空调冷水一次泵变流量空调系统的设计要点

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1、空调冷水一次泵变流量系统设计要点山东省建筑设计研究院于晓明赵建博石颖李向东摘要：对空调冷水一次泵变流量系统的原理及组成、优点及适用性进行了详细的介绍，并从冷水机组的选择、冷水机组的启停控制、冷水泵的选择及控制、旁通管及旁通控制阀的配置、压差及流量传感器的选择等五个方面，对其设计要点进行了阐述。关键词：空调一次泵变流量系统设计1引言随着我国经济的发展和人民生活水平的不断提高，空调得到越来越多的应用，但是空调的普及使得空调能耗在生产和生活总能耗中所占的比重越来越大。空调系统能耗约占整个建筑能耗的35%以上，其中中央空调冷水和冷却

2、水系统能耗约占空调系统总能耗的30%。工程实践表明，导致中央空调系统电耗高的主要原因是由于目前我国大型建筑空调冷水系统多为定流量系统，且系统运行中普遍存在“大流量，小温差”的问题，由此造成冷水循环泵扬程过大、电耗过高。空调冷水一次泵变流量系统通过改变输送管网内的冷水流量满足用户负荷要求，可有效降低系统输送能耗，具有较大节能潜力，因此得到越来越广泛的应用。本文将就空调冷水一次泵变流量系统的设计要点进行探讨，以供同行在工程设计中参考。2空调冷水一次泵变流量系统的原理及组成2.1原理空调冷水一次泵变流量系统的工作原理：一方面是在负

3、荷侧通过调节电动两通调节阀的开度改变流经末端设备的冷水流量，以适应末端用户空调负荷的变化；另一方面是在冷源侧采用可变流量的冷水机组和变频调速冷水泵，使蒸发器侧流量随负荷侧流量的变化而改变，从而最大限度地降低冷水循环泵的能耗。同时，要确保通过冷水机组蒸发器的水流量在安全流量范围内变化，维持冷水机组的蒸发温度和蒸发压力相对稳定，保证冷水机组能效比相对变化不大。2.2组成空调冷水一次泵变流量系统的典型配置如图1所示。在冷源侧配置变频泵，每台冷水机组的进（出）水管上设置慢开慢关型隔断阀，冷水泵与冷水机组不必一一对应设置，且二者启停应

4、分开控制；在空调冷水总供回水管之间设置旁通管，旁通管上设置旁通控制阀（电动调节阀），当负荷侧冷水量小于单台冷水机组的许可最小流量时，旁通管上的电动调节阀打开，使流经冷水机组蒸发器的最小流量为负荷侧冷水量与旁通管流量之和，最小流量由流量计或压差传感器测得。另外，系统末端需安装电动两通调节阀。1—冷水机组2—变频调速冷水循环水泵3—电动隔断阀4—旁通控制阀5—电动两通调节阀6—末端空气处理装置7—止回阀图1空调冷水一次泵变流量系统举例3空调冷水一次泵变流量系统的优点及适用性3.1优点空调冷水一次泵变流量系统与传统的空调冷水一次泵

5、系统及二次泵系统相比较，具有以下优点：1、由于取消了二次泵系统中的二级泵与相应零配件、减振器、启动器、电线、控制器等，因而减少了空调冷水系统的机房面积及初投资。2、与一、二次泵系统相比，降低了系统中循环水泵的电耗。原因之一是由于一、二次泵系统中的一级泵通常是大流量低扬程，其固有的效率较低；而一次泵变流量系统中的一级泵均是大流量高扬程的水泵，其固有的效率要高于同等流量低扬程的水泵；原因之二是由于取消了二次泵系统中二级泵消耗在附加零配件与装置（阀门、除污器、变径管、集水器等）上的阻力损失。3、一、二次泵系统中的一级泵是定流量泵，

6、必须像冷水机组一样分级投入运行，而且其电耗是恒定不变的；而一次泵变流量系统中只配备变流量泵，能根据末端负荷的变化，通过改变水泵的转速调节负荷侧和冷水机组蒸发器侧的流量，最大限度地降低变频调速水泵的电耗。4、能够消除一次泵和二次泵系统的“低温差综合症”，使冷水机组高效运行。5、能够充分利用冷水机组的超额冷量，减少并联的冷水机组和冷却水泵的全年运行时间和能耗。3.2适用性目前，常用的空调冷水一次泵和二次泵及一次泵变流量三种系统适用于不同类别、规模及使用特点等的工程。通常，冷源侧定流量、负荷侧变流量的一次泵系统（见图2）,适用于水

7、温要求一致，且各区域管路压力损失相差不大的中小型工程；冷源侧和负荷侧分别设置一级泵和二级泵（变频泵）的二次泵变流量系统（见图3）适用于负荷侧系统较大、阻力较高的工程，且当各区域管路阻力相差悬殊（超过50KPa）或水温要求不同时，宜按区域分别设置二级泵；而对于冷源侧和负荷侧均变流量的一次泵（变频）变流量水系统（见图1），则适用于以下空调系统：1、全年空调冷负荷变化较大的空调系统；2、空调冷水供水温度可以允许轻微变化；3、工程初投资及回收期可接受；4、工程设计者对技术应用的把握到位，控制方案和运行管理可靠，用户（操作者）了解并能

8、熟练掌握等。尽管空调冷水一次泵变流量系统具有节能的优点，但是其旁通控制和冷水机组的分级启停控制较为复杂，因此在设计这种水系统形式时，一定要谨慎，必须准确理解和掌握其原理、组成及设计要点。1—分水器2—集水器3—冷水机组4—冷水循环泵5—止回阀6—压差控制器7—电动调节阀8—末端空气处理装置