一次泵变流量系统汇编

1、 Chiller Cooling Tower Water Pumps Annual Chiller Plant Energy Consumption 年冷冻机房能耗kwh 1970s 2000s 内容提要 一次泵蒸发器侧定定流量，用户侧变变流量 二次泵蒸发器侧定定流量，用户侧变变流量 一次泵蒸发器侧变变流量，用户侧变变流量 一次泵蒸发器侧定流量，用户侧变流量一次泵蒸发器侧定流量，用户侧变流量 末端二通调节阀与室温传感器 旁通管设压差旁通阀 加/减冷冻机， 供水温度 回水温度 DP 问题：主机部分负荷问题：主机部分负荷 VS 水泵满负荷，水泵耗能浪费！水泵满负荷，水泵耗能浪费！ 500 m3/h

2、 300 m3/h 200 m3/h 空调箱 两通 控制阀 变频器 压差传感器 冷水生产侧 冷水分配侧 旁通管 Chiller #2 Chiller #1 SUPPLYDEMAND 末端二通调节阀与室温传感器，闭环 旁通管，无压差旁通阀 加/减冷冻机， 供水温度，或旁通水流方向旁通水流量 旁通水流方向和水流量 问题：问题： 主机部分负荷主机部分负荷 VS 一次侧水泵满负荷一次侧水泵满负荷 二次泵二次泵-蒸发器侧定定流量，用户侧变变流量 二次泵二次泵蒸发器侧定定流量，用户侧变变流量 加加/减冷冻机，减冷冻机， 供水温度，或旁通水流方向供水温度，或旁通水流方向 当旁通水流量支援供水时，也就是旁通管

3、内的水 流方向是从回水侧流向供水侧，加机； 或，当供水温度大于设定值时，表明投入的主机 数量不够，加机 旁通水流方向和水流量旁通水流方向和水流量 当旁通管内的水流是从供水侧流向回水侧，并且 旁通水流量达到一台主机水流量的110%，减机； Minimal pressure drop in bypass pipe 负荷侧负荷侧 冷水生产侧冷水生产侧 负荷侧负荷侧 冷水生产侧冷水生产侧 三个环路：三个环路： 室温与末端两通阀室温与末端两通阀 末端最不利压差与水泵变频器末端最不利压差与水泵变频器 最小流量时：最小流量时： 蒸发侧流量或压差与旁通阀蒸发侧流量或压差与旁通阀 一次泵蒸发器侧变变流量，用户侧

4、变变流量 一次泵蒸发器侧变流量，用户侧变流量一次泵蒸发器侧变流量，用户侧变流量 DP 问题：主机部分负荷问题：主机部分负荷 VS 水泵满负荷，水泵耗能浪费！水泵满负荷，水泵耗能浪费！ 三个环路：三个环路： 室温与末端两通阀室温与末端两通阀 末端最不利压差与水泵变频器末端最不利压差与水泵变频器 最小流量时：最小流量时： 蒸发侧流量或压差与旁通阀蒸发侧流量或压差与旁通阀 FM VFD 300 m3/h 300 m3/h 二次泵系统二次泵系统一次泵变流量系统一次泵变流量系统 二次泵和一次变流量系统技术比较 一次泵1 机1泵无, 因此: 减小冷冻机房 减少管道、管线等 由二次侧阻力降二次侧阻力降选泵（

5、盘管、 控制阀、管道等） 最不利末端末端压差进行控制 二次侧节能 二次（输送）泵 全程阻力降全程阻力降选泵（蒸发器，盘管 、控制阀、管道等） 同左同左 全程节能 旁通管 没有阀门等阻碍物 设计为 最大大 单台冷冻机流量 压差旁通阀 设计为最小最小单台冷冻机的最小 允许流量（额定冷量差额 50%） 加/减载依据二次侧供水温度（旁通水流方向 ）/旁通水流量 电流量 流量测定旁通流量蒸发器流量（或蒸发器压差） 冷水机组性能保证冷水机组性能保证 CH530控制器的控制性能控制器的控制性能 自控系统设计自控系统设计 冷冻水一次泵变流量的可行性冷冻水一次泵变流量的可行性 UCP2 Feedback 7 C

6、? UCP 2 CH 530 CH 530 Feedback 7 C? Feedforward 机组变流量性能指标机组变流量性能指标 蒸发器允许的最低流量 可允许的流量变化率 可允许流量变化率可允许流量变化率 一次变流量系统中冷冻机选型的重要参数 冷冻机处理/应对流量变化的能力 定义为“每分钟相对设计流量的变化率” 可允许流量变化率越高越好 1台冷冻机开启到2台冷冻机开启引起的流量变化: 具有 2%/分钟可允许流量变化率的机组需要30分钟达到稳定 具有 10%/分钟可允许流量变化率的机组需要5分钟达到稳定 具有 30%/分钟可允许流量变化率的机组只要1.6分钟达到稳定 多机瞬时流量变化（增加一

7、台机组时）多机瞬时流量变化（增加一台机组时） 运行的冷冻机运行的冷冻机 台数台数 流量变化流量变化 150% 233% 325% 4 20% 517% *当隔离阀打开时时 % 流量变化率 = 1 (运行机组台数) / (运行机组台数 + 1) Capacity Control w/o Water Flow Compensation 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 0:00:000:10:000:20:000:30:000:40:000:50:00 Time (hour:min:sec) Water Temp degF -500.00 -300.00 -

8、100.00 100.00 300.00 500.00 700.00 900.00 1,100.00 1,300.00 1,500.00 Water Flow gpm Evaporator Water Flow Evap Entering Water Temp Evap Leaving Water Temp Chiller offChiller off Chiller on 50% Flow Reduction With Compensation Capacity Control with Water Flow Compensation 30 40 50 60 70 80 90 100 110

9、 120 130 0:00:000:10:000:20:000:30:000:40:000:50:00 Time (hour:min:sec) Water Temp degF -500.00 -300.00 -100.00 100.00 300.00 500.00 700.00 900.00 1,100.00 1,300.00 1,500.00 Water Flow gpm Evaporator Water Flow Evap Entering Water Temp Evap Leaving Water Temp 主机控制器的革命 节约初投资 水泵占用空间 水泵的配电线路 冷冻水管路 节约运行

10、费用 水泵耗电 一次泵蒸发器侧变变流量，用户侧变变流量 一次泵变流量系统的技术关键一次泵变流量系统的技术关键 冷冻机的最小流量限制 冷冻水泵的最低频率 旁通调节阀最低流量控制 高性能的自控系统 12C 1000 m3/h 7C 1000 m3/h 12C D DP 1 500 m3/h 2 500 m3/h 3 一次泵变一次泵变 流量系统流量系统 设计工况设计工况 12C7C 12C7C 12C7C T4 T3 T1 T2 7C 旁通阀 流量计 关闭 DDC 设定最小流量 远端压差 12C 700 m3/h 7C 700 m3/h 12C D DP 1 350 m3/h 2 350 m3/h

11、3 一次泵变一次泵变 流量系统流量系统 部分负荷工况部分负荷工况 12C7C 12C7C 12C7C T4 T3 T1 T2 7C 旁通阀 流量计 关闭 DDC 设定最小流量 远端压差 12C 100 m3/h 100 m3/h 9.5C D DP 1 2 200 m3/h 3 一次泵变一次泵变 流量系统流量系统 系统流量系统流量机组最大允许流量，系统设定温度TSS=机组设定温度TCS 压缩机运行电流RLA% 运行机组的工作电流相对额定电流的百分率90% 适用于出水温度精度要求高的场合 需要注意机组出力和运行电流不符合的情况 12C 600 m3/h 7C 600 m3/h 12C D DP

12、300 m3/h 1 300 m3/h 2 off 3 12C 7C TR1 TR2 TS2 TS1 7C 旁通阀 加机原理加机原理 关闭 流量计 设定最小流量 机组设定温度TCS DDC系统设定温度TSS CH530 机组设定温度机组设定温度TCS =系统设定温度系统设定温度TSS 60% RLA 7C 12C 60% RLA 以系统供水温以系统供水温 度度TS1为依据为依据 12C 470 m3/h 7C 470 m3/h 12C D DP 470 m3/h 1 off 2 off 3 7C TR1 TR2 TS2 TS1 7C 旁通阀 加机原理加机原理 关闭 流量计 压缩机运行电流压缩机

13、运行电流 RLA%90% CH530 DDCRLA%90% 压缩机运行电流 设定最小流量 95% RLA 以压缩机运行电以压缩机运行电 流流RLA为依据为依据 12C 减机的控制原理减机的控制原理 减一台冷冻机依据减一台冷冻机依据: 系统流量 (gpm) 系统负荷 (ton) 压缩机马达运行电流 (RLA) 1 )%RLA( % 运行机组台数 运行机组 设定 减机的逻辑判断减机的逻辑判断 举例 2台机组运行在 35% RLA 关闭一台机组后，剩余一台机组运行在 70% RLA 判断是否关闭一台机组? 12 35%35% 80% 70%?80%Yes 12C 360 m3/h 7C 360 m3

14、/h 12C D DP 180 m3/h 1 180 m3/h 2 off 3 12C TR1 TR2 TS2 TS1 7C 旁通阀 关闭 流量计 12C 7C 35% RLA 7C 35% RLA 减机原理减机原理 以运行电流以运行电流 为依据为依据 DDC CH530 CH530 CH530 Trane自动控制系统 1978年，Trane开发楼宇控制系统，侧重于空调系统 的控制；如冷水机房群控，空调区域控制 1993推出Tracer Summit，迄今已有超过10,000个工 程采用，包括各种类型工程，例如：工厂、写字楼、 宾馆、医院等 冷水机房群控系统可独立运行 Ethernet/ARC

15、NET LAN AH541 CH530 ZN521 MP581 BCU BCU 机房群控系统控制范围机房群控系统控制范围 机房群控系统功能机房群控系统功能 UC P2 UC P2 BAS BACnet Modbus FMS 机房运行安全性机房运行安全性 设备互为备用，自动切换 各设备自动轮循，平均运转时间，减少故障可能性 控制系统监测冷冻机的所有运行数据，实现故障提前 诊断 监测冷水机组所有数据并产生报表纪录监测冷水机组所有数据并产生报表纪录 减少管道上传感器、压差开关的安装减少管道上传感器、压差开关的安装 设备故障的预先处理设备故障的预先处理 供水温度的精确控制供水温度的精确控制 Trane

16、Trane监控系统与其他自控公司比较监控系统与其他自控公司比较 Trane 其他牌其他牌 使用使用 Windows (中文中文)操作系统操作系统 动态图形界面动态图形界面 在线参数设定，修改在线参数设定，修改 原厂服务（与冷水机组同一品牌）原厂服务（与冷水机组同一品牌） x 读取所有主机讯息读取所有主机讯息 x 冷水机组警报、故障原因详细显示）冷水机组警报、故障原因详细显示） x 原厂提供冷水机组最佳化管理软件原厂提供冷水机组最佳化管理软件 x 资料报告，追踪资料报告，追踪 带有可编程软件带有可编程软件 冷冻机的运行数据、报警资料、参数趋势在冷冻机的运行数据、报警资料、参数趋势在Trane电脑上显示，电脑上显示， 其它自控公司形似神不是其它自控公司形似神不是-无法读取冷冻机所有无法读取冷冻机所有数据，无法监控数据，无法监控冷冻机冷冻机 的运行的运行 上海华虹NEC冷水机房群控/BA接口 新芝电子（上海）有限公司冷水机房群控 上海惠浦(HP)计算机公司冷水机房群控/BA接口 上海朗讯(LucentLucent)电子有限公司 冷水机房群控/BA接口 上海贝尔阿尔卡特冷水机房群控 上海飞利浦(PhillipsPhillips)电子有限公司冷水机房群控 上海台积电 冷水机房群控 上海日月光 冷水机