋转，水就源源不断地从低处被抽到高处。 1.2 泵类负载特性分析 为适应用户用水量的变化，调节出水流量，现通常采用两种方法来完成流量的连续调节。一种是利用控制阀或节流阀进行节流，以改变出水流量；另一种是泵的调速控制，调节泵的转速来改变出水流量。图1为水泵调速时的全扬程特性（H—Q）曲线。 图1 水泵调速时的H-Q曲线
在上图中，曲线n0表示，管路中阀门开度不变时，水泵在额定转速下的扬程—流量曲线。R1表示水泵转速不变时，全扬程与流量之间的关系曲线，又称管阻特性曲线。H0为供水量Q接近0时，所需的扬程等于实际扬程，其物理意义是：如果全扬程小于实际扬程，系统将不能供水。 由上图可知，水泵的扬程特性曲线和管网的管阻特性曲线有交叉点，这个点就是水泵工作时既满足扬程特性又满足管阻特性，供水系统工作于平衡状态，系统稳定运行。 在使用管道阀门控制时，当流量要求从QA减小到QB，就必须减小阀门开度。这时供水管道的阻力变大，管阻特性曲线从R1移到R2，扬程则从HA上升到HB，运行工况点从A点移到B点。 在使用水泵调速控制时，当流量要求从QA减小到QB，由于阀门开口度不变，管道的阻力曲线R不变，此时水泵的特性取决于其转速。如果把速度从n0降到n1，运行工况点则从A点移到C点，扬程从HA下降到HC。 根据离心泵特性曲线公式： 其中：P——为泵使用的工况点轴功率（KW）； Q——为使用工况点的水压或流量（m2/s）； H——为使用工况点的扬程（m）； ρ——为输出介质的密度（kg/m3）； η——为使用工况点的泵的效率（%）。 由公式1，可得出在使用阀门调节时，水泵运行在B点的轴功率，和用转速调节时，水泵运行在C点的轴功率分别为：
离心泵是目前使用最为广泛的泵产品，广泛使用在石油天然气、石化、化工、钢铁、电力、食品饮料、制药及水处理行业。如何经济有效的控制泵输出流量曾经引发过大讨论，曾一度流行全部使用变频调速来控制输出流量，取消所有控制阀控制流量的型式，单从目前来看市场上有4种广泛使用的方法：出口阀开度调节、旁路阀调节、调整叶轮直径、调速控制。现在我们来逐一分析讨论各种方法的特点。离心水泵流量常用控制方法： 1、出口阀开度调节 这种方法中泵与出口管路调节阀串联，它的实际效果如同采用了新的泵系统，泵的最大输出压头没有改变，但是流量曲线有所衰减。 2、旁路阀调节 这种方法中阀门和泵并联，它的实际效果如同采用了新的泵系统，泵的最大输出压头发生改变，同时流量曲线特性也发生变化，流量曲线更接近线形。 3、调整叶轮直径 这种方法不使用任何外部组件，流量特性曲线随直径变化而变化。 4、调速控制 叶轮转速变化直接改变泵的流量曲线，曲线的特性不发生变化，转速降低时，曲线变的扁平，压头和最大流量均减小。 1）泵系统的整体效率 出口阀调节与旁路调节方法均增加了管路压力损失，泵系统效率
都大幅减小。叶轮直径调整对整个泵系统效率影响较小，调速控制方法基本不影响系统效率，只要转速不低于正常转速的50%。 2）能耗水平 假定通过上述四种办法将泵的输出流量从60m3/h调整到50m3/h，输出为60m3/h时的功率消耗为100%（此时压头为70m），那么几种控制流量的办法对泵消耗的功率影响如何？ （1）出口阀开度调节，能量消耗为94%，流量较低时消耗功率较大。（2）旁路调节，旁路阀将泵的压头减小到55M，这只能通过增加泵的流量来实现，结果能耗增加了10%。 （3）调整叶轮直径，缩小叶轮直径后泵的输出流量和压力均降低，能耗缩减到67%。 （4）调速控制，转速降低，泵的流量和压头均减小，能耗缩减到65%。离心水泵流量控制方法总结： 下表中总结出了各种流量调节方法，每种方法各有优缺点，应根据实际情况选用：
一次泵变流量系统的设计 郝庆1) 张子平1) 穆丽慧2) 1)(河北工程大学) 2)(海南元正建筑设计咨询有限责任公司天津分公司) 摘 要 一次泵变流量V PF(variable primary flow)系统是中央空调系统的最新布置形式,与一二次泵系统相比在初投资和运行费用上更具有优势。目前国内一些采用一次泵变流量系统的工程在运行中出现许多问题,本文从制冷机组的选择、旁通流量的设计、机组的启停控制、泵和机组的布置方式、一次泵变流量控制方式的选择、机房外的布置6个方面说明V PF的设计要点。 关键词 V PF 设计 一二次泵系统 大流量小温差 The design of variable primary flow system H ao Qing1) Zhang Ziping1) M u Lihui2) 1)(Hebei Eng ineering University) 2)(H ainan Yuanzheng Architectural Design&Consultation Co.,Ltd.) ABSTRACT Variable primary flow system is the new est system of center air conditioning sys tems,which has larg e advantages in first cost and operational cost than primary/secondary sys tems.M any domestic eng ineering applying VPF ex ists many questions.The key of VPF design is advised from six sides of chiller selection,bypass flow design,chiller sequencing,pump and chiller configuration,VPF control modes selection and configuration outside plant. KEY WORDS VPF;design;primary/secondary systems;low temperature difference and high flow 中央空调系统是根据最大冷/热负荷设计的。由于冷/热负荷受气候等因素影响经常变化,使中央空调系统大多数时间在部分负荷工况下运行,同时由于风机盘管除污器未及时清理,风机盘管选型不合适,风机盘管内空气的分布不均匀,末端使用的三通阀、管网的布置不合理等原因,使中央空调2个水系统绝大多数时间在大流量小温差下运行,造成系统运行费用的增加[1]。因此提高中央空调水系统的供/回水温差,降低空调运行成本,受到越来越多的关注。随着空调机组自动控制技术的发展,空调机组蒸发器和冷凝器的流量已经允许在一定范围内变化,一般为设计流量的30%~130%,这使得水泵变流量运行成为可能。中央空调水系统形式经历了一二次泵系统(一次泵定速,二次泵定速),一二次泵系统(一次泵定速,二次泵变速),移除了自力式流量控制阀,一次泵变流量系统,压差变送器代替流量表,独立压力流量控制阀的使用,风机盘管控制阀的发展(控制水泵频率的压差传送器从供回水干管上移到最不利环路上和将压力独立控制阀安装在风机盘管上),热回收机组8个发展阶段[1]。一次泵变流量系统作为中央空调水系统的最新布置方式,更好地解决了一二次泵系统出现的问题,特别在初投资、运行费用方面具有突出优势[2]。国内很多工程都采用了一次泵变流量系统,但出现了系统运行不稳定、末端过冷或者过热、压差旁通控制阀长期关闭、变频器频率变化范围过小等现象。 1 一二次泵系统存在的问题 1)所有的一二次泵系统在一次网和二次网的管接处都有一个汇合点,如图1上O点。当二次 第7卷 第6期 2007年12月 制冷与空调 REFRI GERA T ION AN D AIR-CON DIT I ON ING 47 51 收稿日期:2006 09 01 通讯作者:郝庆,Email:haoqing8866@https://www.doczj.com/doc/5715114888.html,
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 制在设定的范围内。导叶电机根据4?20mA 的电流输入信号，每％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土C 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。 “一-”代表系统控制 “一-”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3C 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 si 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： * △ 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）， 1.依压缩机电流百分比（％没定 %RLA 运行机组）） 运行机组台数 1
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出，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，同样能够保证出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 一次泵变流量系统中选择可变流量运行的冷水机组，当机组运行时，蒸发器的供回水温差基本恒定，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
中央空调水泵节能方案 作者admin来源浏览249发布时间08/06/25 中央空调水泵节能方案 1、中央空调运行控制方法分析 中央空调系统设计首先是根据室外气象参数和室内空调设计参数计算冷负荷，按分区结构特点，根据产品样本选择相应的设备，组合成一个系统。但空调系统绝大部分时间是在不满负荷的情况下工作。在不满负荷工作的控制方式不合理,系统能效比会大大降低。现在空调系统在运行调节方式上，风水系统主要是阀门（手动、自动阀门调节），主机利用卸荷方式,而这些方式是牺牲了阻力能耗来适应末端负荷要求，造成运行成本居高不下。 若采用变频控制，能量的传递和运输环节控制为变水量（VWV ）和变风量（VAV）,使传递和运输耦合并达到最佳温差置换,其动力仅为其它控制系统的30-60% ,而且节能是双效的，因为对制冷主机的需求能耗同时下降。主机采用变频节能控制，保持设计工况下的制冷剂运动的物理量（如温差、压力等）变化，节能较其它调荷方式明显，如约克（YORK ）的YT型离心式冷水机组,配置变频机组在部分负荷下能效比可降至冷吨，可见变频控制方式在 空调系统中应用前景十分广阔。 过去在中央空调系统中应用变频技术为什么推广难呢？可能是价格的原因吧？在变频技术、计算机自动化控制技术非常成熟的今天，用此技术与暖通空调专业技术相结合，它并不是一门高价的技术,在小功率空调中其经济性都可承受，在中央空调系统中更不应该成问题:（1）中央空调运行时间更长，节能问题更突出；（2）变频控制在整个系统中所占的造价比例不高；（3）变频控制器的容量越大, 每千瓦功率单价越低。 中央空调系统采用变频器是可行的，其投资回收一般在6 ~ 12个月以变频控制器使用寿命10年计, 其净收益在10倍投资额以上。 2、中央空调调速节能原理制冷机通过压缩机将制冷剂压缩成液态后送蒸发器中与冷冻水进行热交换，将
空调冷冻水一次泵变流量系统的节能与控制 【摘要】文章简单介绍了一次泵变流量系统，对一次泵变流量系统的能耗做出了分析，提出了空调冷冻水一次泵变流量系统的节能与控制方法。 【关键词】：空调；冷冻水系统；节能 引言 建筑物中央空调系统的冷冻水一次泵，传统上都采用固定转速水泵。空调水的变一次流量控制系统(VPF：Variable-Primary-Flow，也称为：冷冻水一次泵变频调速控制系统)是近年才开始出现的先进控制方案。配置变频调速冷冻水泵，可以对冷冻水流量进行调节，达到精细化控制的目标。虽然在负荷侧都是变水量控制，但变频调速的一次侧控制和传统固定转速的一次泵系统不同，它比传统方式控制要求高得多。要求楼宇自控系统的工程服务者设计合理的变一次流量控制解决方案，提供满足要求的控制功能。本文结合某大型建筑的变一次流量控制工程方案，对这种解决方案进行讨论。 1一次泵变流量系统的特点 一次泵变流量系统(VPF)的定义概述如下，当末端空调负荷变化时，电动二通阀调节开度，改变冷冻水量，此时采用一定的控制措施，变频水泵和冷冻机组的水流量都随负荷的改变而改变，在旁通管上增设了旁通控制阀，以维持运行冷冻机的最小流量，如下图所示。 图1 和二次泵变流量系统相比，最显著的一个特点是少了一组定速泵。另外在旁通管上多了一个控制阀，当系统水量小于单台冷冻机最小允许流量时，旁通阎打开，旁通一部分水量使冷冻机运行在最小允许流量之上。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控制或供回水温差控制。冷冻机和水泵的台数不必一一对应，它们的台数变化和启停也分别独立控制。VPF系统可以改变整个系统中的循环水量，既包括流经蒸发器的冷冻水流量，和冷却盘管中的冷冻水流量。VPF不仅仅节省了二次泵变流量系统中低效率的一次定流速泵，而且省去了管线，接头及其工程费用，电力设备等，机房空间的需求也随之降低，这些都可观的节省初投资。它较之二次泵系统不但初投资小，而且能减少水泵的运行能耗。 2一次泵变流量系统的节能分析
一次泵冷水变流量系统设计及控制策略 摘要一次泵变流量系统与一次泵定流量/二次泵变流量系统相比具有初投资小、节省制冷机房占地面积和降低运行费用等优点。本文阐述了一次泵变流量系统在工程应用时在设计上应注意的问题以及应采取的相关控制策略。 关键词一次泵冷水变流量系统设计控制策略
0 引言 随着经济的发展和人们生活水平的提高，空调能耗在生产和生活总能耗的比重越来越大，目前国内空调能耗占居民建筑能耗的25%~35%，占公共建筑能耗的30%~45%。空调系统年能耗中冷水机组的能耗约占33%，水泵能耗约占22%，冷却塔能耗约占2%，风机能耗约占43%，尽管水泵功率较小，但水泵能耗却占到制冷机房能耗的2/3[1]。可见，如果水系统采用节能技术，具有很大的节能空间。空调水系统的发展经历了定流量，一次泵定流量/二次变流量，随着制冷机组控制技术的发展，近年来一次泵变流量系统也不断得到应用。目前离心机蒸发器最小冷水流量可降到设计流量的30%左右[2]，螺杆机蒸发器最小冷水流量可降到设计流量的40%左右[3]，蒸发器最小允许水流量与冷水机组品牌有关，在工程应用中须向产品制造厂家进行详细咨询。在一定范围内改变蒸发器水流量，不会对冷水机组的效率及稳定性产生影响，这为一次泵变流量系统的工程应用提供的技术保障，但是要充分发挥一次泵变流量系统减少初投资及节能潜力，在实际应用中应如何进行系统设计，怎样进行系统控制，是暖通设计师值得关注的问题。 1 冷水变流量系统常用类型 “变流量系统”是指在水路系统的空调末端使用二通调节阀的系统，是与水路系统末端使用三通调节阀或不使用调节阀的“定流量系统”相对而言的。所谓“变流量”与“定流量”均是指输送冷水的水路系统的流量是变化的。变流量系统根据其系统构成形式不同，又可分为“相对的变流量系统”，即冷量制备环路是定流量，而冷量输送环路是变流量（如一次泵定流量/二次泵变流量系统（图1）、传统的一次泵变流量系统（图2））；和“真正的变流量系统”，即冷水机组蒸发器变流量系统（如一次泵变流量系统（图3））。 图1 一次泵定流量/二次泵变流量系统 一次泵定流量/二次泵变流量系统利用旁通管将冷量制备环路和冷量输配环路在水力上分离开来，因此这里的旁通管除了具有旁通流量使冷量制备环路保持定流量运行的作用外，另外还有“解耦”的作用，防止一次泵和二次泵串联运行。这种系统型式有时会在旁通管上设一个止回阀，以防止回水通过旁通管回流到供水端与冷水机组的出水混合而升高系统供水
变流量冷冻水系统温差控制法的适用性お 摘要：研究了末端设置通断控制阀的一次泵变流量系统在温差控制下的水力特性，并结合风机盘管与房间的非线性换热耦合特性，进一步探讨了温差控制的适用条件以及变温差控制温差值的设定方法。结果表明：末端设置通断控制阀的系统，当管网整体负荷分布均匀且各开启用户的负荷变化规律相近时，温差控制同样是较为适用的，此时系统的水力失调对室内温湿度的影响较小；采用变温差控制时，仅以不同的总负荷率分段设置温差值，并不能获得良好的室内温湿度控制效果，建议以优先保证风盘除湿能力和室内干球温度为原则设定温差值，相比于目前的方法，在同等的室内相对湿度波动下，室内温度的稳定性可以得到保证。 关键词：变流量；水力特性；温差控制；水系统 中图分类号：TU201.5；TU831.3文献标志码：A文章编号：16744764（2015）03009408 Abstract：The hydraulic characteristics of the variable primary flow system with onoff valves under temperature difference control is investigated，and the nonlinear heat exchange coupling property of fan coil units and rooms is combined to further explore the applicable conditions of
temperature difference control and setting procedures of temperature difference value（TDV）. The result indicates that the temperature difference control in the system with onoff valves at the terminal is also applicable when the pipe network's load is equally distributed and the load changing rule of each opening user is similar. In this case，the system's hydraulic disorder has smaller impact on the indoor temperature and humidity. When adopting variable temperature difference control，setting TDV piecewise according to different total load rates cannot have good control of indoor temperature and humidity. Therefore，it is recommended to set TDV according to ensure fan coil's dehumidification capacity and indoor drybulb temperature preferentially，compared with current methods，the stability of indoor temperature can be guaranteed under the same fluctuation of the indoor relative humidity. Key words：variable flow；hydraulic characteristics；temperature difference control；water system 近年来，空调水系统变流量控制技术在工程中得到大量应用，其节能效果亦得到了广大专业人士的认同。末端压差控制和冷热源总管温差控制是目前讨论较多的两种变流量 控制方式。相比于末端压差控制，温差控制理论上节能效果较好，但是对管网形式的要求较高[13]，一般建议使用在末
供暖系统中如何实现循环水泵的变流量调节 供热计量收费后，散热器上都装有温控阀。由于温控阀的调节作用，使供热系统从定流量（即质调节）运行变成了变流量运行。但这时系统循环流量的变化是由温控阀（或电动调节阀）的节流作用造成的。 从循环水泵的工作曲线上观察，其工作点将向左偏移，导致水泵扬程增大，流量减小，而电机输出的功率，相当大的比例消耗在调节阀的节流上，造成电能的无谓浪费。 目前国内，在相当多的冷热联供的水系统中，采用压差调节器进行变流量的调节。具体做法是将压差调节器装在热源或冷源的旁通管上，当用户需热（冷）负荷变化，散热器（或风机盘管）上的调节阀进行调节，将引起旁通管上压差的变动，此时压差调节器发挥作用，保持旁通管压差恒定，借以调节用户系统循环流量的变化。 应该说，这种调节方法，对于改善用户调节阀（如温控阀、电动调节阀）的工作条件是有好处的，但从节电的角度观察，没有任何改善。 从提高系统能效的目标出发，在计量收费的供热系统的设计中，应该同步进行系统循环水泵的变流量设计。尽量减少不必要的节流引起的能量损失。这样做，至少可以带来以下一些好处：
首先，提高了系统能效。循环水泵实现变流量调节，在整个运行期间，至少节电30%－50％。这一技术措施，实际上的节能潜力远比目前大家谈论的循环水泵扬程选择不宜过大的效果更明显。 其次，改善了调节阀（温控阀、电动调节阀）的工作条件。如果循环水泵实行定流量运行，当负荷需求变化很大时，调节阀的开度将在很大的幅度范围内变动，不仅影响其使用寿命，而且容易发生故障。 当循环水泵实现变流量调节时，其流量的大小，是随负荷的变化而适时控制的。这样，调节阀始终处于微调的状态，不但提高了调节功能，而且大大改善其工作条件，优越性是显而易见的。 再其次，还可有效配合自力式平衡阀的调节功能。对于自力式平衡阀，国内目前已逐渐广泛采用。对于自力式平衡阀，在定流量系统中（如循环水泵定速运行，加装三通阀等）的使用，其优越性已为广大专业人员所认可。 但在变流量系统中，还能否使用自力式平衡阀？更成为业内人员关注的热门话题。应该承认，在循环水泵定转速运行的变流量系统中，使用自力式平衡阀是有缺陷的。 人们熟悉：自力式平衡阀的功能就是使系统流量自动地限定为设定流量。当系统需求小流量工况时，调节阀（温控阀、电动调节阀等）将关小，此时自力式平衡阀力图维持原设定流量，其阀芯趋于开大。这就出现调节阀与自力式平衡阀动作不协调现象。
冷冻水流量计算 Prepared on 22 November 2020
标准冷冻水流量=制冷量（KW）*5（度温差） 冷却水流量=（制冷量+机组输入功率）（KW）*5（度温差） 水流量计算 1、.冷却冷却水流量水流量：一般按照产品样本提供数值选取，或按照如下公式进行计算，公式中的Q为制冷主机制冷量 L(m3/h)= [Q(kW)/（~5）℃]X~ 2、冷冻水流量：在没有考虑同时使用率的情况下选定的机组，可根据产品样本提供的数值选用或根据如下公式进行计算。如果考虑了同时使用率，建议用如下公式进行计算。公式中的Q为建筑没有考虑同时使用率情况下的总冷负荷。L(m3/h)= Q(kW)/（~5）℃ 3、冷却水补水量一般1为冷却水循环水量的1~%. 1 水侧变流量对冷水机组性能的影响 在传统的空调水系统设计中，通过冷水机组的冷冻水和冷却水的流量基本保持不变。认为只有维持定流量，才能确保盘管的换热效果，流量减小时，在换热盘管表面可能会出现层流状态，降低换热效果；同时，流量过小时，蒸发器还会出现冻结的危险，当流速小于一定值时，水中若含有腐蚀性物质，会对盘管造成腐蚀。随着控制技术的发展，冷水机组的控制系统越来越先进。目前，不同类型的冷水机组均能实现冷量的自动调节。冷水机组能量调节功能的进步使得其水侧变流量设计成为可能，同时也凸显水泵应改变以不变应万变之策，而应以变应变。事实上，目前，多数冷水机组允许蒸发器流量在额定流量的50％～100％以内变化。 当蒸发器采用变流量运行时，其流量随着用户负荷的变化而变化，当用户负荷变小时，蒸发器的冷冻水流量变小，冷水机组的控制系统根据实际需冷量减小制冷剂流量，导致蒸发器盘管内制冷剂流速偏离了最佳流速值，冷水机组制冷系统的整体性能降低。衡量蒸发器变流量运行能否节能的标准不单是冷冻水泵运行时节能多少，而还应考虑蒸发器变流量运行造成冷水机组COP值下降而损失的能耗，再考虑变流量运行的负荷时间频度。 由于控制技术的进步，控制系统可以保证压缩机始终在高效区运转，使得冷水机组蒸发器变流量时的性能不会下降很多。冷水机组蒸发器变流量对其制冷性能的影响程度与压缩机类型和制冷剂变流量的方式有关。文献3从热力学角度对此进行了分析，认为即使冷冻水流量减至60％，冷水机组的COP的下降幅度也不超过10%。 冷却水进出口温差变大时，虽然可以减小冷却水泵的运行费用，然而，为了保证冷凝器内的热交换，冷凝温度必然要高于冷却水的出口温度，并且冷凝温度与冷却水出口温度也要求有一低限。所以，要想加大冷却水的进出口温差，就必须提高冷却水出口温度（通常冷却水进口温度基本上是定值），这又将引起冷凝温度的增加，降低了冷水机组的COP值。与蒸发器变流量相比，冷凝器变流量运行对冷凝温度的影响较大，故导致冷水机组COP的变化较大，在给冷却水泵安装变频器时，应详细分析冷却水变流量对冷水机组性能的影响，确定方案的可行性。
离心泵流量控制方法探讨 泵的流量调节方法一览表 本文详细介绍了泵（离心泵、往复泵）的流量调节方法，如改变泵的装置特性曲线（如可以进行出口阀调节、旁路调节、转速调节、切割叶轮外径、更换叶轮、堵死几个叶轮流道等）、改变泵的特性曲线，并对每种调节方法进行了阐述及对其使用的特点进行了分析。
具体的泵的流量调节方法见下表1——1。 表1——1 泵的流量调节方法
请问泵的流量是怎么调节的 请问高速泵的流量是怎么调节的我发现泵的额定流量比如为10m3，最小稳定流量为2m3，比如我现在后面装置需要6m3的量，这个时候是通过出口阀门调节呢还是打10m3走4m3的旁路阿谢谢各位！！ 还有些疑问：1、旁路怎么防止泵产生憋压不是很明白---我现在设置的是泵流量达到泵厂家要求的最小稳定流量的时候旁路阀门才打开，平时是关着的！ 2、现在一家国外的泵厂家返回的资料是这样子的，我要求的是2.61m3，可是他给我的泵却是4.5M3的，而他的最小稳定流量竟然在2.3m3，那我平常不是只能在最小流量线附近操作了这样子对高速泵肯定不好，现在泵厂家要求平常一直开旁路，让我很郁闷 3、我想的是一旦泵流量到达最小稳定流量，泵就有两个去向，可是我怎么知道这两条线的各自流量，因为我要保证我后续设备的物料量啊，不能全被打回流阿！！ 4、还有就是泵出口关闭压力怎么确定阿？ 5、我们计算泵的 H的时候，给出了 HA，厂家给的 HR，指的是水那转化成介质是不是也应该乘密度？ 请各位说的仔细一点，我对这个不是很清楚呢 ]lexuan_0211 发表于 2008-6-13 13:44 一般来说，通过阀门调节能够达到效果。 lz需要的量在此泵的流量范围内，没有问题。llttjj2850 发表于 2008-6-13 13:45 通过出口调节阀来控制流量，走旁路只是改变管径，并没有改变流量，只是增加了管道阻力和流速。 如果有变频器可以调节频率，也可调节流量。rongyang504 发表于 2008-6-13 14:05 我的泵不是变频的，变频的用的很平常吗我觉得变频的机泵一般用在重要的地方！