第六章课件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为定压差控制。供、 回水干管压差不变时水泵提供的

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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。

7、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。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： 0.300.6；一次回风机组： 0.250.45；水一水热交换器： 0.30.6；变风量空调机组： 0.40.7。调节阀选择中常见问题1) 小开度时阀性