空调水系统控制策略分析与比较
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. 房超,男,97 1 月出生, 17 年 2 硕士研究生,工程师
图 1一次泵冷机定流通系统
目 前与之相匹配的冷冻机房控制策略主要有两 类。第一类控制方式:冷冻机的加机是以系统供水 设定温度为依据,当系统供水温度大于设定温度, 而且这种状态持续 1^1 分钟, 0 -5 另一台冷水机组投 入使用;减机控制则是以旁通管的流量为依据,当 旁通管内的冷冻水从供水管流向回水总管,并且达 到单台冷冻机设计流量的 1 ^10 如果这种状 1 - %, 0 2
来自百度文库
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流录白分 上 。 ”
曲线 I :新风加风机盘管空调系统 曲线 2 :水量与冷量成线性 曲线 3 :新风处理机组采用定风量方式 图 2 冷量与流量的关系
2 变风量为主的空调系统 ) 如图2 线 所示变风量为主的空调系统, 3 曲 假
管系统不适合采用以总供水量为控制 目 标的运行模 式。 现在看一看以制冷量为控制 目 标的运行模式。
为了 保证建筑的 供冷要求,当冷量下降至 5% z 8Q
之前,不应停运冷水机组,由于三台水泵与冷水机 组联动,水泵也必须全部开启。从曲线 1 可知系统
冷量下降至5% z 8 之前, Q 所需流量仅为3% z 5G左
能。
图 3一次泵冷机变流.系统
5 一次泵冷机变流量系统的应用
随着冷冻机技术的发展,尤其是机组控制技术 的发展, 冷机蒸发器完全可以在变流量情况下工作, 因此使一次泵冷机变流量系统得以成功实现。如图 3所示,冷冻机和水泵的台数不用一一对应,它们 的台数变化和启停分别独立控制。水泵为变速泵, 其转速由系统最远端的压差传感器来控制。仍设置 带电动阀的旁通管,但是只有当系统水量小于单台 冷冻机最小允许值时,旁通阀才打开,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 也由系统远端的压差传感器测得。
S ssm ci rwtt pm r m , p s tt go qats uee y s v i o V s t oci r WV t o hls h r a p pad e s od leaot g cne ao f y e f ls y e f e i e y u l h i n r n h e e u i b nr o r tn WV m h e i s l
a ad U s m; e nevt n i n F s t e r c srao r C y e ng o y i
1 引言
由于能源短缺等原因,空调系统的节能引起越 来越多用户和设计者的注意。空调系统优化是实现 空调系统节能的重要措施,但实现最优化的最终手 段是空调系统的自 动控制。 对冷水系统的优化来说, 就是每台冷冻机和水泵都在最佳效率下运行,因而 如何选择正确的冷冻机房控制策略将至关重要。
的开度,从而调节旁通水量。
供水 末端空气处理设备
2 一次泵冷机定流量系统的控制策略
下图为一次泵冷机定流量系统图,它以控制方 法简单、施工方便、系统稳定成熟的优点仍旧受到 国内开发商、设计施工单位的青睐。机组运行时, 一次泵保持定流量,当负荷增加而加载一台冷水机 组的时候,其对应的冷冻水泵先启动,而负荷降低 减载一台冷水机组的时候,先关闭一台机组,然后 关闭其对应的水泵,既水泵和机组联动,冷机的保 持在额定流量下工作。 旁通管就是起到平衡机组侧和用户测水量的作 用。如图所示,当末端负荷增大,旁通管内流向从 左向右;当末端负荷减小,旁通管内流向为从右向 左。二通调节阀引起的压差变化来调节压差旁通阀
3 负荷侧的冷量与流量关系
目 前大部分工程较常使用的空调系统方式为两 种:变风量为主的空调系统、新风加风机盘管空调 系统。无论那种方式,空调机组表冷器供冷量都是 通过电动两通阀自动控制。 变风量为主的空调系统中,当空气处理机组变 风量运行时,通常前半程由送风温度控制电动两通 阀,通过室温控制末端装置的风量来达到对风机总 风量的控制; 当送风量下降至下限时, 则由回风 ( 或 室温)直接控制电动两通阀。当空气处理机组在定 风量方式下运行时,随着需冷量的减少,电动两通 阀将自 动关小,从而减少流过的水量,但同时表冷 器水温差将增大。 新风加风机盘管空调系统中,新风处理机组采 用定风量方式运行,电动两通阀也将随着需冷量的 减少而关小,从而减少流过的水量。对于风机盘管 而言,其电动两通阀通常采用位式控制模式,打开 时为设计流量,关闭时流量为零。 通过对水系统总冷量和流量特性的综合分析, 两空调系统的总冷量与流量大抵可用下图中曲线 31 , 表示, 曲线 2 则表示冷量与水流量呈线性关系。
wtt pia p mp i h r r u h m y e
[ e w rs V s t o ci rwtt pm r m ; s t oc l s t pm r m ; V fs K y d] W y e f ls h r a p p S V e f l wt h r a p p V ; e o V m h e i e y u s l h i W y m h e i e y u s i r h i A rh
定系统有三台冷水机组、三台定频水泵,总水流量 为G ,总冷量为Q o z z
20 年第 1 07 期
制冷与空调
如果以制冷量为控制 目 标来控制冷水机组的运
供水 末端空气处理设备
行台数。当用户侧的需冷量减少至 5% z时,用 8Q
户测需要的流量大约为 7% z 大于两台水泵的额 3 , G 定供水量。如果此时停止一台冷水机组和相应的水 泵后,将导致供水量不足。表冷器电动两通阀将开 大以增加供水量,但此时正在运行的两台水泵流量 已 经达到额定值,电动两通阀的开大只会使系统水 阻力降低而导致水泵的工作点向低扬程、大流量方 向移动,严重的时候可能造成水泵电机过载而发生
一次泵冷机定流量系统; 一次泵冷机变流量系统; 变风量; 新风加风机盘管系统; 节能
A a s A d nrsO C nr S a g s Ar d i i Wa r t t l t i F r C n i n g t Ss m nl i n C t t o o t e e o i o t n y s o a f r o e ye
1l’j
几 丫
1 )新风加风机盘管空调系统 如图2曲 1 线 所示新风加风机盘管系统, 假定
水系统有三台冷水机组、三台定频水泵,总水流量
为G , z 总冷量为Q 。 z 当系统流量G 0% z =1 G 时, 0 系统所需冷量 Q 0% z =1 Q ;当系统流量 G 5% 0 =8 G 时, =7% z 当系统流量G 2%G 时, z Q 7 Q; =5 z Q
事故。同理,当用户侧的需冷量减少至2% 时, 5 z Q
用户测需要的流量大约为 3%G ,也存在上述问 7 z 题。因而变风量为主的空调系统不适合采用以制冷 量为控制 目 标的运行模式。 如果以流量为控制 目标来控制冷水机组的运行 台数。当用户侧流量减少至 5 %G 8 z时,用户测需 要的冷量约为4 % z 可以停止一台冷水机组和对 5 , G 应的水泵,多余的水量通过压差旁通阀流回回水总 管。同理,当用户侧流量减少至 2%G 5 z时,用户 测需要的冷量约为 1%G , 5 z 可停止一台冷水机组和 对应的水泵。 从以上分析可知, 对于变风量为主的空调系统, 以 制冷量总供水量为目 标的控制模式在运行稳定性 和保证建筑冷热量方面优于以为目 标的控制模式。 但是,为平衡用户侧和冷机侧水量不均,前者仍然 无法避免系统水在平衡管内白白的流动而损耗电
右,这就意味着有一台水泵运行的水量完全没有起 作用,只能通过压差旁通阀流回回水总管。 从以上分析可知,对于新风加风机盘管系统, 以制冷量为目 标的控制模式在运行稳定性和保证建 筑冷热量方面优于以总供水量为目 标的控制模式。 但是, 前者在系统运行节能方面还存在很大的问题, 值得进一步探讨。
(h a e sutn r tnl 006 C i S tC nt co Ie aoaC . 02) n t o r i nn i a t o 1
Fn C a ag ho [ b r t Tr g t a li n cna, t fe cn l ei f VV t ad h l F U t ud A sa ] o h n ys otsfd i s ot sag s A s e n fsa p s s e ne t c h u h a s ad rt n h t t r tt e o e i e o r r y m r i u C y m r s e r s
制冷与空调
2 0 年第 1 07 期
态持续 1^1 分钟,控制系统将减掉一台冷冻机。 0- 5 第一类控制方式:冷冻机的加减机是以制冷量为依 据的,根据冷冻机进出冷冻水水温以及流量,可计 算得到冷机实时冷量,根据实时冷量与系统设定冷 量的比较而加减机。总之,第一类控制方式可近似 看作以总供水量为控制目 标的运行模式;第二类控 制方式是以制冷量为控制目 标的运行模式。
=4 %Q o 7 z 如果以总供水量来控制机组的运行台数,当流
冷 、吧 百 分
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量下降至5% 时, 8 z 系统的需冷量 7% z G 7 Q 远大于 冷水机组临界转换点5% z如果这时停止 1 冷 8 Q, 台 水机组会造成系统供冷量不足,其结果是供水温度 升高,直至高于冷水机组设出水设定温度,导致刚 刚停运的冷水机组再次启动,如此往复频繁启停冷 水机组造成系统运行的不稳定性。同理,当流量下 降至2% 时, 5 z 系统的需冷量为5% z G 2 Q ,也远大 于冷水机组临界转换点2% 。 5 z 因而新风加风机盘 Q
由于一次泵冷机变流量系统,打破水泵与冷冻 机联动的运行方式,两者单独启停、独立控制,很 好的解决了 末端所需水量和冷机侧水量差异较大的 矛盾,因而一次泵冷机定流量系统的两种控制策略 都适用于它,而不用考虑其更适合变风量为主的空 调系统,还是新风加风机盘管空调系统。 下面举例具体说明一次泵冷机变流量系统的控 制策略。 同样以三台冷冻机为例, 配置两台变速泵。 当系统满负荷运行时,旁通阀关闭,旁通管内流量 为零。当冷负荷减小,末端的电动二通阀关小。为 了维持设定压差值,水泵转速减小,使整个系统包 括冷冻机的流量都减小。因为通过每台冷冻机的流 量都大于其蒸发器最小允许流量,此时旁通阀仍然 关闭,旁通管内流量为 0 。当系统负荷继续减小使 流量小于单台冷冻机的最小允许流量,旁通阀打开 使机组在最小流量下安全运行。当系统负荷增加, 机组在满负荷下己 无法维持供水温度, 供水温度升 高后的状态如果维持 1 . 分钟, 0 1 5 另一台机组就会
4 两类空调系统采用一次泵冷机定流量系 统的控制策略
以往设计中,一次泵冷机定流量系统两种控制 策略,在新风加风机盘管系统和变风量为主的空调 系统中都有大量应用,且随机性很大,全凭设计人 员个人偏好。实际上,如从系统优化、节能角度分 析,两种控制策略应有各不相同的最佳应用条件, 以下分别举例阐述。
20 年第 1 07 期
制冷与空调
空调水系统控制策略分析与比较
房 超*
( 建国际建设公司 102) 中 006
【 摘 要】
通过分析比较,发现变风量为主的空调系统和新风加风机盘管空调系统在一次泵冷机定流量水系 统中采用何种控制策略更有利于节能,同时介绍了一次泵冷机变流量水系统在节能运行方面的优
势。
【 关键词 】
图 1一次泵冷机定流通系统
目 前与之相匹配的冷冻机房控制策略主要有两 类。第一类控制方式:冷冻机的加机是以系统供水 设定温度为依据,当系统供水温度大于设定温度, 而且这种状态持续 1^1 分钟, 0 -5 另一台冷水机组投 入使用;减机控制则是以旁通管的流量为依据,当 旁通管内的冷冻水从供水管流向回水总管,并且达 到单台冷冻机设计流量的 1 ^10 如果这种状 1 - %, 0 2
来自百度文库
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曲线 I :新风加风机盘管空调系统 曲线 2 :水量与冷量成线性 曲线 3 :新风处理机组采用定风量方式 图 2 冷量与流量的关系
2 变风量为主的空调系统 ) 如图2 线 所示变风量为主的空调系统, 3 曲 假
管系统不适合采用以总供水量为控制 目 标的运行模 式。 现在看一看以制冷量为控制 目 标的运行模式。
为了 保证建筑的 供冷要求,当冷量下降至 5% z 8Q
之前,不应停运冷水机组,由于三台水泵与冷水机 组联动,水泵也必须全部开启。从曲线 1 可知系统
冷量下降至5% z 8 之前, Q 所需流量仅为3% z 5G左
能。
图 3一次泵冷机变流.系统
5 一次泵冷机变流量系统的应用
随着冷冻机技术的发展,尤其是机组控制技术 的发展, 冷机蒸发器完全可以在变流量情况下工作, 因此使一次泵冷机变流量系统得以成功实现。如图 3所示,冷冻机和水泵的台数不用一一对应,它们 的台数变化和启停分别独立控制。水泵为变速泵, 其转速由系统最远端的压差传感器来控制。仍设置 带电动阀的旁通管,但是只有当系统水量小于单台 冷冻机最小允许值时,旁通阀才打开,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 也由系统远端的压差传感器测得。
S ssm ci rwtt pm r m , p s tt go qats uee y s v i o V s t oci r WV t o hls h r a p pad e s od leaot g cne ao f y e f ls y e f e i e y u l h i n r n h e e u i b nr o r tn WV m h e i s l
a ad U s m; e nevt n i n F s t e r c srao r C y e ng o y i
1 引言
由于能源短缺等原因,空调系统的节能引起越 来越多用户和设计者的注意。空调系统优化是实现 空调系统节能的重要措施,但实现最优化的最终手 段是空调系统的自 动控制。 对冷水系统的优化来说, 就是每台冷冻机和水泵都在最佳效率下运行,因而 如何选择正确的冷冻机房控制策略将至关重要。
的开度,从而调节旁通水量。
供水 末端空气处理设备
2 一次泵冷机定流量系统的控制策略
下图为一次泵冷机定流量系统图,它以控制方 法简单、施工方便、系统稳定成熟的优点仍旧受到 国内开发商、设计施工单位的青睐。机组运行时, 一次泵保持定流量,当负荷增加而加载一台冷水机 组的时候,其对应的冷冻水泵先启动,而负荷降低 减载一台冷水机组的时候,先关闭一台机组,然后 关闭其对应的水泵,既水泵和机组联动,冷机的保 持在额定流量下工作。 旁通管就是起到平衡机组侧和用户测水量的作 用。如图所示,当末端负荷增大,旁通管内流向从 左向右;当末端负荷减小,旁通管内流向为从右向 左。二通调节阀引起的压差变化来调节压差旁通阀
3 负荷侧的冷量与流量关系
目 前大部分工程较常使用的空调系统方式为两 种:变风量为主的空调系统、新风加风机盘管空调 系统。无论那种方式,空调机组表冷器供冷量都是 通过电动两通阀自动控制。 变风量为主的空调系统中,当空气处理机组变 风量运行时,通常前半程由送风温度控制电动两通 阀,通过室温控制末端装置的风量来达到对风机总 风量的控制; 当送风量下降至下限时, 则由回风 ( 或 室温)直接控制电动两通阀。当空气处理机组在定 风量方式下运行时,随着需冷量的减少,电动两通 阀将自 动关小,从而减少流过的水量,但同时表冷 器水温差将增大。 新风加风机盘管空调系统中,新风处理机组采 用定风量方式运行,电动两通阀也将随着需冷量的 减少而关小,从而减少流过的水量。对于风机盘管 而言,其电动两通阀通常采用位式控制模式,打开 时为设计流量,关闭时流量为零。 通过对水系统总冷量和流量特性的综合分析, 两空调系统的总冷量与流量大抵可用下图中曲线 31 , 表示, 曲线 2 则表示冷量与水流量呈线性关系。
wtt pia p mp i h r r u h m y e
[ e w rs V s t o ci rwtt pm r m ; s t oc l s t pm r m ; V fs K y d] W y e f ls h r a p p S V e f l wt h r a p p V ; e o V m h e i e y u s l h i W y m h e i e y u s i r h i A rh
定系统有三台冷水机组、三台定频水泵,总水流量 为G ,总冷量为Q o z z
20 年第 1 07 期
制冷与空调
如果以制冷量为控制 目 标来控制冷水机组的运
供水 末端空气处理设备
行台数。当用户侧的需冷量减少至 5% z时,用 8Q
户测需要的流量大约为 7% z 大于两台水泵的额 3 , G 定供水量。如果此时停止一台冷水机组和相应的水 泵后,将导致供水量不足。表冷器电动两通阀将开 大以增加供水量,但此时正在运行的两台水泵流量 已 经达到额定值,电动两通阀的开大只会使系统水 阻力降低而导致水泵的工作点向低扬程、大流量方 向移动,严重的时候可能造成水泵电机过载而发生
一次泵冷机定流量系统; 一次泵冷机变流量系统; 变风量; 新风加风机盘管系统; 节能
A a s A d nrsO C nr S a g s Ar d i i Wa r t t l t i F r C n i n g t Ss m nl i n C t t o o t e e o i o t n y s o a f r o e ye
1l’j
几 丫
1 )新风加风机盘管空调系统 如图2曲 1 线 所示新风加风机盘管系统, 假定
水系统有三台冷水机组、三台定频水泵,总水流量
为G , z 总冷量为Q 。 z 当系统流量G 0% z =1 G 时, 0 系统所需冷量 Q 0% z =1 Q ;当系统流量 G 5% 0 =8 G 时, =7% z 当系统流量G 2%G 时, z Q 7 Q; =5 z Q
事故。同理,当用户侧的需冷量减少至2% 时, 5 z Q
用户测需要的流量大约为 3%G ,也存在上述问 7 z 题。因而变风量为主的空调系统不适合采用以制冷 量为控制 目 标的运行模式。 如果以流量为控制 目标来控制冷水机组的运行 台数。当用户侧流量减少至 5 %G 8 z时,用户测需 要的冷量约为4 % z 可以停止一台冷水机组和对 5 , G 应的水泵,多余的水量通过压差旁通阀流回回水总 管。同理,当用户侧流量减少至 2%G 5 z时,用户 测需要的冷量约为 1%G , 5 z 可停止一台冷水机组和 对应的水泵。 从以上分析可知, 对于变风量为主的空调系统, 以 制冷量总供水量为目 标的控制模式在运行稳定性 和保证建筑冷热量方面优于以为目 标的控制模式。 但是,为平衡用户侧和冷机侧水量不均,前者仍然 无法避免系统水在平衡管内白白的流动而损耗电
右,这就意味着有一台水泵运行的水量完全没有起 作用,只能通过压差旁通阀流回回水总管。 从以上分析可知,对于新风加风机盘管系统, 以制冷量为目 标的控制模式在运行稳定性和保证建 筑冷热量方面优于以总供水量为目 标的控制模式。 但是, 前者在系统运行节能方面还存在很大的问题, 值得进一步探讨。
(h a e sutn r tnl 006 C i S tC nt co Ie aoaC . 02) n t o r i nn i a t o 1
Fn C a ag ho [ b r t Tr g t a li n cna, t fe cn l ei f VV t ad h l F U t ud A sa ] o h n ys otsfd i s ot sag s A s e n fsa p s s e ne t c h u h a s ad rt n h t t r tt e o e i e o r r y m r i u C y m r s e r s
制冷与空调
2 0 年第 1 07 期
态持续 1^1 分钟,控制系统将减掉一台冷冻机。 0- 5 第一类控制方式:冷冻机的加减机是以制冷量为依 据的,根据冷冻机进出冷冻水水温以及流量,可计 算得到冷机实时冷量,根据实时冷量与系统设定冷 量的比较而加减机。总之,第一类控制方式可近似 看作以总供水量为控制目 标的运行模式;第二类控 制方式是以制冷量为控制目 标的运行模式。
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冷 、吧 百 分
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量下降至5% 时, 8 z 系统的需冷量 7% z G 7 Q 远大于 冷水机组临界转换点5% z如果这时停止 1 冷 8 Q, 台 水机组会造成系统供冷量不足,其结果是供水温度 升高,直至高于冷水机组设出水设定温度,导致刚 刚停运的冷水机组再次启动,如此往复频繁启停冷 水机组造成系统运行的不稳定性。同理,当流量下 降至2% 时, 5 z 系统的需冷量为5% z G 2 Q ,也远大 于冷水机组临界转换点2% 。 5 z 因而新风加风机盘 Q
由于一次泵冷机变流量系统,打破水泵与冷冻 机联动的运行方式,两者单独启停、独立控制,很 好的解决了 末端所需水量和冷机侧水量差异较大的 矛盾,因而一次泵冷机定流量系统的两种控制策略 都适用于它,而不用考虑其更适合变风量为主的空 调系统,还是新风加风机盘管空调系统。 下面举例具体说明一次泵冷机变流量系统的控 制策略。 同样以三台冷冻机为例, 配置两台变速泵。 当系统满负荷运行时,旁通阀关闭,旁通管内流量 为零。当冷负荷减小,末端的电动二通阀关小。为 了维持设定压差值,水泵转速减小,使整个系统包 括冷冻机的流量都减小。因为通过每台冷冻机的流 量都大于其蒸发器最小允许流量,此时旁通阀仍然 关闭,旁通管内流量为 0 。当系统负荷继续减小使 流量小于单台冷冻机的最小允许流量,旁通阀打开 使机组在最小流量下安全运行。当系统负荷增加, 机组在满负荷下己 无法维持供水温度, 供水温度升 高后的状态如果维持 1 . 分钟, 0 1 5 另一台机组就会
4 两类空调系统采用一次泵冷机定流量系 统的控制策略
以往设计中,一次泵冷机定流量系统两种控制 策略,在新风加风机盘管系统和变风量为主的空调 系统中都有大量应用,且随机性很大,全凭设计人 员个人偏好。实际上,如从系统优化、节能角度分 析,两种控制策略应有各不相同的最佳应用条件, 以下分别举例阐述。
20 年第 1 07 期
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空调水系统控制策略分析与比较
房 超*
( 建国际建设公司 102) 中 006
【 摘 要】
通过分析比较,发现变风量为主的空调系统和新风加风机盘管空调系统在一次泵冷机定流量水系 统中采用何种控制策略更有利于节能,同时介绍了一次泵冷机变流量水系统在节能运行方面的优
势。
【 关键词 】