冷冻水一次泵变流量机房系统

数据中⼼机柜⽔冷系统中⼀次泵和⼆次泵哪个更好？什么是⼀次泵系统⼆次泵系统？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），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。

简要了解冷冻水一次泵变流量系统VPF展开全文年冷冻机房能耗kw.h冷冻机房系统回顾：冷冻水一次泵定流量；冷冻水一次泵定流量，二次泵变流量；冷冻水一次泵变流量。

一次泵定流量，用户侧变流量(CPF)：一次泵定流量，二次泵变流量(Decouple)加/减冷冻机，在保证供水温度的前提下，旁通管内的水流总是从供水侧到回水侧或者是零。

假如在T4处设一个流量传感器F，则可以计算旁通流量M：加机时水流方向的判断：热平衡：T1(F-M)+T3*M=T2*FM>0时，也就是（T2-T1)/(T3-T1)>0也就是T2-T1>0减机时水流方向和水流量的判断：热平衡：F*T4+M*T3=(F+M)*T5M=F*(T4-T5)/(T5-T3)T5-T3>0，同时M>110%*一台主机的蒸发侧水流量时设计时，T1，T5不需要设传感器。

前两种系统的问题？部分负荷，能耗浪费；水泵与冷冻机一一对应，不灵活。

蒸发器侧变流量，用户侧变流量(VPF)二次泵和一次变流量系统技术比较：二次泵系统一次泵变流量系统一次泵一机一泵无,因此：减小冷冻机房，减少管道、管线等；二次（输送）泵由二次侧阻力降选泵（盘管、控制阀、管道等）最不利末端压差进行控制二次侧节能全程阻力降选泵（蒸发器，盘管、控制阀、管道等）同左全程节能旁通管没有阀门等阻碍物设计为最大单台冷冻机流量压差旁通阀设计为最大单台冷冻机的最小允许流量（额定冷量差额＜50%）加/减载依据二次侧供水温度（旁通水流方向）/旁通水流量电流量流量测定旁通流量蒸发器流量（或蒸发器压差）一次泵变流量的可行性来自…?1.冷水机组性能保证2.自控系统设计流量和温差的关系：Tons=gpm×DT当流量减少50%,DT加倍，在这种情况下，冷冻机的控制会卸载压缩机，或者…冷冻机在安全保护下关闭。

多机瞬时流量变化（增加一台机组时）运行的冷冻机台数流量变化1 50%2 33%3 25%4 20%5 17%当隔离阀打开时，%流量变化率=1–(运行机组台数)/((运行机组台数+1)一次泵变流量系统：设计工况：一次泵变流量部分负荷：二次泵系统部分负荷：系统流量<>机房控制原理：怎样加冷冻机？怎样减冷冻机？加一台冷冻机依据：系统供水温度：当冷冻水系统供水温度TS1高于系统设定温度TSS，持续一段时间；压缩机运行电流%RLA：运行机组的工作电流相对额定电流的百分率>95%(可变)，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。

建筑动力设计中一次泵变流量系统的关键问题探究【摘要】变流量水系统是在末端设备处（如风机盘管、组合式空调箱等空气处理器）设电动二通阀，阀门的开启度由室内温度控制，对通过末端盘管的水流量进行调节，从而保证室内温度在允许范围内波动，在冷冻机房内通过加设变频器对水泵进行调速来实现输送系统水流量的变化，使冷冻机房冷冻水输出量与末端设备的需求量一致。

由于水泵的功率与水泵转速的三次方成正比，因此，采用水泵变频调速控制的变流量空调水系统理论上具有很大的节能空间。

变流量系统的推广对节约能源，缓解我国电力瓶颈制约具有重要意义。

【关键词】建筑动力；流量调节；建筑节能；可持续发展；变流量技术；变频技术0 引言中央空调水系统首要的目的是为各空调末端提供消除余热或补偿热损耗所需的冷水或热水，然后在满足这个要求的前提下尽可能地节能，即以最少的能耗提供最好的服务。

为达到以上要求，冷水系统经过了大约70年的发展，并且还在继续完善。

在这个发展过程中总是不断的遇到新问题如：系统冷水温差过小、水系统阻力损失过大、水系统管网水力不平衡等问题，诸如此类的问题，使得系统越来越复杂，但这些问题的不断解决最终推动了变流量技术的发展。

1 冷水机组的最小流量在一定的流量变化范围内冷水机组实行变流量运行，对主机性能的影响不大，但对于冷水机组的最小流量可以达到多少，业内的观点分歧还比较大。

有的冷水机组厂商推荐其主机的最小流量可以低于30%，而有的厂商推荐其主机的最小流量不宜低于70%，但主机可以在50%流量时安全运行，当流量低于50%时，主机就会自动停机保护起来。

而暖通界的大多数的设计专家认为最低到50%就可以了。

关键一点，有很多专家出于安全考虑，认为变频的范围越窄，可能对于系统越安全；另一方面，就算主机可以变得那么多，但是真正用到30%到40%可能不一定经济，频率很低的时候水泵的全效率也会很低，并不合理。

2 冷水机组的流量变化率在一次泵变流量的系统中，在主机的运行方面，其流量的运行范围的只是一个重要因素，更考验主机关键的并不是这个因素，考验主机的是流量变化率，即每一分钟主机能够承受的流量变化是多少。

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。

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。

一次泵冷水变流量系统设计及控制策略华东交通大学罗新梅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））。

分析一次泵变流量系统特点及各部件控制方案引言对于城市轨道交通地下车站，空调能耗是建筑能耗的重要部分。

要减少空调能耗，不仅需要提高空调设备本身的效率，而且还要优化空调系统的设计。

地下车站冷水机组通常是以满足车站使用要求的最大冷负荷来进行选型设计的，但在实际应用中，冷热负荷是随时间、气候、环境等因素变化的，通常冷水机组超过90%运行时间处于非满载额定状态，水系统节能潜力巨大。

1、空调水系统方案地下站冷水系统一般包括冷水机组、冷却塔、冷水循环泵及冷却水循环泵等耗能设备。

在负荷侧变流量的前提下，通常采用以下两种空调水系统方式：1）一次泵定流量系统：冷源侧定流量，负荷侧变流量，无变频泵；2）一次泵变流量系统：冷源侧变流量，负荷侧变流量，冷源侧变流量，冷源侧与负荷侧采用同一个变频泵。

2、一次泵变流量系统设计一般标准地下车站采用一次泵变流量系统时，选用2台变流量冷水机组，作为车站大、小系统冷源。

对于一次泵变流量系统，冷水机组的供回水温度基本恒定，蒸发器内的水流量在一定范围内随负荷侧的流量变化而变化，同时调节循环水泵流量，降低系统运行能耗。

冷水循环泵出口通过共用集管后，再分流到各冷水机组。

冷水在分集水器之间设置旁通管，及由压差控制的旁通阀，当负荷侧流量低于单台冷水机组流量时，可以旁通部分水量，保证通过蒸发器的流量达到单台冷机最小流量要求。

冷冻水循环泵并联连接，变频运行。

空调系统的末端设备采用两管制。

经分集水器，提供车站两端大、小系统冷冻水供应。

空调机组设动态平衡电动两通调节阀，风机盘管均设电动两通阀。

3、自动控制方案相对于一次泵定流量系统，一次泵变流量系统需要更复杂的控制要求，同时对运行管理也提出了更高的标准。

因此，需要详细的设计自动控制方案，并由运行人员按照这个方案进行管理，同时配合高水平的监测和控制系统，才能达到一次泵变流量系统的节能效果，发挥系统优势。

1）冷水机组的启停控制系统采集系统中各相关参数，包括冷水供水温度、冷水回水温度、制冷机组运行电流及冷媒参数，计算出全部车站空调实际所需要的供冷量，从而确定冷水机组运行工况，达到最佳节能的目的。

万方数据　万方数据图３温差控制水泵转速原理图４末端压差控制水泵转速原理通过压差控制水泵减速运行。

使压差减小时设定值。

反之，则控制水泵增速运行。

使压差增大到设定值。

３．３控制方式对水泵运行的影响从原理上讲．温差控制法可以做到水泵能耗以转速三次方的关系递减．是最节能的控制方式．但在实际工程中．如果用户侧负荷未按同一规律变化．很容易出现管网水力失衡的问题。

如建筑中有餐厅、歌舞厅，这些用户在负荷在系统中占主导地位．假设它们的负荷基本恒定。

若其他小用户负荷改变．系统供回水温差变化不会太大。

供水量几乎不变．这将导致小用户供水量达不到要求．从而供冷失衡。

加之温差控制存在滞后现象．这些都限制了温差控制在工程的应用。

但由于温差控制系统有较高的节能效果，可将之用于表冷器端水量调节比较同步的系统．如大型商场。

或一次泵定流量系统的改造，因为温差控制比较容易操作．减少了压差控制特别是最不利末端压差控制的布线和施工带来的麻烦。

而且改造管网中的最不利管路很难确定。

在压差控制中．对于不同位置的压差测点的设置．其节能效果也不同。

从图２可以看出末端压差控制法与干管压差控制法的压差设定值大小是不同的。

末端压差控制法压差设定值通常较小，而干管压差控制法压差设定值通常较大。

如图５所示，压差设定值的不同将会对水泵效率与能耗产生影响．曲线①、②分别为干管压差控制、末端压差控制的管网特性曲线。

曲线ｎｏ为设计工况下的水泵特性曲线，曲线ｎｈｎ。

为变频后水泵特性曲线。

设计工况点０点对应水泵的效率为１１。

，ｍ点的效率最高。

当用户侧负荷发生变化系统流量为Ｑ，时，干管压差控制与末端压差控制的水泵工作点分别为Ａ点与Ｂ点。

分别过Ａ、Ｂ作抛物线②、①交曲线ｎｏ于ｃ、Ｄ。

由相似原理可知，Ａ点与Ｃ点为相似工况点，Ｂ点与Ｄ点为相似工况点．从而Ａ点与Ｃ点的效率相同．Ｂ点与Ｄ点的效率相同。

从而结合图５可得到以下结论：（１）冷冻水系统有压差设定值时．水泵变频后效率会降低．变频程度越大。