变频二次泵系统设计和控制方法浅谈

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1、变频二次泵系统设计和控制方法浅谈摘要：本文介绍了空调变流量系统，讨论了二次泵空调水系统变流量调节的几种方法，并以其中的变频调速为重点，深人阐述了二次泵空调水系统变流量的调节与控制。关键词：变频二次泵；变流量；调节；控制方法为提高建筑物的经济效益，降低建筑物的能源消耗，应该一方面在建筑物空调系统的设计中注重采用节能方法，制定合理的运行管理措施；另一方面，利用现代控制技术，提高空调系统随建筑物负荷变化改变工况的实时性、可调性，从而达到节能的目的。1空调变流量水系统空调系统的节能问题是建筑物节能的一个重要的方面。空调水系统主要是由

2、冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、盘管（空气换热器）等组成的一个系统。为减少空调水系统的输送能耗，目前采用较多的是变流量水系统，目前变流量水系统主要有一次泵系统和二次泵系统（图1）。图1一次泵（a）和二次泵（b）变流量空调水系统1.1一次泵变流量空调水系统具有系统简单、操作方便、投资少的优点，因而在许多中小型空调工程中得到了应用，系统如图1（a）所示。该变流量水系统方案适应于供、回水压差变化不大的系统，此时水泵消耗的轴功率随水泵运行台数的增减而增减，但由于水泵运行台数与负荷要求不一定相匹配，所以是呈阶跃式变化的，只能实现部分节能

3、的目的。1.2二次泵变流量空调水系统系统如图1（b）所示。负荷侧和冷源侧分别设置水泵。冷源侧与制冷机相对应的水泵为定流量，一次泵与机组和旁通管构成的环路为一次环路：负荷侧末端设备、管路及旁气通管构成的环路为二次环路。在二次环路中可设置多台并联水泵，也可设置变速水泵。当负荷变化时，可通过改变二次泵的台数或转速来调节负荷侧二次环路的循环水量。从节约能耗考虑，它占有极大优势。由于目前生产的冷水机组多数采用的是要求通过蒸发器的水流量为恒定流量，相对于定流量系统而言，二次泵系统能够节约一定的能耗，并且次级环路对不同的的用户（压力、远近

4、不同）有较大的适应性。次级泵的台数可以大于制冷机的台数，这可以适宜建筑物负荷的变化，并且适宜空调系统的改、扩建，所以该系统目前采用的较多。2二次泵空调水系统变流量调节的几种方法目前对二次泵的控制方法主要有：台数控制、水泵转速调节两种方式。台数的调节是根据末端设备所需的实际冷（热）水量，调节水泵的开启台数，、实现节能；水泵转速调节则是根据建筑物实际冷（热）水量的需求，调节水泵转速，从而降低水泵功率，实现节能的目标。二次泵空调水系统变流量调节方法一般有以下几种：2.1用户末端装置盘管采用二通调节阀,根据室内负荷的变化,调节进人盘

5、管的水量,二次泵采用定流量泵。2.2用户末端装置盘管采用二通调节阀，根据用户侧供回水管压差控制多台并联二次泵，进行台数控制。2.3用户末端装置盘管采用二通调节阀，根据用户侧供回水管压差控制多台并联二次泵的转速，目前二次泵的转速调节方法采用的是变频调速，变频调速的调节方法即采用改变电机的转速来达到改变水泵性能的目的，本文重点讨论该种方法。3基于变频调速的二次泵空调水系统变流量调节3.1变频调速的含义变频调速的调节方法是通过变频器来改变电机的转速来达到改变水泵性能的目的。变频调速技术是一项成熟高效节能的新技术，将变频调速技术应用

6、到空调行业，使系统的调节手段更为先进高效，更为完善，从而使得转动设备的能量消耗能随着系统负荷变化而变化，在比较大的程度上消除了能量的浪费。变频调速目前主要用于二次泵变流量水系统。图2转速的调书特性3.2变频调速的控制方法图2为当理论流量为wl,实际所需要流量为WZ,用不同的控制方式的W—H曲线，其中Rl、RZ、Ro为管路系统性能曲线，nA、nB、n。、n0为不同转速时水泵的性能曲线。当采用改变管路系统性能的调节方法（节流调节）。当系统负荷减少时，系统的阻力增加，使冷水流量下降，水泵的工作点由1点变化到3点，使流量变为所需要的

7、流量WZ,但是此时水泵性能曲线并没有变化，转速仍然为n、，水泵的功耗并不变，并由于水泵的工作点偏离设计值，水泵效率有所下降，所以该方法达不到韦约水泵输送能耗的目的。如果使用变频调速装置，该方法是从不改变管路特性，而靠移动水泵工作点使之沿管路特性曲线移动，保持水泵在最高效率点运行这一方面去达到最大节能效果。水泵不同转速下的轴功率比和水泵的转速的三次方呈比例，当水泵的转速下降，水泵的工耗会显著的降低。当系统所需冷冻水量降低，水泵工作点自点1移到点2,是靠改变水泵转速n来实现的，即由转速n、变为nB,此时的工况点2的流量与节流调节

8、时所需流量相等，均为WZ,而水泵此时相应的转速有了降低，实现了节能，节约的能量与面积成正比。如当流量降低到额定值的75%时，水泵轴能耗己减至额定工况下的42%,由此可见变频调节水泵转速的节能效果非常明显。并且变频调速的范围和频率变化大，可实现无级调速、实现软启动（启制动能耗小），其可靠性高