發(fā)布時間：2016-11-26 15:10

  本文關(guān)鍵詞：一次泵變流量系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

一次變頻泵變水流量系統(tǒng)在某大廈空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用

    

　　摘要:目前的空調(diào)業(yè)發(fā)展道路上，節(jié)能成為空調(diào)的基本課題和方向之一。而變水量系統(tǒng)是其中常用的節(jié)能措施,一次泵變流量技術(shù)已在中央空調(diào)系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。本文探討了一次變頻泵變水流量系統(tǒng)在某大廈空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用。
　　關(guān)鍵詞:一次變頻泵變水流量系統(tǒng);工作原理；連接方式
　　一次泵變流量系統(tǒng)是根據(jù)負(fù)荷的變化，利用水泵變頻調(diào)節(jié)一次水流量來達(dá)到節(jié)能的目的。隨著制冷機(jī)技術(shù)的不斷提高以及自控技術(shù)的發(fā)展,變流量技術(shù)的可靠性已經(jīng)大大提高,降低系統(tǒng)的水流量可以大大的降低水泵的能耗,因此一次泵變流量系統(tǒng)具有巨大的節(jié)能潛力。下文探討一次變頻泵變水流量系統(tǒng)在某大廈空調(diào)設(shè)計中的應(yīng)用。
　　1工作原理
　　一次變頻泵變水流量系統(tǒng)主要由冷水機(jī)組、末端設(shè)備、一次水泵組成。系統(tǒng)原理圖如圖1。系統(tǒng)與傳統(tǒng)的空調(diào)水系統(tǒng)的區(qū)別就在于冷水機(jī)組且常在變水流量工況下工作。當(dāng)末端設(shè)備的冷凍水流量隨負(fù)荷改變時,其兩端的壓差也在隨之改變,一次水泵的變頻器根據(jù)最不利環(huán)路的壓差信號,改變水泵的轉(zhuǎn)速,從而改變系統(tǒng)的水流量,以滿足末端設(shè)備的要求,此時冷水機(jī)組的水流量同步發(fā)生改變回水總管上的流量計時刻監(jiān)視著進(jìn)人冷水機(jī)組的水流量,當(dāng)測得的水流量小于機(jī)組額定最小值的總和時,旁通管上的旁通電動閥打開,部分供水與回水混合,以保證運(yùn)行機(jī)組的水流量都大于它們的額定的最小值。
　　為了保證每個末端設(shè)備能控制其服務(wù)范圍的溫度等參數(shù)，以適應(yīng)房間負(fù)荷的變化，采用電動二通閥與盤管串聯(lián)，通過控制二通閥的開度來控制通過盤管的水量。在二通閥的調(diào)節(jié)過程中，管路性能曲線將發(fā)生變化，系統(tǒng)負(fù)荷側(cè)水量也將隨著發(fā)生變化，如果沒有其它相關(guān)措施，這些變化將引起水泵和冷水機(jī)組的水流量改變（沿水泵特性曲線上下移動工作點(diǎn)）。對于冷水機(jī)組來說，冷凍水流量的減少是相當(dāng)危險的。如果流量減少，將造成水流速不均勻，尤其是在一些轉(zhuǎn)彎（如封頭）處容易使流速減慢甚至形成不流動的“死水”。由于蒸發(fā)溫度較低，，在蒸發(fā)器不斷制冷的過程中，低流速水或“死水”極易產(chǎn)生結(jié)凍的情況，從而對冷水機(jī)組造成破壞。因此，許多廠家開始了對主機(jī)變流量進(jìn)行了研究和開發(fā)，并已投入到了實(shí)踐運(yùn)用。如前面所述，一方面，從末端設(shè)備使用要求來看，負(fù)荷側(cè)要求水系統(tǒng)作變化量運(yùn)行；另一方面，冷水機(jī)組的特性要求必須保證最低下限流量（如50%），不能無限制變流量運(yùn)行，這樣就形成矛盾了。解決此矛盾的最常用方法是在供、回水總管上設(shè)置壓差旁通閥。
　　
　　2水泵與冷水機(jī)組的連接方式
　　在一次變頻泵水系統(tǒng)中，水泵與冷水機(jī)組的連接方式通常有三種。
　　2.1水泵與冷水機(jī)組一一對應(yīng)連接如圖1，這種方式的優(yōu)點(diǎn)是操作方便，控制及運(yùn)行管理較簡單；各冷水機(jī)組的水量分配相互干擾較少，并且它取消了水泵與冷水機(jī)組之間的部分管件（如控制開關(guān)的閥門）。但其缺點(diǎn)是備用泵聯(lián)接管路比較復(fù)雜，在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)出現(xiàn)負(fù)荷減少至1臺冷水機(jī)組運(yùn)行就能滿足要求，而水量要2臺水泵運(yùn)行時(通常由于系統(tǒng)表冷臟堵或者設(shè)計選型偏小，造成了實(shí)際運(yùn)行時的大流量、小溫差)，就出現(xiàn)矛盾了。解決此矛盾就需要采用以下并聯(lián)的方式了。
　　2.2水泵與冷水機(jī)組獨(dú)立并聯(lián)的方式如圖2，這種方式在實(shí)際工程設(shè)計中，備用泵不需固定，每臺水泵可互為備用，可以一機(jī)一泵運(yùn)行，也可以一機(jī)兩泵運(yùn)行，其運(yùn)行的可靠性和靈活性比前者的連接方式更大；接管相對較為方便（特別是冷水機(jī)組與冷凍水泵位置相距較遠(yuǎn)時更為明顯地體現(xiàn)這一點(diǎn)），機(jī)房布置整潔、有序。因而有相當(dāng)多的工程目前采用這種方式。
　　但這種方式有其缺點(diǎn)：水泵及冷水機(jī)組進(jìn)出口都要求各自的閥門，因此附件增加；各冷水機(jī)組水流量在初調(diào)試中應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，保證每臺機(jī)組水量符合設(shè)計要求；在要求自動聯(lián)鎖起停的工程中，各冷水機(jī)組必須配置壓差旁通閥，避免因分流而導(dǎo)致單臺水泵運(yùn)行時正常運(yùn)行的冷水機(jī)組水量不足而出現(xiàn)問題，同時要求電動蝶閥具有較大的開閥壓差或者關(guān)閥壓差（因?yàn)橥C(jī)過程中要求先關(guān)電動蝶閥后停對應(yīng)的水泵）允許值。
　　2.3水泵與冷水機(jī)組的前后連接方式在上述的幾種系統(tǒng)（如圖1、圖2）中，均是把冷水機(jī)組設(shè)于水泵的出口，這是目前較多采用的一種方式，此方式的優(yōu)點(diǎn)是冷水機(jī)組和水泵的工作較為穩(wěn)定，當(dāng)建筑高度不大時，這一種系統(tǒng)是較合理的。同時，由于水泵運(yùn)行過程中，水通過水泵時溫度會提高，因此回水先進(jìn)入水泵后再進(jìn)入冷水機(jī)組對于保證空調(diào)水系統(tǒng)的供水溫度的恒定（冷水機(jī)組通常以出水溫度恒定進(jìn)行控制及運(yùn)行）是很有利的。但如果建筑高度較高，水系統(tǒng)本身靜壓較大，按前述接管方式將使冷水機(jī)組的承壓要求提高（因?yàn)橥ǔＫ到y(tǒng)的定壓點(diǎn)在水泵吸入口），其設(shè)備費(fèi)用也隨壓力等級的提高而增加（一般以1.6MPa為限，超過此值時，設(shè)備費(fèi)用急劇上升）。如果按前述接管方式時，冷水機(jī)組的壓力超過1.6MPa，則把冷水機(jī)組設(shè)于水泵吸入口是更好的方式。
　　

　　圖1一次變頻泵變水流量系統(tǒng)（先串聯(lián)后并聯(lián)方式）圖2一次變頻泵變水流量系統(tǒng)（先串聯(lián)后并聯(lián)方式）
　　3工程應(yīng)用實(shí)例
　　某大廈，共有裙樓二層及塔樓部分六層，總空調(diào)面積是5889m2，其中央空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)建筑功能間隔分為A、B兩個系統(tǒng)。
　　A系統(tǒng)包括裙樓首二層（建筑用途是辦公區(qū)、會議室等），總的空調(diào)面積是2330m2，空調(diào)負(fù)荷共計492kW，按同期使用系數(shù)0.9選用2臺風(fēng)冷式渦旋冷水主機(jī)（每臺主機(jī)制冷量分別是253kW）與3臺變頻冷凍水泵（兩用一備）組成獨(dú)立并聯(lián)的方式(如圖3)。當(dāng)風(fēng)冷式主機(jī)運(yùn)行時，其中一臺水泵發(fā)生故障，自動控制系統(tǒng)就會啟動備用泵，以保證空調(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)行。在初調(diào)試中對冷凍供、回水管之間的壓差旁通閥進(jìn)行壓力的調(diào)整，以保證每臺主機(jī)的水量與末端設(shè)備的水量符合設(shè)計要求。
　　B系統(tǒng)包括塔樓三至八層（建筑用途是辦公區(qū)），總空調(diào)面積是2215m2，空調(diào)負(fù)荷共計405kW，按同期使用系數(shù)0.9選用5臺風(fēng)冷式冷水主機(jī)（制冷量為81kW的主機(jī)4臺，制冷量為39.5kW的主機(jī)1臺）與5變頻冷凍水泵組成一一對應(yīng)連接的方式（如圖4）。根據(jù)塔樓出租層冷負(fù)荷的變化，自動控制系統(tǒng)控制其中幾臺冷水主機(jī)和水泵開啟運(yùn)行，以滿足空調(diào)系統(tǒng)冷量和水量的要求。在此方式，由于水泵出口止回閥已起防止水回流的作用，可省去安裝電動蝶閥。這樣，設(shè)備費(fèi)用因此降低了。在該工程竣工驗(yàn)收過程中，兩個不同連接方式的空調(diào)水系統(tǒng)均運(yùn)行正常，系統(tǒng)供冷量和水量都達(dá)到設(shè)計的要求，滿足實(shí)際的需求。
　　

　　圖3A系統(tǒng)流程圖圖4B系統(tǒng)流程圖
　　4結(jié)束語
　　綜上所述，一次變頻泵變水流量系統(tǒng)憑借其優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在高層民用建筑的空調(diào)工程中。要采用何種連接方式，需考慮該空調(diào)工程的建筑高度、投資成本、系統(tǒng)不能適應(yīng)系統(tǒng)負(fù)荷變化，以達(dá)到冷水機(jī)組高效、節(jié)能地運(yùn)行，這時就要選用二次泵變水量系統(tǒng)或混合變水量系統(tǒng)了。

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時間:2011年02月27日 14:37:10 來源: 作者:余強(qiáng) 上一篇：變電站自動化系統(tǒng)發(fā)展的思考 下一篇：淺談配電系統(tǒng)繼電保護(hù)配置的優(yōu)化  (電腦版  手機(jī)版)

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