一次泵变流量系统节能探讨

  仪器信息网 ·  2007-06-20 21:40  ·  17549 次点击
引言
随着世界能源的日益短缺,各国普遍重视节能。我国更是把电机系统节能列为重中之重。近年随着高层宾馆、写字楼、高级住宅和大型商场的纷纷建设及投入运行,中央空调系统变得日益普及,同时高额的空调运行费用更是成为开发商、物业管理及业主们日益关注的问题。空调系统节能设计亦成为政府管理部门、科研部门、开发商、设计单位、管理公司关注的重点,各种节能设计方法和节能产品不断的出现和被应用。其中一次泵变流量系统尤其被多数业内人士关注,且一直存在争议。一次泵变流量系统的英文为Variable-Primary-FlowSystem(简称VPF)。其理论被提出的时间并不长。近些年来随着空调DDC控制技术的迅速发展,冷冻机组技术性能的不断提高,一次泵变流量系统技术已逐渐被应用于空调设计实践中,同时在应用中也逐渐暴露了一泵变流量系统的一些问题。
本文就是想专门讨论一下空调一次泵变流量系统节能的可行性,理论依据以及设计中需要注意的问题。
一、空调水系统发展过程介绍
回顾我国中央空调水系统的发展历史,经历了很多个阶段,主要有6个阶段:
开放式定转速一次泵系统
负荷侧采用三通阀的定流量一次泵系统
负荷侧采用二通阀的定转速变流量一次泵系统
定流量一次泵/台数控制的变流量二次泵系统
定流量一次泵/变频控制的变流量二次泵系统
变流量一次泵系统
中央空调水系统发展是伴随着空调新技术的出现,也是随着业内人士对于空调系统设计不断提出的高可靠性、稳性性、舒适行,以及低能耗的要求而发展的。当然很多技术及设计思路是参考了国外空调先进设计理念和方法,消化以及吸收并应用于国内设计项目。
(一)、一次泵变流量系统介绍及优缺点分析
目前在讨论及一次泵变流量水系统的优缺点时,一般均是与传统的定流量一次泵/变流量二次泵系统相比较。其公认的优点有:
1、降低了空调冷冻水系统的初投资费用;
由于一次泵变流量系统取消了二次水泵及其相应配件,如减振器,阀门,电力输配线,控制箱等,可节省一大笔初期投资;但是一次泵变流量系统需要的变频调速驱动器的初期投入也较高,相比之下初投资所节省费用上优势则不显著了。
2、降低了系统中水泵组电机的电力需求;
由于一次泵变流量系统取消了二次水泵,因此原有消耗在二次泵附加配件与装置(截止阀,除污器,变径,止回阀等)上的阻力损失将不存在;另外由于一次/二次泵水系统中的一次泵通常是大流量低压头,其效率比较低,而一次泵变流量系统中一次水泵均是大流量高扬程的水泵,其效率一般均高于同等流量低扬程的水泵。
3、降低了系统对冷冻机房占用空间要求;
由于一次泵变流量系统取消了二次水泵组,因而节省了机房的建筑面积。
4、降低了系统中水泵组的全年能耗费用;
由于一次泵变流量系统中一次泵可以根据负荷情况变频运行,而采用一次/二次泵系统时,在一次环路中的水泵电耗对于每一冷水机组分级都是恒定不变的,同时一次泵必须像冷水机组那样分级投入运行。另外变流量一次泵水系统中水泵组的满负荷电力需求低于定流量一次泵/变流量二次泵系统的电力需求。
(二)尽管一次泵变流量水系统的优点很多、节能优势很大,但一次泵变流量水系统也存在一些缺点或控制方面的难点:
1、旁通控制问题;
在一次泵变流量水系统中为了保证冷水机组最小流量的要求,需要设置系统旁通管路和旁通阀,旁通阀的控制可以根据压差或者流量参数进行控制。无论采用何种方式来控制旁通阀,均存在控制元件的准确性和反应滞后的问题。因此需要保持定期标定校正,其设定值也需要在系统实际运行期间根据运行情况进行不断调整和修订。这样可能能还不能足以应付来自负荷侧流量的突然变化。一旦旁通阀或者其控制系统出现问题,可能引起冷水机组令人讨厌的故障性停机,一般需要人工手动恢复。但是如果运行人员不能让该冷水机组手动恢复运行,那末这整个机房就只能停止运行等待维修了。

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