中央空调水系统变流量技术

中央空调冷冻水系统变流量技术

ASHRAE /IES标准90.1-1989

该标准阐述:

新建建筑物的能效设计

要求: “所有配置可调节的或逐级开启和关闭的阀门的10马力的泵系统，必须能够适用于设计流量50%或者以下的工况”.

例外—指那些层数较少，没有电梯的住宅类建筑物。

二次泵系统

•冷水机组的水泵要与设计水流量相匹配

•泵的叶轮需要修平，以减少泵在排液时的压力损失，

这是节能的关键措施之一。

二次泵

可以是定流量的或VFD 的一次泵

变流量泵系统的设计思考

三个关键的方面需要考虑公用管

冷水机组的启/停顺序

控制阀门和执行机构

●

将最大的冷水机组的流量流过公用管路时，产生的压降设定为公用管路的压力降。

●一般情况下，冷水机组的启/停顺序是由流量最大的泵的流量是否过半来决定的。公用管路的设计思考

二次泵系统在理论和实际应用上都十分简单. 它的基本理论就是当两个环路相互连接时, 如果公用管路中压降消失，那么这两个环路的中的流量会

相对独立。

公用管路的设计思考

“经验之谈”

#1 公用管

二次泵系统应用的关键就是公用管的使用，它将一次环路和二次环路互相连接起来。

公用管长度应该比较短来保证较小的压力损失。供水和回水三通之间的距离最大不超过四倍管径。 如果公用管压力降足够低的话, 一次环路的水不会流入二次环路，直到二次泵打开。

“经验之谈”

# 2 二次泵

在二次环路内安装一个独立的二次泵，建立二次环路水循环。泵的尺寸只需根据所需的流量和环路的阻力降来确定。

泵的位置应该使水从公用管流向二次环路，这就造成二次环路的压力升高。相反，如果泵安装在指向公用管的回水管上，二次环路的压力会低于共用管压力。

公用管路的设计思考

“经验之谈”

#3 T形管的原理

它决定公用管路中的水流量和流向。

它基于一次系统和二次系统的流量关系，并且

有三种可能性：

●一次水流量大于二次水流量

●一次水流量等于二次水流量

●一次水流量小于二次水流量

#4 流量控制阀

流量控制阀可以防止水流进入二次系统，这种情况是由于公用管内的微小压降或重力作用造成的。 由于重力流可以在单管内发生, 最好采用两个流量控制阀, 一个安装在供水管，一个在回水管。如果二次系统的回水管在下面，那么只需要一个流量控制阀就够了。

公用管路的设计思考

“经验之谈”

变流量泵系统的设计思考

三个关键的方面需要考虑公用管

冷水机组的启/停顺序

控制阀门和执行机构

系统操作员必须能分清楚三种可能的流量工况：

分配(二次) 流量等于生产(一次) 流量。

分配(二次) 流量小于生产(一次)流量。

分配(二次) 流量大于生产(一次)流量。

(例1:分配流量等于生产流量)

冷水机组出水温度45F，生产流量1500 GPM，调节两通

阀开度，使供需吻合，1500 GPMx10F/24 = 625 Tons

●压力降100 FT. 与二次泵

的特性曲线相交，回水温度

为55 F。

●由于两系统的流量相等并

且达到热平衡, 因此公用管

内没有流量。

●接下来的是一次与二次系

统之间不能达到平衡的情况。

(例2:分配流量大于生产流量)

当需求流量增大时:

结果就是经混合后的供水温度高于冷水机组出水温度

问题: 区域内湿度控制不利

为了补偿过高的供水温度, 在选择盘管时必须给与考虑。

(例2:分配流量大于生产流量)

关于此问题的其它考虑:

冷冻水温度可以重新设置，可以设置一个更低的值来补偿负荷增加和二次系统流量的增大。(每降低1度，冷水机组的运行成本就增加1-3%。当使用大型机组时，这么做还是值得的。)

后续机组越晚开启，它投入运行后，效果就越明显。

如果一小部分负荷需要固定的出水温度，可以考虑与该负荷串联一个小型冷水机组。

(例3:分配流量小于生产流量)

冷水机组的生产流量是固定的，因此，如果我们启动了第

二台冷水机组，总的冷冻水流量就变为3000 gpm, 负荷是875 tons，供水温度45 F，回水温度55F。

●二次泵

流量是2100GPM.

●一次泵

流量是3000GPM.

●过剩的900GPM冷冻水和

回水混合后温度为52 F。

(例3:分配流量小于生产流量)

供给流量过高产生的问题:

所有冷冻水都在进入冷水机组之前混合。

所有在线的冷水机组的回水温度都相同。

当冷水机组都按这种接管方式排列时，它们都会在同一部分负荷下运行。

供给流量大于需求流量

由于冷水机组的回水温度是52F 而不是55F, 因此机组将在70%负荷下运行。

当部分冷冻水经公

用管输送时，经过

冷水机组的流量始

终恒定。

之前的例子说明了能量调节2段式：50%(1500gpm)或100%(3000gpm)，这是一次水流量随负荷变化的结果。

记住:

二次水流量的变化非常接近于线函数, 由于随负荷变化，两通阀的开度也进行调节, 其流量也随之变化。

系统并联的冷水机组越多，能量可调节段数也越多，每段范围也越小。

如果我们把不同型号的冷水机组组合在一起，那么增加的可调节的段数也更多，每段范围也更小。