[电脑基础知识]07- 冷冻水系统的配置和特点.ppt

冷冻水系统培训 冷冻水系统的配置和特点 Johnson Controls 学习和发展部 2007年11月2630日，Shanghai 1 培训内容 一次泵/二次泵系统 系统形式 特点 设计注意事项 运行原理 常见问题 一次泵变流量系统 系统形式 系统运行 特点和优点 设计难点和注意事项 2 一次泵/二次泵系统 系统形式 系统特点 设计注意事项 运行原理 常见问题 一次泵/二次泵系统 3 二次泵： 管路用水泵 分配冷冻水 克服管路分配系统压力降 一次泵/二次泵系统系统形式 一次泵： 制冷机用水泵 生产 冷冻水 只需要克服制冷机压 力降 4 制冷机侧水泵的作用是使冷冻水从回水点（A点）流经制 冷机，到达送水点（B点）。 制冷机侧冷冻水生产环路 一次泵/二次泵系统系统形式 冷冻水生产环路 5 二次泵 每个负荷端配备独 立水泵 三次泵 一般用于大型系统或负荷端供回水温 差有不同要求的情况 一次泵/二次泵系统系统形式 冷冻水分配环路 6 旁通管功能 水力隔离 制冷机泵 分配水泵 Future Chiller Chiller No. 1 负荷端水泵 旁通管也可置于此处 从左向右 三次环路 一次泵/二次泵系统系统形式 三次泵环路 7 系统灵活 安全性、可靠性高 对大型系统而言，经济能效更高 (区域供冷) 系统改造、合并或扩展时，经济性更好 解耦（冷冻水生产和分配）系统形式的优点 一次泵/二次泵系统系统特点 8 旁通解耦管尺寸的选择 根据系统最大的一次水泵流量来确定尺寸。该流量可能高 于最大制冷机的设计流量 (在设计时可能会选择较大的水泵) 压力降不能超过1.5 feet 注意: 随着旁通解耦管压降的升高，一次泵和二次泵的运行 关系会越来越接近串联系统。 一次泵/二次泵系统设计注意事项 9 由于一次泵、二次泵不可能完全解耦，因此旁通解耦管多少还 存在些压差。 设计时应尽量避免在解耦旁通管上产生不必要的压降。 旁通解耦管上有时会安装止回阀以防止旁通水在管中发生逆流 。此时旁通解耦管上的压降主要由止回阀造成。 一次泵/二次泵系统设计注意事项 旁通解耦管尺寸的选择 10 一次流量 Vs 二次流量 二次流量 取决于建筑物的负荷 需求。 一次流量 必须满足或超过二次 流量的需求。 注意: 一旦一次流量低于二次流量, 温度较高的回水就会反向流经旁 通解耦管，并与供水参混后送入建筑负荷端，这意味着实际 的送水温度将超过设计值。 一次泵/二次泵系统 运行原理 11 冷冻水生产侧 制冷机在定流量下独立运行 一次泵 Chiller No. 1 Chiller No. 2 末端负荷 变速二次泵 T T 制冷机温度控制 流量计 流量过剩流量不足 冷冻水分配侧 根据负荷变化调节流量 一次泵/二次泵系统 运行原理 12 Chiller No. 1 Chiller No. 2 T T 流量过剩流量不足 旁通解耦管可以自动适应流量过剩或流量不足的情况。 当旁通管内过剩的流量超过一次单台水泵流量时，停止一台 一次泵。 当流量不足的情况达到预先设定值后，开启一台一次泵。 一次泵/二次泵系统 运行原理 13 二次分配泵 负荷端泵 旁通解耦管也可置于此处 制冷机用一次泵 备用机组 优先运行的制冷机 机组 No. 1 从左至右 三次环路 冷冻水生产和分配回路的解耦 旁通管功能 水力隔离 14 冷冻水生产和分配回路的解耦 15 旁通解耦管的位置 旁通解耦管的位置会对制冷机组的负荷造成影响。 旁通管安装在机组和负荷端 之间时，即使在部分负荷时 ，所有制冷机的回水温度也 都相同。 一次泵/二次泵系统 旁通解耦管的位置 16 旁通解耦管 例子 一号制冷机为变频控制 (部分负荷运行) 二号制冷机为无变频 (满负荷运行) 54F 44F 54F 49F 50% 100% Off Back Loading Pump 一次泵/二次泵系统 旁通解耦管的位置 负荷后置（Back Loading） 17 冷冻水分配系统基本原理 冷冻水流量根据负荷变化， 冷冻水回水温度保持/接近设计 温度值。 称为 “温差过低” 问题 BA 回水温度过低会造成不利影响。 一次泵/二次泵系统 18 造成 “温差过低” 现象的原因： 使用了三通阀而不是两通阀。 空气处理设备的设定点低于设计值 系统设备没有按照相同的设计温度进行设计 盘管或阀门选型不当 三次管路安装不合理 盘管太脏 空气侧经济器和新风装置 冷冻水温度重置 在旁通解耦管上安装止回阀不能解决上述问题。 一次泵/二次泵系统 19 一次泵变流量系统 系统形式 系统运行 特点和优点 设计难点和注意事项 一次泵变流量系统 20 一次泵变 流量系统 一次泵 流量计 旁通阀 自动调节阀 二次泵 一次泵 通常使用 两通阀 一次泵/二次 泵系统 系统结构- 一次泵变流量系统 Vs 一次泵/二次泵系统 通常使用 两通阀 21 什么是一次泵变流量系统? 省掉一次泵/二次泵系统中的定流量泵 流量变化发生在制冷机水泵处 此系统的一些特点和一次泵/二次泵系统相似 控制阀用于保证最小流量 与带有旁通的定流量系统相同 22 控制阀用于保证最小流量 每台制冷机 配置一台泵 一次泵变流量系统的构造 23 一次泵变流量系统与 一次泵/二次泵系统 的主要差别 一次泵变流量系 统 一次泵/二次泵系统 泵 一次泵采用变速泵一次系统采用定流量泵 二次泵采用变速泵 变流量 制冷机& 冷冻水分配系 统 冷冻水分配系统 制冷机负荷 控制 与冷冻水流量控制相互 独立 制冷机和一次泵联动 旁通管 使用调节阀，保证旁通 水量达到最小。 用于平衡一次和二次水路 环路 控制要求复杂 简便 24 一次泵变流量系统的运行 一级泵 流量计 通常采用 两通阀 自动调节阀 旁通 25 一次泵变流量系统的运行 设计工况 56.0 F 56.0 F 44.0 F 44.0 F 44.0 F 1000 GPM 3000 GPM 56.0 F 3000 GPM 44.0 F 自动调节阀 旁通关闭 500 冷吨制冷机 每台 1000 GPM 56.0-44.0F 56.0 F 一次泵100 % 系统负荷 26 一次泵变流量系统的运行部分负荷工况 56.0 F 44.0F 750 GPM/台 2250 GPM 56.0 F 2250 GPM 44.0 F 自动调节阀 旁通关闭 75% 系统负荷 一次泵 56.0 F 56.0 F 44.0F 44.0F 27 50.0 F 44.0F 一次泵 400 GPM (一台泵运行) 400 GPM 50.0 F 200 GPM 44.0 F 自动调节阀 旁通调节开 启 系统流量低于 单台制冷机最小流量 停机 关闭 关闭 200 GPM 44.0 200 GPM 56.0 F 流量计 一次泵变流量系统的运行部分负荷工况 停机 28 一次泵变流量系统的优点 低成本 减少了一组水泵、配套电机以及相应的附属设备：防 震装置、启动器、电线和控制装置等。 管路减少并且所需的旁通管尺寸更小 占地小 占地面积小 更多的活动空间 操作其他设备方便 泵的耗能低 设计能耗减少 可靠性高 较少的机械设备 每台泵可以为任何一台制冷机服务 29 优点 初投资小 (不用二次泵) 占地面积小 更小的电机 更低的运行成本 Chiller No. 1 Chiller No. 2 VFD 驱动因素 VSD 的成本越来越低 现代机组控制的快速发展 一次泵变流量系统的优点 30 一次泵变流量系统的设计难点 冷冻水流量控制 在制冷机组启/停机阶段，降低流经制冷机（运行中 ）的冷冻水流量变化。 例如，流经制冷机的冷冻水流量 率：每分钟变化设计流量的10%-30%。 制冷机启动控制 当准备启动一台制冷机时，其它运行中的制冷机必 须暂时卸载。当打开一台制冷机的冷冻水阀时，流经其 它运行中的制冷机的冷冻水量会降低。 旁通控制 在低负荷情况下，确保流经单台制冷机的流量满足 制冷机的最低流量需求。 31 蒸发器流量限制 配有标准铜管的满液式蒸发器, 最小流速为 3英尺/ 秒 设计时压降过高意味着高流速和高摩损 由于机组很少在满负荷工况运行，因此这通常是 可行的方法。 不希望压差过高 与生产厂家核实孔板/节流装置的设计，以及制冷 机低压头时的运行性能。约克采用可变节流孔板 来提高机组低压头时的运行性能。 一次泵变流量系统的设计注意事项 32 相关事项 换热量的变化可能会导致制冷机冻结 流量计用于检测流动速度 (3-12 fps) 旁通控制和制冷机启动控制较复杂 适用于配有三台以上制冷机的机房 ( 具有较高的基础负荷） Chiller No. 1 流量计 变化速率 10-30% 设计流量 / 分 压差 传感器 Chiller No. 2 VFD VFD P 旁通 其他设计注意事项 33 制冷机控制很重要 蒸发器流量测量 其他设计注意事项 34 旁通管的安装位置 无论系统是变流量还是定流量系统，都需要旁通管。 在定流量系统中（一次泵/二次泵系统），旁通解耦管旁通 部分来自一次泵的过量流量。 在一次泵变流量系统中, 旁通管可以确保制冷机组在其最 小允许流量下运行。 其他设计注意事项 35 其他设计注意事项 每台制冷机配有各自的泵 来控制保证最小流量要求 36 旁通位置: 3 个最常见的位置 1. 旁通管安装在解耦系统（一次泵/二次泵系统）中旁通解 耦管相同的位置。 2. 在一些盘管中使用三通阀，这样