第六章空调水系统节能运行及调节阀

1、第6章 空调水系统节能运行及 调节阀 主要知识点：主要知识点： 水泵变频 水系统变流量 调节阀 教学目标及要求 （1）掌握空调水系统水泵变频控制原理与 方法； （2）掌握空调水系统变流量的运行调控策 略； （3）掌握水系统调节阀的特征及使用要求； （4）了解空调水系统其他相关的节能运行 措施。 基本概念 水泵变频调速，压差控制与温差控制； 一次泵变流量系统，设备连锁、运行台数 控制； 二次泵变流量系统，次级泵、联合控制； 调节阀分类，调节阀流量特性，调节阀流 通能力。 6.1 空调水泵的变频控制 水泵变频控制原理 水泵变速控制方法 (1) 定压差控制：控制供、 回水干管压差保持恒定的控制方法称

2、为 定压差控制。供、 回水干管压差不变时水泵提供的扬程保持恒定， 故定压差控制又称为定扬程控制。此做法是：根据冷热水循环泵前后 的集水器和分水器的静压差，控制冷热水循环泵的转速，使此静压差 始终稳定在设定值附近。 (2) 定末端压差控制：控制末端(最不利)环路压差保持恒定的控制方 法称为末端压差控制。此做法是：根据空调水系统中处于最不利环路 中空调设备前后的静压差，控制冷热水循环泵的转速，使此静压差始 终稳定在设定值附近。 (3) 最小阻力控制：最小阻力控制是根据空调冷热水循环系统中各空 调设备的调节阀开度，控制冷热水循环泵的转速，使这些调解阀中至 少有一个处于全开状态的控制方法。 (4) 温

3、差控制：控制供、回水干管水温差保持恒定的控制方法，称为 温差控制。当负荷下降时，如流量保持不变，则回水温度下降，温差 相应变小，要保持温差不变，可通过控制温差控制器、变频器来降低 水泵转速，减少水流量，此时水泵能耗以转速三次方的关系递减。 不同控制方式下水泵运行工况 曲线 为采用定扬程控制 水力特性曲线，水泵工作 点扬程始终为 。曲线 为 采用定末端压差控制水力 特性曲线， 是末端环路 要求保持的压差， 时, 。 曲线 为采用最小阻力控 制水力特性曲线， 时， 。 曲线 是采用温差控制的 水力特性曲线，此曲线即 为空调水系统原有的管路 特性曲线， 时，管路系 统阻力 。 压差控制点 压差控制点

4、安装在远 离冷冻机房的最不利 环路上，虽然测点之 间的压差保持恒定， 但是最不利环路由于 分支系统开启状况不 同，其压差是变化的， 所以对整个空调水系 统来说压力是变化的， 水泵的扬程也是变化 的，因此能取得较好 的节能效果。 温差控制 如图6.3所示，其组成比较简单， 在实际应用中也比较容易做到。 有些设计人员担心采用温差控制 会影响某些场所空调系统的使用 效果，如餐厅、歌舞厅等，影响 这些场所室内冷负荷的主要因素 不是室外气象条件，而是室内人 数的多少。 这种情况可以采用一些控制策略， 如可以采用分时段控制或者在人 员较集中的场所设置温度传感器， 满足特殊场所的需要。 6.2 一次泵变流量

5、系统的运行调节 设备联锁 整个联锁起动程序为：水泵蝶阀冷水 机组； 停车时联锁程序相反。 压差控制 对于末端采用两通阀的空调水系统，冷冻 水供、回水总管之间必须设置压差控制装 置，通常它由旁通电动两通阀及压差控制 器组成（也可以直接采用水流压差开关）。 其连接时，接口应尽可能设于水系统中水 流较为稳定的管道上。 压差控制器(或压差传感器)的两端接管应 尽可能靠近旁通阀两端并也应设于水系统 中压力较稳定的地点，以减少水流量的波 动，提高控制的精确性。 设备运行台数控制 1回水温度控制 2冷量控制，基本原理是：测量用户侧供、 回水温度 、 及冷冻水流量 ，计算出实际需 冷量 ，由此可决定冷水机组的

6、运行台数。在 这种控制方式中，各传感器的设置位置是设计 中主要的考虑因素，位置不同，将会使测量和 控制误差出现明显的区别。目前通常有两种设 置方式：如图6.5中的各个位置，一种是把传 感器设于旁通阀的外侧(即用户侧)；另一种是 把位置定在旁通阀内侧(即冷源侧) 、 、 三 点。 6.3 二次泵冷冻水系统运行调节 在二次泵系统中，由 于连通管的作用，无 法通过测量回水温度 来决定冷水机组的运 行台数，因此，二次 泵系统台数控制必须 采用冷量控制的方式， 其传感器设置原则与 上述一次泵系统冷量 控制相类似 负荷控制 负荷控制的原理是在一次泵 的总供水干管上安装一个流 量检测器，在供回水干管上 各安

7、装一个温度检测器，通 过测得的供回水流量与温差 计算出需冷量。当计算出的 需冷量减少达到一台冷水机 组的容量时，停开一台冷水 机组；反之，当末端设备需 冷量增加值超过一台冷机的 容量时，增开一台冷水机组， 但此时与之对应的一次泵必 须正在运转，以保证蒸发器 的水量。 6.4 空调水系统的调节阀 调节阀属于空调自动控制系统中的一个执行部件调节阀属于空调自动控制系统中的一个执行部件 调节阀最大压差 阀门的流量特性 阀的流量特性指阀相对流量 与其相对开度 之间的关系， 这是阀门选择时的基本要求。阀的流量特性一般分为理想 流量特性和工作流量特性，后者即和使用条件有关，前者 则是在一种标准条件下所建立的

8、。 可调比定义为：阀门所能控制的最大流量与最小流量之比。 阀门的工作流量特性 理想特性为直线、等百分比、抛物线及快开型阀门各 自的工作流量特性，分别如图6.14图6.17中曲线 所 示(曲线 为该阀理想特性)。 实际工作条件下阀门的特性称为其工作流量特性。 调节阀流通能力 选择压差旁通阀的步骤 冷、热量调节阀 对冷、热盘管及水换热器这些设备的一个共同特点是相对冷(热)量 与相对水量 的变化通常不成线性关系，其非线性程度通过特征系数 表示出来，如图6.19所 示。 新风处理机组： 0.150.4； 循环风处理机组： 0.30 0.6； 一次回风机组： 0.25 0.45； 水一水热交换器： 0.3 0.6； 变风量空调机组： 0.4 0.7。 调节阀选择中常见问题 1) 小开度时阀性 能不佳