变流量空调冷水系统的分析和比较_王冷非

论暖通空调变流量水力系统平衡问题随着我国各方面对暖通空调研究的深入，有必要研究其流量水力系统的平衡问题。

本文首先介绍了空调水系统的变流量设计原理与方法，探讨了静态动态水力失调与平衡，研究了变流量系统的全面水力平衡，最后提出了个人的几个观点。

标签：暖通空调；变流量；水力系统；平衡一、前言作为暖通空调的重要研究组成部分之一，流量水系统平衡问题对于提升暖通空调的工作效能有着极为关键的作用。

科学合理的维护变流量水力系统的平衡，能够更好地促进暖通空调设计的水平。

本文从介绍暖通空调流量节能改造的可行性着手研究。

二、空调水系统的变流量设计原理与方法关于空调水系统的变流量设计，近来在节能要求的驱动下其应用日益广泛，实现的方法也多种多样。

其基本的判断都是认为在以水为冷（热）传递媒介的空调系统中，其水的循环输送能量占整个空调能耗的比重较大，节省了输送能量也即节省了空调能耗，对此行家们都有共识，所不同的是采用什么样的原理、什么样的方法和什么样的设备才能实现最大限度的节能，方式方法不同结果可能很不一样。

因此本文推荐采用二级或三级分布式动力设备布置模式和脉动控制模式相结合的方法，并就这一方式进行分析，认为这应是一种既在理论上成立，又在设备的实现上可行的一种设计方法，主要包含有二种思想，第一，控制模式，第二设备布置模式。

分布动力与脉动变流量系统设计的基本节能理念与方法：1.尽可能降低系统的总阻力，包括机器阻力、阀门管件阻力（动态，静态）、末端盘管的阻力。

2.以供回水温度差作为变流量控制调节的依据。

3.将总供水泵，管道加压泵和末端空调机的开关控制三级设计作为一个完整可靠的分布式动力变流量系统的必须。

4.不设旁流、旁通管路。

当然对于保证冷水机组最小流量的旁通，水系统净化用旁通净化器等功能用途另当别论。

5.采用变流量管道加压泵（或称三次泵）这种有源变动力方式代替固定或变阻力的无源无动力调节阀件。

理论上说在各个支管环路上都装上变流量管道加压泵，具有最好的节能性与平衡性，究竟设多少？在何处设置？需要进行经济比较后决定。

酒店空调冷冻水系统形式对比分析摘要：本文介绍了现在主流空调水系统一次泵定流量、变流量空调水系统、二次泵空调水系统的工作原理、组成、优缺点及适用性。

并结合冷机运行特点对几种空调水系统形式设计要点进行了比较。

最后根据酒店项目冷机及水泵配置，对酒店空调冷冻水系统选择进行分析比较。

关键词：一次泵；二次泵；冷机；变流量一、工程概况西安某五星酒店位于西安市曲江新区，酒店总建筑面积：86580平方米。

酒店部分地上建筑面积：57021平方米。

酒店地下部分共计二层，建筑面积：29559平方米。

酒店共计22层，建筑高度：90.7米，顶层设有总套包房及行政酒廊；裙房部分设计为4层，配有餐厅、宴会厅、会议室、洗浴中心及室内游泳池、健身房等设施。

项目冷负荷计算结果为3005RT，设置3台1100RT的离心式冷冻机组。

二、系统介绍1、一次泵定流量系统（1）系统组成一次泵定流量水系统是指冷源侧与负荷侧合用一套定频循环水泵。

一次泵定流量系统中水泵定流量运行，与机组联动，当加载一台冷水机组时，其对应的冷冻水泵首先启动，减载冷机时，先关闭机组，然后关闭水泵。

末端设备前安装电动两通调节阀，系统干管供回水间设置连通管并安装压差旁通阀，用来平衡主机侧与末端侧的水量。

（2）冷水机组加减机方式机组的加减机控制通常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10～15min，系统则减载一台机组。

2、一次泵变流量系统（1）系统组成一次泵定流量水系统是指冷源侧与负荷侧合用一套变频循环水泵。

一次泵变流量系统跟一次泵定流量系统相比，其水泵为变频水泵，其回水干管亦设置压差控制阀，但其设置目的是当负荷侧的流量小于单台冷机的最小允许流量时进行调解，保证冷机正常运转，水系统末端同样设置电动两通调节阀，水泵的转速根据系统最远端压差变化进行调解。

探讨冷冻水一次泵变流量系统的研究摘要分析了一次泵变流量系统中用户侧和冷热源侧流量和温差变化不同步的原因,指出了变化不同步带来的问题,根据不同的水泵控制形式,给出了不同的旁通控制方法,并给出了各种旁通控制法的旁通流量计算公式。

关键词一次泵变流量系统旁通流量AbstractAnalyses the causes for out-of-step changes in flow rate and temperature difference of userside and cold/heat source side. Points out the problems caused by the out-of-step changes. Presents differentbypass control methods and corresponding calculating formulas for bypass flow rate according to differentpump control methods.Keywordsvariable primary flow system, Bypass flow1概述一次泵定流量系统是指系统用户侧的流量变化而冷热源侧的流量恒定的一次泵空调冷水系统,为了平衡用户侧和冷热源侧的流量,系统中需要设置旁通管。

一次泵变流量系统是指系统用户侧和冷热源侧的流量都随负荷变化而变化的一次泵空调冷水系统,用户侧和冷热源侧的流量一般被认为是同步变化的,因此很容易认为该系统可以取消旁通管。

该问题是一次泵变流量系统研究的一个热点问题,业内主要存在两种截然不同的观点。

一种观点认为,冷水机组存在一个流量变化下限,当流量小于下限值时,冷水机组有冻裂等危险,因此认为系统需要设置旁通管;而另一种观点认为,实际工程的流量通常不会小于这个流量下限,当设置多台冷水机组并联运行时,流量下限更小,因此认为旁通管可以取消。

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,行状态,,控制蒸发温度,调节制冷量,最终达到加载、卸载,,可精确调节到负荷要求,求出所需的加载/卸载量,信号,每0.3%地增加或减小导叶的开启度,,实现无级调节。

加载时,导叶开启度增大;±0.3℃以内。

见图2。

容量不变。

见表1。

3所示,系统控制和实施控制操作控制,冷水温度不断下降,达到制,这时进行卸载过程,导叶逐渐关小,如果负荷过低,使机组导叶(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TS1高于系统设定温度TSS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*△T3.系统流量20%，并持续20分钟（可调），冷冻站管从而对制冷单元的启用选择和制冷单元水泵控制水泵控制依据：压差为主（用户侧压差控制，最好是最不利处用户，各回路都是并联，有区别吗），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。

变风量空调系统与定风量空调系统比较一、定风量与变风量空调系统描述1、定风量空调系统描述定风量空调系统的特点是改变送风量来满足室内冷（热）负荷的变化。

系统向室内送入冷（热）风，送入室内的冷（热）量为从上式看出，为了吸收室内相同的热流量，可设L为一常数，改变送风温度ts ，ts 越小，吸收室内热流量越大。

因此改变送风温度就可适应室内负荷变化，维持室温不变，这就是定风量空调系统的工作原理。

在该系统中，空调机接通电源后，以恒转速运行，风量是恒定的，故称为定风量空调系统。

.2、变风量空调系统描述变风量空调系统是利用改变室内的送风量来实现对室内温度调节的全空气空调系统，它的送风状态保持不变。

变风量系统是通过控制风量来保证空调区域温湿度要求的空调系统，具有单个区域控制能力、局部区域运行的灵活性以及好的节能性等优点，但存在控制技术复杂的缺点。

从系统组成看，与定风量系统相比，表面看来只是增加了末端装置和控制部分，但却为暖通行业带来了挑战。

在上式中设送风温度ts为常数，用改变送风量L 的方法来维持室温恒定的系统称为变风量系统。

由此可见，送风量和送风温差的不同组合都可以满足房间的负荷需要，当房间的冷热负荷确定后，选定合适的送风温差，就可以得到房间相应的送风量。

二、定风量与变风量空调系统的特点及比较1、定风量空调系统的特点定风量空调系统由风系统和水系统两部分组成，而此系统的目的就是通过水系统调节送风状态,再通过风系统去改善室内的温、湿度,按照室内人员的要求创造满足一定范围温度、湿度要求的舒适环境。

在空调系统中，定风量系统一般维持全年的风量固定不变，并且是按房间最大热、湿负荷确定的送风量。

但在实际上，大多数情况下，空调房间的负荷低于最大负荷。

当实际负荷低于最大负荷时，为了维持室温设计水平，必须减少送风温差，其方法是通过再热或混合，以热量抵消部分冷量。

形成冷热能量抵消。

其次，当室内负荷不是最大负荷时，送风量大于实际需要量，为了输送多余风量，风机需要多消耗电能。

中文摘要摘要集中空调系统通常根据峰值负荷设计，但在实际运行过程中，绝大部分时间都不是满负荷运行，变流量空调系统便是为了解决这一问题应运而生的。

相比于定流量空调系统，变流量空调系统可以根据末端负荷变化，调整机组的制冷量，并且相应地改变水泵频率，进而调节系统流量以匹配末端负荷的变化，而不仅仅是改变通过末端设备的水量，从而减小水泵功耗。

但同时流量的降低也可能导致冷水机组运行能效的下降。

因此，在衡量变流量系统的能耗和节能效果时应考虑冷机EER、水泵效率、电动机效率及变频器效率等随负荷的变化情况。

如何进一步提高水系统中各能耗设备的运行效率一直是业界所关注的焦点问题之一，日益受到研究者、设计者和运行管理者的高度重视。

冷机—水泵组和水系统之间的联合优化设计，对空调品质、系统节能运行和环保效果等方面将产生重大影响。

论文首先建立了一次泵变流量系统冷水机组和冷冻水泵的能耗模型。

对于冷水机组，首先分析了压缩机、蒸发器和冷凝器等部件的换热和能耗特性，然后联合组建冷水机组通用能耗模型，随后结合一次泵变流量系统在不同控制策略和不同末端控制形式下的整体换热特性，分别建立相应的冷水机组能耗模型，最后分析了一次泵变流量系统中冷水机组能耗的主要影响因素。

对于冷冻水泵，首先结合水泵特性曲线与管网系统的匹配关系，建立变频水泵通用能耗计算模型，然后分析了不同控制策略下管网的压差特性和水泵工作点的运行规律，分别建立起相应的变频水泵能耗模型。

然后搭建了变流量集中空调系统实验台，开展对一机一泵制水系统在末端全为通断控制（实验1）和末端为通断控制与连续调节混合（实验2）的两种水系统型式分别在定干管压差和定温差两种控制策略下的实验研究，探究冷机和变频水泵的运行特性，并与理论分析相互印证。

实验发现：①不同末端控制形式和不同控制策略对系统整体的换热特性造成不同的影响：定温差控制策略下，不同末端控制形式的冷冻水供回水温差基本处在4 ~ 5.5℃；定干管压差控制策略下，末端为通断控制的系统出现“大流量小温差”现象，末端为通断控制与连续调节混合的系统小温差现象减轻；不论在哪种末端控制形式和控制策略下系统整体换热特性均不同于单一盘管的换热特性。

变流量空调水系统热力稳定性动态分析【摘要】本文笔者先对热力稳定性的定义进行了详细的介绍，进而进行了仿真模型的实验，以便对变流量空调水系统热力稳定性动态进行更为详细、直观的分析，使分析结果更具有说服力。

【关键词】变流量;空调水系统;热力稳定性;动态分析1.热力稳定性的定义经过多年的研究证明，方程（1）为空调水系统的管网结构方程式：AG=0ATP=I·S·G·|G|+△Z-△H （1）在方程式（1）中，管网基本的关联矩阵用A来表示，可以定义为以下三种情况：aij=1，该试主要表示i节点的流体能够直接流入j支路;aij=-1，该试主要表示j支路的流体能够流入i节点;aij=1，该试主要表示i节点和j支路这两者之间是没有连接的。

通过上述对热力稳定性定义的描述得知：管网的组成主要包括两个方面：一是有n+1个节点，二是有x个支路，因此，是由这两者共同组成的，那么那么x·n 的矩阵就用A来表示;而支路上流量的x阶列向量就用G来表示，即G（G1，G2，G3，…，Gx-1，Gx）T;那么n个节点的压力的n阶列向量就用P来表示，即P（P1，P2，P3，…，Pn-1，Pn）T;而x阶的单位阵就用I来表示;支路上阻力的系数x阶列向量就用S来表示，即S（S1，S2，S3，…，Sx-1，Sx）T;积就用·来表示，在支路方向上水头在升高x阶列向量就用△Z来表示，即△Z（△Z1，△Z2，△Z3，…，△Zx-1，△Zx）T;而含泵支路方向上的泵的扬程x阶列向量就用△H来表示，即△H（△H1，△H2，△H3，…，△Hx-1，△Hx）T。

由此可以得知，水网上的x个支路中需要进行相应考察的k个支路，就用矩阵U来表示k×x，即：来表示。

在矩阵U中，行表示支路，而且每一行跟每一行所代表的支路是不相同的，因此，每一行上非零原色的位置跟管网中该行所对应的位置是相同的，现在，我们随便选择矩阵U中的一行，那么考察的支路就是C，也就是我们常说的主动调节支路，那么除去考察支路意外剩下的所有支路就用E来表示，也就是我们常说的被动支路，现我们假定对流量的调节可以通过调节主动支路的阻力系数的大小来实现，那么在阻力系数变化的大小差为△Sc时，这对主动支路的流量的影响的大小为△Gc=C（G/S）CT△Sc，另外，还对被动支路起着一定的影响，即：△GE=E（G/S）CT△Sc （2）由此可见，热力稳定性跟水力稳定性的定义有一定的区别，前者的提出主要是针对在某一个具体的调节过程中某一段时间内的TC定义的，在一般情况下被动支路E在这段考察的时间内，会认为其用户一直保持符合不发生变化，因此，空调的机组表在冷器进风方面的温度tA1，在进风方面的焓值保持hA1不变，在送风量方面的V A一直保持在TC内不发生变化。

《空调冷水系统的沿革与变流量一次泵水系统的实践》读后
感
空调冷水系统是空调设备中最重要的一部分，空调冷水作为空调设备的工作介质，可以把房间内部的热量带走，保证空调的正常运转。

空调冷水系统的沿革与变流量一次泵水系统的实践一文在全面地介
绍了空调冷水系统的演变历程及当代变流量一次泵水系统应用。

从早期空调冷水系统的发展历史可以看出，空调冷水系统发展至今，经历了漫长的历史沿革，从最初的蒸汽机、蒸汽冷凝机、到一次泵式系统和变流量一次泵式系统，空调冷水系统不断演进，功能优化，体现出技术的日新月异。

变流量一次泵式系统作为当前空调冷水系统的代表，以其优越的特点得到了广泛的应用。

变流量一次泵式系统系统将系统冷热水泵分离，达到有效地利用水资源，避免因热冷水泵参数分析而出现了回水温度过高的情况，有效地改善了系统的能耗效率。

同时，变流量一次泵式系统的应用也极大地提高了空调系统的稳定性，使空调系统的工作更加可靠。

从文章中，我体会到空调冷水系统的演变历程以及变流量一次泵式系统应用给我们带来的好处。

虽然变流量一次泵水系统的安装使得系统的运行更加可靠，但是我们依然要尽量减少空调系统的能耗，关注空调系统的工作状态，及时发现问题，提高系统的运行效率。

空调冷水系统的演变历程和当代变流量一次泵水系统的应用对
于提高空调系统的能耗效率，提高空调系统的可靠性有着重要的意义。

了解空调冷水系统的发展历史、熟悉变流量一次泵水系统的应用方法，
是我们正确使用空调冷水系统的前提，更是我们做好空调设备维护的必备素养。

收稿日期:2001-02-05作者简介:刘晓梅(1968-),女,硕士研究生学位。

变流量空调冷却水系统的技术探讨刘晓梅1,孙淑芬2(11浙江大学建筑设计院,浙江杭州310027;21齐齐哈尔市水资源管理办公室,黑龙江齐齐哈尔161000)摘　要:根据空调冷却水系统的工作原理,从理论上探讨采用变流量空调冷却水系统系统的必要性和可行性。

关键词:变流量;空调冷却水;系统;探讨中图分类号:T U83113+6 文献标识码:A 文章编号:1004-3950(2001)02-0007-03Analysis of the V ariable Flow Cooling W ater System of Air ConditioningLIU Xiao 2mei 1,SUN Shu 2fen 2(1.Zhejiang University Architectural Designing Institute ,Hangzhou 310027,China ;2.Qiqihaer Water Res ource Management O ffice ,Qiqihaer 161000,China )Abstract :Based on the theory of cooling water system ,discussing the necessity and feasibility of the variable flow cooling wa 2ter system of Air C onditioning were discussed in theory.K eyw ords :variable flow ;cooling water system of air conditioning ;system ;analysis1　引　言自80年代以来,我国的高层建筑如雨后春笋拔地而起,中央空调系统已成为一般建筑物的标准配置,它为人们的工作、购物、娱乐和睡眠提供了舒适的环境。

变流量空调水系统的二通调节阀特性分析与选用1 引言目前，集中空调系统中多采用变流量系统，以减少输送泵的能耗，实现节能的目的。

在变流量系统中主要通过调节二通阀阀门开度的大小来实现用户侧流量的调节，从而二通阀的选择是变流量系统设计的关键之一。

目前，在设计过程中人们通常按二通阀的理想流量特性来选取二通阀，但实际使用过程中由于二通阀与表冷器等阻力构件串联后其流量特性将发生较大的变化。

这在设计过程中经常被忽略，从而造成阀门选择不当，导致局部用户水量调节不灵的现象，甚至导致整个系统水力失调。

本文在分析二通阀的理想流量特性的基础上，分析与表冷器串联的二通阀的实际工作流量特性以及可调比变化规律。

分析结果表明：变流量系统的用户调节阀应选用等百分比调节阀，并提出了在设计过程中阀权的选取范围。

2 二通阀的特性参数在变流量系统中，随着室内负荷的改变，通过恒温控制器调节二通阀的开度来调节流过风机盘管的水流量，以满足室内温度的要求，故调节阀的选择是变流量系统设计的一个关键。

二通阀是依据调节阀的工作特性和可调比等参数来选取。

二通调节阀的特性是指调节阀的流量特性和阻力特性。

前者反映调节阀的调节性能，后者则表示调节阀的流通能力。

调节阀的流量特性是指流过阀门的调节介质的相对流量与阀杆的相对行程之间的关系，即：G/G max=f(l/l max) (1)对于二通调节阀。

改变调节阀的阀芯与阀座之间的节流面积，便可调节流量。

但实际上由于各种因素的影响，在节流调节面积变化的同时，还会发生阀前后压差的变化，而压差的变化会引起流量的变化。

为了分析方便，先研究阀前后的压差固定不变的理想情况，然后再研究阀前后压差变化情况。

因而，流量特性分为理想流量特性和工作流量特性。

搞清二通调节阀的工作原理和工作特性，是系统控制所必须的。

调节阀的可调比定义为调节阀的最大流量与最小流量的比值，用R表示，可调比R=G max/G min。

二通阀的可调比说明其工作能力和工作相对范围。

大学《科研创新》课程考试试卷空调系统变流量调节优化研究时间2012年1月9日学生姓名学号班级任课教师中国矿业大学力建学院空调系统变流量调节优化研究摘要：变流量系统是一种能有效节约冷水输送系统能耗的节能技术，随着变频器和控制技术的发展，这项传统技术开始焕发出新的生命力，其应用也越来越广泛。

分析了变频调速水泵在三种控制(压差控制、温差控制、末端压差控制)方式下的运行过程、运行效果和节能效果,认为应综合考虑空调水系统的规模、负荷组成和分布、空调控制精度要求等因素选择最合适的控制方式。

Abstract: Analyses the operating process, operating effect and energy saving effect of variable frequency pumps under three control methods, i.e. pressure difference control, temperature difference control and terminal pressure difference control. Essay suggests that the selection of control mode should be based on the scale of water system, the composing and distribution of load, the control precision demand of air conditioning system, etc.关键词：变流量节能控制高效1.问题的提出随着节能问题的白炽化，如何更加合理的利用暖通空调中的能源已经提上日程。

由于空调负荷需求是动态变化的，为避免出现“大流量、小负荷"的情况，变流量空调的应用目益广泛。

空调是现代建筑的主要耗能设施，传统的空调系统长期运行在定流量的状态，不能随着实际的要求来供冷，造成了相当大的浪费，定流量已经不能满足实际的需要。