1、二級泵變流量系統(tǒng)設計實例探討作者：任照峰于文章來源：互聯(lián)網(wǎng)點擊數(shù)： 繇180更新時間：2006-3-11 11:29:59解壓縮密碼： HYPERLINK 本文結合某大學區(qū)域冷凍站工程設計實例，介紹了二級泵變流量系統(tǒng)的特點，分析了二級泵 變流量系統(tǒng)設計中需要注意的幾個問題（如負荷計算分析、設備選型、水泵設置、自控節(jié)能 等），最后給出了該工程設計實例中用到的二級泵變流量系統(tǒng)，并做了簡要分析。關鍵詞：二級泵變流量系統(tǒng)設計實例1引言目前，國內(nèi)普遍采用的空調(diào)水變流量系統(tǒng)主要有一次泵系統(tǒng)和二次泵系統(tǒng)，其簡單流 程圖如圖一、二所示。階沃藉統(tǒng)商國一-契滔 2-5.云 一-W W餌E-蘭冏曠一 3源愁偵、相一

2、節(jié)，戲,新齡作i- g江-洪心iT瓦取擋m-臬.抨1.1 一次泵系統(tǒng)。這種空調(diào)水系統(tǒng)靠在供回水干管之間設置旁通管來調(diào)節(jié)負荷側流量，使負荷側流量根據(jù)空調(diào)負荷的變化而變化，以達到節(jié)能的目的。在這種空調(diào)系統(tǒng)中，只設置 有一次冷水循環(huán)泵，定流量運行，仍然存在浪費能源的問題，因此該系統(tǒng)形式只適用于中小 型工程。1.2二次泵系統(tǒng)。這種空調(diào)水系統(tǒng)在冷源側設置一次冷水泵，定流量運行，保證冷水 機組蒸發(fā)器流量恒定；在負荷側設置二次冷水泵，分別滿足各供冷環(huán)路不同需求。因為二次 泵系統(tǒng)中負荷側的二次泵可以根據(jù)各供冷環(huán)路需要分別設置，并且可以變頻運行，所以適合 用于系統(tǒng)較大、阻力較高且各環(huán)路負荷特性或阻力相差懸殊的場

3、合，并且節(jié)能效果顯著。隨著我國節(jié)能政策的實施，變流量系統(tǒng)設計越來越多，下面就重點介紹一下二次泵變 流量系統(tǒng)的設計中做一些探討。2二次泵變流量系統(tǒng)設計要點；隨著二次泵變流量系統(tǒng)在國內(nèi)的應用實例越來越多，二次泵變流量系統(tǒng)的設計也越來 越受到重視，新頒布的采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范（2001版）（以下簡稱規(guī)范） 及該規(guī)范2002年送審稿就針對二次泵變流量系統(tǒng)的設計給出了一些原則性的要求。下面結 合某大學區(qū)域供冷站工程實例對二次泵變流量系統(tǒng)設計中需要注意的問題做一探討。2.1各供冷回路冷負荷計算、負荷變化曲線分析、循環(huán)阻力計算。在本工程中，需要由本供冷站提供冷源的單體建筑有三個，分別為圖文信息及行政辦

4、 公中心（冷負荷6600kW）、國際交流中心（冷負荷3300kW）、食堂及超市（冷負荷5400kW）。 圖文信息及行政辦公中心冷負荷的特點是：夏季最熱時，學校放暑假，其人員較少，負荷并 不處在最大值；學校放暑假前后，室外氣溫并不是很高，負荷并不處在設計計算最大負荷。 食堂及超市冷負荷的特點是有明顯的時間性，就餐時間負荷大，平時負荷很少，所以在一天當中變化比較劇烈。2.2主要設備-冷水機組選型冷水機組選型，主要從冷水機組臺數(shù)及冷水機組單臺負荷來確定。根據(jù)規(guī)范規(guī)定， 冷水機組臺數(shù)不宜小于兩臺；大型工程，制冷機臺數(shù)也不宜多于四臺。在本工程中，總冷負荷為15300kW，考慮到前述負荷變化規(guī)律，確定選定

5、4臺離心式冷 水機組，單臺冷水機組制冷量為1000USRT。因為所選離心式冷水機組每臺負荷調(diào)節(jié)范圍為 25-100%，總的負荷調(diào)節(jié)范圍為7-100%，完全可以滿足負荷變化要求，故沒有設置一臺較小 型的冷水機組。2.3 一次冷水泵設置根據(jù)規(guī)范新增規(guī)定，冷水機組與一次泵應一對一設置，即一次泵的臺數(shù)和數(shù)量應 與冷水機組的臺數(shù)及蒸發(fā)器的額定流量相對應。一次泵一般不要求設備用泵，但對于全年連 續(xù)運行的空調(diào)系統(tǒng)，可根據(jù)需要確定是否設置備用泵。一次冷水泵的揚程為一次管路、管件 阻力和冷水機組蒸發(fā)器阻力之和。需要注意的是，冷水機組產(chǎn)品樣本上提供的蒸發(fā)器阻力數(shù) 據(jù)為設備測試數(shù)據(jù)，實際運行一段時間后，考慮到蒸發(fā)器

6、水側結垢、堵塞等原因，蒸發(fā)器實 際阻力要比樣本上數(shù)據(jù)大一些。一次冷水泵的流量和揚程計算時，還應考慮5%-10%的裕量。在本工程中，冷源只在夏季使用，所以一次泵可以不設備用。由于冷水機組共四臺， 所以選用了四臺一次冷水泵。各臺冷水機組蒸發(fā)器流量為605m3/h，阻力為80kPa。經(jīng)過計 算，一次冷水泵的流量定為660m3/h，揚程定為16mH2O。2.4二次冷水泵設置二次冷水泵臺數(shù)應根據(jù)冷水泵大小、各并聯(lián)環(huán)路壓力損失的差異程度、使用條件和調(diào) 節(jié)要求通過技術經(jīng)濟比較確定。其流量根據(jù)所負擔供冷回路的冷負荷綜合最大值確定，其揚 程為二次管路、管件阻力和及末端設備之和。在計算二次泵的流量和揚程時，也附加

7、5-10% 的裕量。二次泵宜變頻運行。在本設計中，選用了四臺同型號的二次冷水泵，其中一臺作為備用。二次泵運行中， 始終保持一臺泵變頻運行，其余水泵工頻運行。經(jīng)過計算，二次冷水泵的流量定為880m3/h， 揚程定為32mH2O。在本工程中，因為制冷機房到用冷用戶的距離較長（管路單程500m）， 所以二次泵揚程較大。2.5系統(tǒng)流程設計系統(tǒng)流程中，比較重要的一個問題是水泵和冷水機組的連接順序問題，一種接法（傳 統(tǒng)接法）是各路空調(diào)回水一 集水器一 過濾器一 一次泵一 冷水機組一 連通管一各供冷回 路二次泵一各供冷回路空調(diào)供水。冷媒水流程為：外網(wǎng)回水一集水器一過濾器一冷水機組一一次泵一連通管 二次泵一分

8、水器一外網(wǎng)供水。在連通管和分集水器之間設置了旁通管。本工程實例流程圖如圖三所示。1-冷水機組衛(wèi)-換熱器冷卻增4-茂滎5-二茂京G冷卻滎7-分水9-軟水器E-軟化水箱L1-落地膨脹水箱12-電子水處理儀2.6旁通管設計計算為了保證在負荷側流量變化的同時，通過冷水機組蒸發(fā)器的流量不發(fā)生變化，需要在 一次泵后的連通管與集水器之間設置旁通管。該旁通管可能流量變化范圍為0單臺冷水機 組蒸發(fā)器流量。旁通管的管徑通常按下述原則設定：旁通管長為管徑10倍。2.7補水系統(tǒng)根據(jù)新規(guī)范精神，系統(tǒng)泄漏量按系統(tǒng)水容量的1%選取，正常補水量按系統(tǒng)泄漏量的兩 倍計算，補水泵流量按25倍正常補水量計算。膨脹罐調(diào)節(jié)水量按補水泵

9、3min補水量計算， 補水管上分別設電磁閥、安全閥，并用管道接到軟化水箱。2.8自動控制2.8.1冷水機組臺數(shù)控制冷水機組的臺數(shù)控制應采用冷量控制方式，才能實現(xiàn)其節(jié)能的優(yōu)點。具體作法是，自 動監(jiān)測流量、溫度等參數(shù)，計算出冷量，自動發(fā)出信號，人工手動操作主機的啟停。當自動 化程度要求極高，控制設備及系統(tǒng)設備非常可靠的情況下，也可考慮采用主機自動啟停。流 量及溫度的傳感器應設置在負荷側供回水總管上。本工程采用的控制方法是：在總回水管上設流量傳感器，在總供回水管上分別設置溫 度傳感器，其信號傳到控制器，進行計算分析。若現(xiàn)狀態(tài)需要開啟或關閉一臺冷水機組，則 自動發(fā)出信號，由操作人員根據(jù)情況確定是否開啟

10、冷水機組。2.8.2二次泵變頻控制、臺數(shù)控制二次泵的控制在規(guī)范中有一定規(guī)定：“末端采用變流量控制時，一二次泵運行臺 數(shù)的控制，應根據(jù)系統(tǒng)的水力工況、熱力工況及水泵的運行特性，采用壓差控制、流量控制、 和負荷控制”。壓差控制是比較常用的一種方法，其中有兩種情況：一種是利用分集水器之 間壓差，一種是利用最不利點末端壓差。在本工程中，采用的是檢測分集水器之間壓差的壓差控制法。當分集水器之間壓差大 于設定值時，通過變頻器減小其中一臺二次泵流量，若該二次泵已經(jīng)達到其最小流量，則關 閉該泵，對另一臺二次泵進行變頻調(diào)節(jié)；當分集水器之間壓差小于設定值時，通過變頻器增 大其中一臺二次泵流量，若該二次泵已經(jīng)達到其最大流量，則將該泵轉為工頻運行，啟動另 一臺二次泵，并對其進行變頻調(diào)節(jié)。3結語從2002年全國年會反映出水系統(tǒng)設計中出現(xiàn)的一些問題：工程設計中，只有少量工程 采用了變流量系統(tǒng)，大多數(shù)采用了陳舊的定流量系統(tǒng)；不考慮水系統(tǒng)大小及阻力差異，大多 采用單級泵系統(tǒng)。所有這些大大增加了水泵運行電耗，