一次泵空调冷水系统的水力特性与节能分析

某酒店空调冷冻水输配系统（一次泵定流量vs二次泵变流量）对比分析报告一、引言空调冷冻水输配系统是酒店建筑中的重要组成部分，直接关系到酒店的舒适度和能源消耗的情况。

在空调冷冻水输配系统中，冷水泵是核心设备之一，其能效性和运行模式选择会直接影响系统的性能和能源消耗。

本报告将对一次泵定流量和二次泵变流量两种系统进行对比分析，以期为酒店空调冷冻水输配系统的设计和运行提供参考。

二、一次泵定流量系统思路及分析一次泵定流量系统是指冷冻水系统中的冷水泵通过设定固定的流量进行运行。

其优点是系统稳定性高，运行安全可靠；但缺点是冷水泵在运行时的功耗相对固定，无法随着冷负荷的变化进行调节，导致能源消耗无法最优化。

三、二次泵变流量系统思路及分析二次泵变流量系统是指通过在冷水回水管线上安装变频器，实现泵的流量调节。

该系统根据冷负荷的变化实时调节泵的流量，使得冷水泵的工作点在最佳效率区域，从而达到能源消耗的最优化。

相对于一次泵定流量系统，二次泵变流量系统具有较低的能源消耗和较高的灵活性。

四、对比分析1.能源消耗对比在冷负荷变化不大的情况下，一次泵定流量系统的能耗相对较稳定，但不够灵活，无法根据实际冷负荷进行调整，存在部分时段的能源浪费。

而二次泵变流量系统能够根据冷负荷的变化实时调节泵的流量，实现能源消耗的最优化。

2.运行效率对比一次泵定流量系统由于冷水泵的功耗相对固定，所以无法实现最佳工作点的选择，存在能耗浪费。

而二次泵变流量系统通过变频器实时调节泵的流量，能够使冷水泵一直处于最佳工作点，提高运行效率。

3.运行稳定性对比一次泵定流量系统的流量固定，系统运行相对稳定，但在冷负荷突然增加时，可能出现无法满足负荷要求的情况。

而二次泵变流量系统能够根据冷负荷的变化实时调节泵的流量，使得系统能够应对突发负荷变化，提高运行稳定性。

五、结论综上所述，二次泵变流量系统相对于一次泵定流量系统，在能源消耗、运行效率和运行稳定性等方面具有明显的优势。

Internal Combustion Engine & Parts• 135 •空调水系统节能的探讨谢镇洲(珠海格力电器股份有限公司，珠海519000)摘要：中央空调系统中，冷水机，冷冻水泵、冷却水泵消耗电量最大。

空调节能问题日益成为公司重点关注点。

关于空调水系统节能这一问题，本文通过对二次泵系统和冷却水系统的设计探讨空调节能的常用方法。

关键词：空调水系统;耗能;冷水机;冷却水泵0引言能源的问题一直困扰着我们，对于能源的控制要求每 一个人都应该树立节约的意识。

随着世界能源日益短缺，各国对于能源消耗的重视程度不断加深。

节能减排变成 了每一个国家目前的重要任务。

近几年随着经济的发展 和房地产的迅速壮大，中央空调在我们身边随处可见。

作 为传统的用电大户，中央空调系统的节能已不容忽视，而作为消费者，往往关注的是空调本身的能效，但是却往往 忽视了作为空调系统重要的组成一水路系统的能效。

1空调水系统节能的研究现状1.1 一般流体输配系统在空调节能方案中，变速调节水泵使用的一大问题 是，设计人员往往通过自身的经验来进行水泵选型，没有 深入研究水泵与工程的匹配度，而是习惯性地往大流量大 扬程选。

直接后果就是电机规格变大，能耗上升；变速调节 水泵的实际运行工况点偏离水泵的高效区，工作点效率 差；变频器本身的效率损耗;部分手工调节的工程缺少维 护，没有适应流量的需求导致耗能较大。

1.2二次水泵的系统研究次水泵系统在国外研究较多，主要原因是国外的高层 建筑较多。

国内的高层建筑人员停留时间相对较少，因此 国内虽然不断建设高层建筑，但是这方面研究较为浅薄，对二次水泵节能的评估较为缺失。

1.3 —次水泵系统对一次水泵系统的研究来说，一次水泵空调冷水系统 可以分为定流量和变流量两种水系统。

一次水泵空调的冷 水系统被广泛应用于各个公共建筑的空调工程中，无论是 空调的设计还是对于制造中的管理都是通过从空调系统节 能角度来设计的。

一次泵变流量水系统模拟和存在问题分析------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx一次泵变流量水系统模拟和存在问题分析南京理工大学李苏泷朱孟标摘要通过一次泵变流量水系统的模拟分析，得到了水泵变流量情况下的节能率与部分负荷率和水泵相对于冷水机组功耗的关系，分析了水侧变流量运行对冷水机组制冷性能的影响，并给出了不考虑这一因素对于一次泵系统变流量节能分析所引起的偏差，指出研究和掌握冷水机组变流量下的制冷性能对于一次泵变流量系统的设计是至关重要的。

对于工程改造中出现的一些带有普遍性的问题进行了分析。

关键词空调，一次泵系统，变流量，节能0 引言空调冷冻水和冷却水经常在大流量、小温差下运行。

根据日本的经验，VWV与VAV并列，是空调中仅次于全热交换技术的节能措施。

随着近年来电力电子技术的发展和变频器性价比的不断提高，交流电机变频调速技术的应用越来越广，一次泵变流量水系统的研究因此也得到了一定的重视[1]-[3]，但在研究中也存在这定性的结论多，定量的研究和计算办法少，可操作性较差的问题，因而影响了其在实际中的广泛使用。

虽然冷冻水和冷却水的变流量运行对冷冻水泵和冷却水泵的节能运行有利，但变流量运行对于冷水机组的制冷性能可能有一定影响，制冷机的制冷效率(COP)可能有一定程度的下降。

因此，要保证在冷水机组安全的前提条件下实现节能运行，就要求冷冻水流量和冷却水流量的变化有一定的限制，并满足某种匹配关系。

由于目前生产厂家一般没有提供在不同的冷冻水出水温度和冷却水进水温度下，冷水机组制冷量、输入功率随冷冻水流量和冷却水流量变化的完整数据，因此关于一次泵变流量水系统的研究和设计受到了一定的影响；反过来，由于定量研究较少，也使得生产厂家没有积极性进行相关数据的测试。

相信一次泵变流量水系统研究的进一步深入，对于提高冷水机组在部分负荷工况下及变流量情形下的能效比的研究和节能技术的推广将起到推动作用,从而形成空调水系统和制冷主机节能研究及其应用的良性互动。

空调冷水系统的演变与变流量一次泵系统设计〖摘要〗变流量一次泵系统是近年来正在掀起的一项创新节能技术。

本文简要总结归纳了我国空调冷冻水系统的演变发展历程与主要问题；全面介绍了变流量一次泵系统的优点、难点和不适合采用的场合；根据国外的成功经验与设计运行指南，总结归纳了这种系统中的设计要点与顺序控制要求。

最后提出了个人的4点看法。

〖关键词〗变流量一次泵水系统，定流量一次泵水系统，定流量一次泵/变流量二次泵水系统，空调水系统节能1. 问题的提出以科学发展观建设节约型社会，走可持续发展道路将是我国的长期建设方针。

此方针落实到我们空调制冷行业、工程设计领域就是要不断地提高空调制冷设备及其系统的能效。

随着经济的高速发展与人民生活水平的不断提高，空调已成为保障工作条件与改善居住条件的必需品。

但是空调的普及已显示出了给我国能源建设带来了巨大压力，已对我国的能源资源利用敲起了警钟。

为了更好地普及空调，让大家用得起空调，要在我国的能源资源条件能世代长期承受得起，唯一的办法也是要不断地提高空调设备与其系统的能效。

提高能效不应成为“口号”，更不能成为一句“空话”，必需落实到我们工作与生活的每一环节，我们每人每个实际行动。

本文就是想专门讨论一下如何提高空调冷冻水系统的输配能效问题。

同行们都知道，空调能耗主要消耗在三方面：⑴利用各种能源制取“冷量”与“热量”；⑵利用所得到“冷量”与“热量”处理“空气”，造成适合于工作与居住环境；⑶将这些“冷量”，“热量”与“空气”输配到所需要的指定地方。

空调冷冻水系统就是专门履行“冷量”与“热量”输配的一种手段，它是中央空调输配能源消耗的主角。

国内通俗称呼的“中央空调系统”实际上是英文“Central air conditioning system”的一种简化译名，更准确的译名应该称“集中冷、热源的空调系统”。

这种系统一般由三部分组成：以冷水机组与热水锅炉(或其它热源)作冷、热源；以水作传递与输送冷、热量的介质，以水泵为动力装置，管网为输配手段来输配冷、热量；以空气处理箱与风机盘管等末端设备来处理空气与分布空气。

空调水系统节能研究摘要：现代建筑的冷暖系统的能源消耗量已成为建筑物的主要能源消耗量，并且逐年呈快速增长态势。

从中央冷暖系统的实际应用来看，使用随机频率变换和冷暖技术等多种能源节约技术完成能源改造规划和节能降耗，可有效减少能源消费，改善资源使用。

本论文中，为了提高能源效率，在空调供水系统、水冷系统等三个方面，详细讨论了节约中央空调能源的节能方法，并展望了冷暖中央空调节能的对策。

关键词：中央空调；节能；技术前言随着全球社会经济的迅速发展，包括“一带一路”项目的推进，建筑业也取得了显著成绩，中央空调系统在建筑物中的应用更加广泛，对建筑功能价值产生了巨大的促进作用。

节能就转变为各国目前的重要方向。

由此，能耗会急剧上升，再加上近年来重视节能降耗，冷暖空调系统对于节能的需求更加迫切，文章详细阐述了冷冻泵节能改造的能量改造、设计思考和使用。

同时中央空调水循环系统的节能设计是实现建筑节约目标、减少资源消耗、促进社会经济持续发展的重要力量。

1.空调水系统节能方面的现状1.1一般的流体输配系统在空调节能方案中变速调节泵的主要问题是，设计者通常通过自己的经验选择泵，不深入研究泵和工艺实际需求的匹配度，而是大量规划习惯性的大流量。

直接结果是电的规格增大，能耗上升，变速泵的实际运行脱离泵的高效率，造成的效率损失，部分手工调节工艺不足，不适应流量的需求增加。

1.2 二次水泵的系统研究车水泵系统在外国研究的主要原因是外国的高层建筑比较多。

但是由于国内高层建筑专业人员的成长期相对较短，国内不断建造高层建筑，该研究相对较浅，缺乏节约二次泵的评价。

1.3 一次水泵系统根据一次水泵系统的研究，一次泵空调冷水系统可分为流量和变流量两个水系统。

空调冷水系统在公共建筑广泛应用的空调施工中，不管是空调的设计还是制造的管理，都是针对节约空调系统设计的。

许多学者曾经对空调冷水系统进行过节能设计和运行，但实际上在运行过程中存在一定的问题。

冷水正流量系统运行中，泵的能量消耗占空调水系统能耗的20%，冷水冷却才有一定的节能效果。

一次泵变流量系统管路特性分析一次泵变流量系统管路特性分析华东建筑设计研究院有限公司陆琼文【摘要】通过实例计算,分析一次泵变流量系统管网变化特性,分析了影响管路特性的因素.【关键词】管路特性变水量管网压差控制引言水系统管路特性曲线,是水系统自动控制,水泵运行工况分析,水泵节能分析的主要依据.在一般情况下采用静态分析方式,均将管路阻力与流量视作平方关系.在实际工程应用中,空调水系统管路特性与系统负荷分布,控制方式,系统设置方式等有关,管路特性与理论的静态分析有着较大的差异.本文以一次泵变流量系统作为分析对象.对管路特性曲线的变化特点进行分析.1.理论管路特性曲线在闭式水系统中,流体在管路中流动时消耗能量用于补偿管路阻力.根据流体力学原理.管路阻力与流量有如式(1)关系:H=S?Q(1)式中:H——管路阻力,kPa;管路阻力系数,kPa?h2,m6;Q——流量,m3/h.管路阻力系数S与管路的形式,组成管段的直径,长度,沿程阻力系数,局部阻力系数有关.当流动处在阻力平方区,沿程阻力系数仅与管道的相对粗糙度有关,在管材已定的情况下可以视为常数.因此,对于一个固定的管路系统,管路阻力系数为常数,管路阻力与流量平方成正比.管路特性曲线可以描述为一条经过原点的二次曲线.2.系统负荷分布对管路特性曲线的影响空调系统中风机盘管一般设置双位电动阀,该阀只有开和关两种状态.由于双位电动阀的通断特性,当系统负荷发生变化时,管路阻力特性会发生变化.即使在同一流量情况下.由于系统流量分布情况的不确定性,也会对管路阻力特性产生不同的影响.在此,笔者以一个风机盘管支路作为分析对象加以说明.④kPo,1l:固￡===5lkPa,lkPo匐..……一—一一'………l-一.'.图1风机盘管支路分析模型假设各风机盘管设计流量均为1.0m3/h,压降30kPa,电动双位阀压降5kPa.系统采取静态平衡方式,通过调节手动调节阀保证满负荷情况下各风机盘管流量为设计值.该风机盘管支路可简化为以下模型(图中数字为阻力系数值):?3_8?④=④=④图2风机盘管支路简化分析模型部分负荷情况下,该支路所需流量小于设计总流量.假设控制支路压差,使支路流量达到设定值,由于电动双位阀控制方案,任意一个双位阀的开,关是随机的,就满足该支路流量需要的控制压差,可能会出现多种情况.就管路的阻力系数而言,也会出现多个数值情况.现以该支路所需流量为80%设计总流量各双位阀的开,关出现5种工况为例进行分析,对应各工况时的各风机盘管的流量,支路总压降及管路阻力系数如表1所示,表中工况6为理论工况(注:最大压降工况}最小压降工况).表180%设计流量各工况压降值Q^QBQcQDQE∑Q△PSm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hkPakPa?h2/m1宰O.0001.o0O1.Oo01.Ooo1.Oo04.O0o50.283.1420.9930.0001.0021.0021.0024.O0049.623.1030.9870.996O.oo01.0081.o084.o0049.O63.o74水幸0.9830.9921.0040.Oo01.0214.0oo48.673.045木术0.9830.9921.0041.02l0.O0o4.O0o48.673.046O.8o00.8ooO.8o00.8o0O.80o4.0oo32.642.04从计算结果可以看出,由于管路系统动态水力失调的存在,在同样的总流量下,各风机盘管流量分配不同,支路有着不同的压力损失.同时由于阀门的双位开关特性,系统实际压力损失远大于理论压降值(-r况6).按同样条件,分析计算60%,40%,20%设计流量下的各不同工况,其结论是一致的.综合计算结果,可以获得该模型的管路特性曲线. O10%20g30g40g50g60g70g80g90g1OOg相对流量图3风机盘管支路管路特性曲线由图3可知.对于此风机盘管支路,实际管路特性曲线位于这两条曲线的包围范围内.这两条曲线与理论曲线存在着很大的差异,均位于理论曲线上方.对于采用电动两通调节阀的末端支路,或者由多支路组成的管路系统,由于系统负荷分布的影响.同样会存在这样2条管路特性范围曲线.在此不再一一分析.?39?∞∞们∞.逝3.水泵变流量控制方式对管路特性曲线的影响在一次泵变流量系统中.一般采用以}{.下三种控制方式:温差控制法一保持供回水千管温差恒定:干管压差控制法一保持供回水干管压差(H1)恒定;H末端压差控制法一保持最不利环路压差(H2)恒定.在图4中.0点为系统的设计工况点.当负荷减小时,流量由Qo变为Qt,千千'}压差控越方式束墙盂差控稍方式温差控箭敲0r.1O.图4不同控制方式下水泵的远行工况管压差控制方式变化到1点,末端压差控制方式变化到2点,温差控制方式变化到3点.三点对应的水泵转速分别为nl,n2,n,.达到相同的流量,干管压差控制方式的水泵转速最高,节能性最差.温差控制方式下水泵转速最低,对应的水泵的扬程最小,水泵的能耗也最小.所以就节能效果而言.温差方式>末端压差控制方式>千管压差控制方式.末端定压值越小,节能性越好.但由于末端负荷变化时,负荷与温差不成线性变化,简单地对系统温差进行控制无法满足?40?图5一次泵变流量系统分析模型负荷变化的要求.本文主要对干管压差控制方式和末端压差控制方式下的系统管网变化特性加以分析.(1)分析模型以一个5个支路的变流量系统作为分析对象,如图5所示.该系统由2台流量为100m3/h冷水机组,2台流量为100m3/h水泵,5台流量为40m3/h空调器组成.空调器压降50kPa,相邻干管支路问的压降均为lOkPa.根据本文第二部分的分析.管路特性曲线受到系统负荷因素的影响会形成2条阻力特性曲线.当各支路流量同比例变化时,系统压降出现最小值;当负荷出现在最远端时,系统阻力呈现最大值.根据此模型分别计算各种流量下的系统压降最大值及最小值. (2)末端压差控制一次水变流量系统(图5A所示)袁2末端压差控制各工况压降值Q△P^I^)【△Pm3/hlc1)akPalO%20ll71102O%4015012530%60l8014840%80222l8l5O%Ioo2652246O%l2023118970%1402552198O%16028225390%1803O82921o0%20o33633601O%20%30%40g50%60g7O%80g9O%10O%相对流量.图6末端压差控制一次水变流量系统管路特性曲线?41?OO000D,瑚j昙渤瑚啪∞.进趟由图6可见,末端压差控制一次水变流量系统管路特性曲线由2条曲线组成,系统工况点位于这2条的包围范围内.由于压力控制点的存在,这2条曲线均不通过原点.(3)干管差控制一次水变流量系统(图5B所示)表3干端压差控制各工况压降值Q△Pm3/hkPal0%202lO20%4022l3O%6023940%802655O%10029960%12025370%1402708O%16028990%1803111o0%2oo336O10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%相对流量图7干管压差控制一次水变流量系统管路特性曲线由图7可见,干管压差控制一次水变流量系统管路特性曲线由单条曲线组成,曲线不通过原点.(4)两种控制方式的差异比较图6,图7.可以发现在同样的流量下干管压差控制系统压降值均高于末端压差控制?42?OOOOOO)∞0蛆系统.因此末端压差控制系统具有更好的节能特性.由于末端压差控制只保证最不利环路压差.近端环路压差会不断变化,如图8A所示(实线为设计负荷工况管路压降,虚线为部分负荷工况管路压降),H0为末端压差设定值,H为设计工况下近端支路压差值.当管路流量减小时,末端压差H0保持不变,近端支路压差H减小为H:.当近端环路压差小于该环路的压差设计值时,该支路会欠流量,无法满足该环路的流量要求,如支路采用静态平衡阀消耗由静态水力失调富裕的压头时.该现象尤为严重,且无法避免.笔者建议,在该种控制模式下应在支路设置定压差控制器.才能满足水力平衡要求.对于干管压差控制系统.在部分负荷下各支路压差均比设计工况增大(如图8B所示),不会出现支路流量不足的现象.但支路压差增大会使得支路控制阀阀权度降低,因此在设计时应增大阀门的阀权度,或在支路设置定压差控制器.由以上分析可见.两种控制方法都有着各自的特点,在实际工程中可考虑设置多个压力控制点.综合比较进行变流量控制.HB一千管压差控制图8两种控制方式的差异性4.系统设置对管路特性曲线的影响从图6,图7可以发现,管路特性曲线在50%设计流量点均出现了不连续点.这是由于系统冷水机组,水泵运行台数变化所造成的.当冷水机组台数改变,冷水机组侧管路阻力系数发生变化,必然对管路特性曲线造成影响.5.结论(1)一次泵变流量系统的管路特性曲线受到动态水力失调,控制方式,系统设置等因素的影响,实际管路特性与理论分析有着较大的差异;(2)一次泵变流量系统的管路特性曲线是受到多种因素决定的,利用单一的管路特性曲线对空调系统及系统中的设备进行运行工况分析乃至节能分析都不切合实际.参考文献【1】孙一坚空调水系统变流量节能控制Ⅱ].暖通空调,2001,6(6)[2]2杨伟等变流量二次泵系统管网特性研究刚.暖通空调,2008,38(6)【3】张明等空调冷水泵运行工况分析IJ].暖通空调,2008,38(6)?43?,4...●,,...。

空调水系统设计运行最佳节能方式来源：机房360 作者：尕刺更新时间：2011-7-3 1:50:08摘要：空调工程的能耗占建筑物总能耗比比较大。

空调工程设计、运行中的节能已成为暖通空调与建筑专业设计工程师和运行管理人员的迫切任务。

中央空调水系统最佳节能方式.不仅要考虑满负待运行的能耗指标。

还应特别注惫在部分负苟下运行的节能问题。

空调制冷系统的冷冻水、冷却水变流量系统可使冷水机组在部分负苟下运行带来显著的节能效果。

单环路交流通冷冻水系统优于一、二次环路变流量系统。

在当今世界上充满着“能源紧缺”的时刻，“节能”问题已成为世界各国最关心的首要问题，也是我国政府和研究部门广大科学工作者探计中最注重的一环。

各国政府都积极地颁布“节能”的法令、法规，已把节能问题列入考察监定和衡量一个建筑工程优劣的首要标准之一。

一些发达国家空调工程的能耗，已占据建筑物总能耗的6O~70%。

我国也占据50~60%。

所以，如何在空调工程设计与运行中节能，已成为广大暖通空调与建筑专业设计工程师和运行管理人员的迫切任务。

我国能源方针是“节能，与能源开发并重，并把节约能源放大优先的地位。

空调工程的节能主要包括:节电、节水、节省冷量和热量.而空调制冷系统的能耗据考核已占空调工程能耗的一半以上。

在电信枢纽楼工程中由于工艺设备发热量大，空调负荷比较大，且要求空调系统连续运行，空调制冷系统的能耗占据整个空调工程能耗的65%以上。

因此，空调对制冷系统采取最佳的节能方案是至关重要的向题。

1、目前制冷系统节能指标制冷系统的节能指标，意指在规定的参数，如：冷水机组冷冻水进、出水温度，冷却水进、出水温度，室内外环境空气的温度、湿度……，在这些条件下，每生产1kw的制冷量所耗用能量应为最小，按目前的节能指标：每生产lkW制冷量的耗电量不得大于0.213kW,或每产生一美国冷吨制冷量的耗电不得大于0.75kw。

用以上这个能耗指标来控制空调工程设计。

然而，空调的制冷系统仅仅考虑在设计工况下，即在满负荷条件下运行时的能耗指标是不够的，还应考虑空调制冷系统在部分负荷下运行的节能问题。

通常来说，空调系统是按照满负荷设计的，但实际运行中，满负荷运行的时间不足3％，空调设备绝大部分时间内在远低于额定负荷的情况下运转。

在部分负荷下，虽然冷水机组可以根据实际负荷调节相应的冷量输出，但是常规冷水系统在冷水机组的蒸发器侧的流量配置是固定的，系统的冷冻水流量并没有跟随实际的负荷变化而变化，冷冻水泵能耗也没有跟随实际负荷减少而降低。

在变流量系统中，系统的冷冻水流量不是按照满负荷的水量固定不变，而是在部分负荷时水流量减小，冷冻水泵的输送能耗随之减小，从而达到节能降耗的目的。

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三次方的关系，故变流量系统节能降耗潜力明显。

二次泵变流量系统的主要特点是将空调系统的传统一次循环泵分为两级。

一次泵负责克服冷机侧的阻力，一次与冷水机组一一对应，水泵设计流量为冷水机组蒸发器额定流量，通过合理的计算选型，使一次泵运行在最佳效率工况点。

二次泵用来克服末端的阻力，可以在不同的末端环路上单独设置，二次泵可以根据该环路负荷变化进行独立控制、变频调节。

当系统较大、阻力较高，且各环路负荷特性相差较大，或压力损失相当悬殊时，如果采用一次泵方式，水泵流量和扬程要根据主机流量和最不利环路的水阻力进行选择，配置功率都比较大；部分负荷运行时，无论流量和水流阻力有多小，水泵也要满负荷配合运行，管路上多余流量与压头只能采用旁通和加大阀门阻力予以消耗，因此输送能量的利用率较低，能耗较高。

若采用二次泵方式，二次泵的流量与扬程可以根据不同负荷特性的环路分别配置，对于阻力较小的环路来说可以降,f~--次泵的设置扬程，做到“量体裁衣”，极大地避免了无谓的浪费。

而且二次泵的设置不影响制冷主机规定流量的要求，可方便地采用变流量控制和各环路的自由启停控制，负荷侧的流量调节范围也可以更大；尤其当二次泵采用变频控制时，其节能效果更好。

在超高层建筑中采用二次泵系统，还可以利用水泵压头的分割，减少系统底部的承压。

一次泵和二次泵系统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。

空调系统冷冻水循环水泵的节能设计方法（中国矿业大学力学与建筑工程学院建环11-2班郭浩）摘要：建筑空调系统的运行负荷仅为设计负荷的 50%～70%左右，而冷冻水泵作为空调系统中最主要的耗能设备，在整个系统运行过程中存在相当大的节能改造空间。

本文从空调系统的节能重要性以及重点阐述的冷冻水循环水泵的节能，分析了空调系统的运行工况，从运行工况中得出空调能耗的原因，从冷冻水泵的单台、多台串并联的运行情况进行水泵选型，并从冷冻水一次泵变频节能和二次泵变流量两个方面对冷冻水循环水泵的节能坐车进一步阐述。

对水泵的选型方法作一定了解。

关键词：冷冻水泵节能优化水泵选型一次泵二次泵1 课题研究的意义中国是一个能源生产和消费大国。

近年来节能减排已成为国家生活乃至全社会关注的焦点，也是能源可持续发展的必由之路。

我国建筑能耗也已迅速上升到社会总能耗的33%以上。

空调系统、照明系统、动力系统构成了现代建筑的三大重要“器官”。

暖通空调已占到总建筑能耗的 50%～60%。

在空调系统中，主要能耗设备有冷水机组、水泵、末端设备等,其中空调水泵的能耗大约占冷水机组能耗的13%左右。

空调负荷是随气象因素等条件的变化而变化的,因此空调系统在大部分时间内工作于部分负荷状态。

建筑空调系统的运行负荷仅为设计负荷的 50%～70%左右，而冷冻水泵作为空调系统中最主要的耗能设备，在整个系统运行过程中存在相当大的节能改造空间。

本文主要就空调系统中冷冻水循环水泵的节能设计进行探讨，从冷冻水循环水泵的运行工况、水泵组合方式、水泵选型以及冷冻水一次泵、二次泵的节能设计角度进行分析。

2 冷冻水系统耗能分析中央空调系统包括了“末端风系统”、“输配系统”、“冷水机组”，具有“多输入、多输出、强耦合”等特点。

无论是冷水机组、冷冻水泵，又或者末端、阀门的控制策略的变化，均有可能导致冷冻水系统、甚至是冷水机组运行工况发生波动。

图2.1空调系统运行示意图从上图可以看出，冷冻水作为流动“能质”，在冷冻水输配系统中可视为从冷水机组出发后为起点，经过冷冻水泵、阀门、末端后，回到冷水机组蒸发器，此为一个循环。

空调冷却水泵变频调速的能耗分析冷却水泵是空调系统的主要能耗设备，随着冷水机组冷负荷的变化相应调节冷却水流量，是冷却水泵节能运行的重要措施。

目前，工程中冷却水的流量一般是采用阀门调节，实际上多数不进行调节，能量浪费比较严重。

冷却水泵的变频调速，由于涉及到冷水机组的运行、管道特性及冷却塔的工作状况，故增加了一些不确定的因素。

为此，本文通过冷却水泵变频调速的能耗分析，评价其节能性。

一、冷却水泵与冷水泵(水力特性)能耗比较根据水泵的相似规律，水泵的转速与功率存在以下关系N 1/N2=(n1/n2)3 (1)式中，N1，N2分别为水泵额定工况和实际工况下的功率，kW;n1, n2分别为水泵额定工况和实际工况下的转速，r/min。

式(1)说明了水泵转速对功率的影响很大。

理论上，水泵的功率变化与转速变化的三次幂成正比。

举例说，水泵转速降低25%，电耗可减少57.8%。

不过，冷却水的管道特性不同于冷水系统，冷水系统为全闭式，管道特性曲线通过原点，水泵的扬程用于克服系统内的总阻力，而冷却水系统中，冷却塔布水点与集水盘水面之间存在高差(见图1)，此高差是定值，不会随着水泵流量的减小而减小。

H 1=K1Q1+⊿h (2)H 2=K2Q2(3)冷却水系统与冷水系统的管道特性方程如下式(2)，(3)中。

H1，H2分别为冷却水系统和冷水系统的阻力，m;Q1，Q2分别为冷却水和冷水的流量，m3/h;K1，K2分别为冷却水和冷水系统的管道特性参数;⊿h为冷却塔布水点与集水盘水面之间的高差，m。

以某工程冷却水泵性能为例，设Q1=Q2=500t/h，H=30m, ，K1=0.000102，K 2=0.00012, ⊿h=4.5m，N轴=50 kW。

图2是同一型号水泵分别用于冷却水系和冷水系统的管道特性及与水泵联合工作的曲线图。

当水量从500 t/h减小至250 t/h时，冷却泵的转速要求从n至n2，而冷水泵可降至n1。

图中0—1—2的面积表示冷却水泵比冷水泵多消耗的电能状况。

中央空调系统一次泵变流量系统的分析摘要：随着国家对节能的要求，一次泵变流量系统在中央空调中的应用开始出现，并逐步扩大。

通过对一次泵变流量系统的分析，增加人们在节能设计和节能改造的了解。

关键字：一次泵变流量变频节能\Abstract: With the state’s energy-saving requirements, a variable flow pump system in the central air-conditioning applications in beginning to emerge, and gradually expand. Through a variable flow pump system analysis, the increase in energy-saving design and energy-saving knowledge.Keyword: a variable flow pumpinverter energy-saving前言：随着国家和社会对节能减排的认识不断提高，人们越来越重视能源的利用率。

在一般的公共建筑和较高级的建筑中均设计了中央空调系统，并且基于设计的简便和系统稳定性的原因，绝大多数的中央空调都是定流量系统。

而设计时空调是按最大负荷时考虑的，这就出现了在实际运行中大多数时间都是大流量小温差的工况。

制冷主机会根据负荷侧进行自动调节制冷量，但水泵却一直是满负荷运转，造成能源浪费。

针对此种情况，我对现有的定流量系统改造问题进行了一些分析。

一次泵变流量系统的实现一次泵变流量的实现，主要依靠的是变频技术和自动化技术在水泵控制上的应用。

原理简单明了，就是根据外网负荷的变化，由中央控制系统PLC或DDC 控制变频器调节水泵转速，使系统循环水量维持在刚好满足负荷需求的水平，保证负荷侧（包括最不利点）获得足够的循环压差并尽可能降至最低，以期降低水泵运行能耗的目的。