二次泵系统与一次泵变流量系统优缺点、设计要点及控制逻辑

1、实用标准文档一次泵变流量系统(VPF)1、 控制方式冰机控制负荷测定：蒸发器的流量和温差冷量调节：与活塞机组的介跃调节不一样，离心冷水机组的控制是根据实际需求负荷的大小来控制压缩 机的运行状态，最终通过改变导叶开度的大小来控制。改变导叶开度的大小，可调节制冷剂循环流量，控制蒸发温度，调节制冷量，最终达到加载、卸载,控制出水温度的目的。这种调节可实 现无级连续调节，可精确调节到负荷要求，精密控制出水温度。模糊逻辑根据温度误差(与设定 值的偏差)和变化速度求出所需的加载/卸载量，从而将冷水温度控制在设定的范围内。导叶 电机根据420mA 的电流输入信号，每0. 3 %地增加或减小导叶的开启度 ,这

2、样的调节足以 保证经导叶调节后流量的连续性，实现无级调节。加载时，导叶开启度增大；卸载时导叶开度减 小。高精度的导叶连续调节可精确控制水温在土0. 3 C以内。见图2。控制系统根据温度偏差值和温度变化速度来确定是否需要加载、卸载或保持容量不变。见表 1。及I:加裁，卸载和保持判断发与设定值的储差负零1E冷水温度变化 速度负卸找卸载保，零卸载保持.加载正保抨加莪加技在接近系统的安全阈值时，会进行加载或卸载限制。图 3示出了出水温度控制的循环。文案大全实用标准文档图3:山水温度控制循环图“一一”代表系统控制“一-”代表控制系统实施操作后有可能引起的现象如图3所示，系统控制和实施控制操作后而需要的进

3、一步控制形成封闭循环。控制操作的实施最终通过导叶开并增大或减小来完成。控制系统经过综合使导叶维持在某一开启度进行制冷或达到安全限而关机。例如机组刚开机过程的加载过程 ，在电流限制的同时导叶由小逐渐开大 ，冷水温度不断下降，达到制冷的目的。当机组达到负荷后，出水温度已达到或低于设定点的温度 ，这时进行卸载过程,导叶逐渐关小，出水温度基本维持不变，电流逐渐减小，最终维持在部分负荷运行。 如果负荷 过低，使机组导叶关小到某一值时，排气温度达到保护限，控制导叶不能继续关小（或导叶已关 到最小），则导叶维持该状态运行，出水温度将进一步下降，当下降到低于出水温度设定点 3 C 以下时，则机组由控制系统控制

4、进行安全关机。或进入再循环运行模式控制。冰机加减机：加机（4种方式？）：.冷冻水系统供水温度 Tsi高于系统设定温度 Tss并持续一段时间文案大全实用标准文档.压缩机运行电流百分比（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）.计算负载.如运转中主机已达最大流量，则须加开一台主机（发生机率不高）。减机:1.依压缩机电流百分比（殳定%RL砥行机组）运行机组台数1）. flow* 4.系统流量如图2.1.1所示，三台冷冻机，每台僦定流量为进出水温度设定为7C/12 V-尚负荷上升时，水泵跟踪末端负荷，加大转速,增加流量:.使系统供水温度I 升到超过设定值7C,则持续一段

5、时间.另一台冷冻机被加上去，可以看出, 当加机制只存一、台机组运行时 机组蒸发霹流量会增加到1.25Q,大于机细额定流 最G,，可见水泵和机组的控制是分开的.当另一台机组加上去后，答自承担50% 的流疝.加机的另一抑控制方法是，通过机房通用控制器获得压缩机运行电流与额定电 流之比1先，把，%和设定值进行比较，一般设定值为90%.当大于设定值，并且持 续一段时间，则另一台机组会投入使用.减机控制以压缩机电流为根据，格每台机组运行电流百分比7%的和除以运行 机组台数减一，如果得到的商小于设定值4%（90%）,则关一台机组.按以下公式 计为V/%丹7例12台机蛆运行，压缩机电流为额定电流的40%则

6、年理匚M90%2-1在这种情况下关闭一台机烟.加减机逻辑：冷冻站管理器将监测供回水总管的温度，同时监测冷机的负荷。当水系统的计算冷负荷达到运行冷机额定制冷量的80% （可调），并持续20分钟（可调），文案大全实用标准文档则冷冻站管理器将增开站房内下一个可用的运行时间最短的制冷单元。当水系统的冷负荷低于运行冷机的总名义额定制冷量的20% ,并持续20分钟（可调），冷冻站管理器将根据启动顺序或者运行时间，选择关闭适当的制冷单元。现有配置会监视系统内末端机电设备的运行、故障等状态，从而对制冷单元的启用选择和制冷单元之间故障切换有实时准确的判断。水泵控制水泵控制依据：压差为主（用户侧压差控制，最好是最

7、不利处用户，各回路都是并联，有区别吗），温差为辅的空调冷冻水控制。（应该是压差控制或温差控制？）水系统采取温差控制.水泵调节处主动状态.负荷的变化反映到供回水温充， 引起温差的变化F水泵侧根据温差调节转速，改变流最，而压笔控制的系统，用户 根据负荷调节水用户的调节反映到IE差上.水泵再根据K差调节水最，水泵处 在被动状态。冷水变流最采取定温差控制和最不*1闻乐差控制，其节能效果不同，后者存忤 电动二通阀的节流作用，会引起整个系统管路特性断线发生变化.节能效果比前者 主.虽然整个系统变水量程度相等，由于调节的是不同的用户，最不利端压差控制 的节能效果也会不同，节能率很难确定.通过安装在冷冻水管供

8、回水压差传感器测量供回水之间的压差，与设定压差比较，采用PID运算策略，调节冷冻水泵转速满足系统流量 ：水泵加减台数方案：目前，确定泵组运行台数的一般原则为台数最少原则，即单台泵可以满足使用需求，则不使用多台泵；在多台泵并联的泵组系统中， 两台泵可以满足使用需求， 则不使用三台泵， 以此类推。传统的加减载模式为当运行中的泵组 均升至最大频率时，则将泵的数量加载一台； 运行中的泵组 均降至（设定）最小频率时，则将泵的数量减载一台 。在加载或减载泵时，加 载泵的频率由零开始逐渐增加， 其他泵的频率由最大频率逐渐减小， 直至所有泵的频率达到 最优运行频率为止； 减载泵时，剩余泵的频率由最小频率逐渐上

9、升， 直至所有泵的频率达到 最优运行频率为止。文案大全实用标准文档在实际应用中，即使有的并联泵组运行台数的确定不遵从台数最少原则，也多与其它相关设备开启的台数相关联。比如中央空调冷冻水系统，开启冷水机组的台数与开启水泵的台数相同，这种由机组数决定水泵数的被动模式不能保证泵组的效率最高，因此不是最优方法。现有技术中变频泵组台数的确定方法一般效率低，耗能高，无法满足目前节能减排的需求。另外，传统模式下的变频泵组在加载和减载时，与正常变速控制逻辑（即泵组正常工作下满足压差、流量或温度等需求的控制逻辑）衔接困难，泵组频率的震荡幅度大，工作点的确定耗时长，一般需要5分钟甚至更长时间，严重影响泵组的使用性

10、能、可靠性以及寿命， 同时降低泵组的工作效率。旁通阀控制回水总管流量控制或冰机前后压差控制2、一次泵变流量系统应用中需注意的问题：冷水机组的流量变化范围为防止蒸发器结冰、水流由湍流变为层流、水流 对铜管的冲蚀，一次水流量必须在一定范围内。因此需要选择最小流量尽可能低的冷水机组。蒸发器最小流量由蒸发器的类型、回程以及管束尺寸决定。通常机组效率越高，机组蒸发器流量变化的范围就越窄。目前离心机的最小流量一般都能达到设计流量的30 %左右。冷水机组最小允许水流量：一般要小于设计流量的 50%。（目前离心机最小允许流量可以达到设计流量的 30% ,本项目离心机是多少？本项目没有相关参数，据了解约克和特灵

11、的最小允许流量可以达到设计流量的30% ）文案大全实用标准文档冷水机组的允许冷水流量变化率由于蒸发器中水流量的较快变化能引起控制不稳定和压缩机的回液与停机，应尽量选择可允许流量变化率值高的机组。在一般的一次泵变流量系统中，允许流量变化率应取25 %-30 %,这意味着加载一台7水机组后（假定流量变化50%）,大约1. 5min系统就可以稳定运行。冷水机组能承受的水流量变化率，即每分钟的水流的改变量，% full flow/min : 一般推荐2530% 。（目前各生产厂商推荐的流量变化率差异较大，每分钟 2%-30 %不等，本项目离心 机是多少？本项目没有相关参数，据了解约克和特灵的最大流量变

12、化率可以达到50% ）注意水系统流量的测量与旁通控制供回水干管上加设一旁通调节阀，该阀是保证冷水机组蒸发器侧的流量不低于其最小流量要求，确保冷水机组的正常运行。阀的调节是依据检测的流量信号而进行，因而对流量的检测必须准确。一般选择测量精度较高的电磁流量计为宜，同时应注意定期标定、校正；此外，阀的调节需快速，为满足流量与阀门的开度成线性关系以及考虑到阀门的实际流量特性，选择等百分比特性的调节阀为宜。注意系统周转时间。一般情况下冷水机组厂家会提供一系统周转时间，设计时应对整个水系统周转时间进行计算，校核是否大于厂家所给的值。若系统周转 时间长，说明该系统利于机组控制的稳定，否则.需 采取改 善措施

13、。文案大全实用标准文档精确的控制系统3、系统优缺点特点：.与二次泵系统关键区别是旁通管的作用改变（二次：调节供回水压差；一次：保证机组的最小流量）.冷冻水流量的控制和冷量的控制是分开独立的.流量计和控制系统是必不可少的优点：1节能2降低初投资3减少机房面积缺点与问题（设计与运行中的问题）:1系统实施、调试增加难度2蒸发器水流量突然变化加机的时候容易出现问题3使用同型号同压力降的机组时，系统运行会比较好4需要更加复杂的控制系统5需要同时控制机组的负荷调节和水量调节阀文案大全实用标准文档6更加复杂的旁通控制7冷水机组分级启停控制复杂8可能出现的故障9事用控制器。（配合第能）10需精碓的PID控制1

14、1需要更精型的控制系统及第冰水主檄、控制及 pump序控制。12更辰的W。13完整的教育制|穗。一次定流量二次变流量系统1、控制方式二次泵系统的负荷调节3二次泵系统的负荷调节二次泵貂充是一人型水量系统，通量改变循环水量实现对用户的负荷调弓口常见隹变水量清中方法 有台哪I节和变速调节两种.3J台数调节传统一次泵系统的占数证节较多采用差JE豆制,二次至系统的台数倜节三要奚用流量控叔.在控制 精或较高的场合多采用负荷控制，差E控制悬.利月木至并联特性曲线，设定一个供回水压力的波动小I, W负荷变化引起管网疣量改 变时，供回水压力也随之板硝，当超过设定上限值时熠泵,当低于设定下限值时该泵。文案大全实用

15、标准文档流量将制曷根据精管内水流学k向和大，柠电水泵帅羽对宓冷机的开停电当用户向荷下制,二海音.量减少时，一次流量过利，桥管内冷水自哄不笳向曲卜当流量大于单泵流量UW9寸, 关闭一台件机及相叵水泵工当用户而增加，一次流量出则不足.桥管内冷水逆向流动.当相量大于单泵流量时.开启一台水泉及相应的冷机4提前升启挎利。目的是为避免二次供水温度出,现抚大敬动詈垢，”Itt 7图4风机盘管制冷量与病量关系图4为空调系垸常见末端登爵憾机盘詈的制冷量与滁量的关系图【二 由十末靠设备四恃性具有三没性 特点口可喝，当流堇需求赃一台水泵时，涓噫、味着用户负荷也减至一台苻机容篁.因此，在控制要求较 高茁场合应采用飞荷

16、控制。依常控制是诵的筋测T恻或叵水管一的涌羊和泞漫计算得电露令量.当需冷 量降至相当于一台裱机的容量日，:停一台水泵及相应的冷机,辕之流f控制，负荷控制可荀斓决水力、然 力工况不胡调的问题口】“3.2变速第T二状泵搠蔓克强的除力包括管卧篇管、平衡阀用/制阀等，在定建空水重系统也当浣学试少时 管网、金管及平锚阀的压力降也用沙，但惆环泵技程不仅没有阐E曳而还有所画加，二看之闾的差值就 必须由控制阀f 一通冏未贞拒，见图0囚比，定速登水星系统的节能效具并不叼显，在极低负荷时.控出闷会因住差过大失拧，件过量冷7场衬完香一图5定速变水量系统笠匕扃上的.E差变化文案大全实用标准文档某用水号速调节可以克服上

17、述跳鼐.当负有猫少附I通过放生水泵转速使扬程和济.量温少，可以 获得明显泡节能或电、号底变航器效率和电机聿励等因录.受速调节应有-T最自耕速限制（一肥为额理 转速的30%） O当负荷变化范围较大时，常采用多兼并联变谏调节实现节能运行.图是几科不同运行方式下的泵功率随其荷交代的曲建定水量系统水泵运行工况点不变.泵功率 不笠 单泵定速系统仅靠二通阀的节流调节，水泵功率变化不大，多泵变速系统衽低负荷时仍菖维持蛟大 的节能漕力.图6不同运行方F下力水泵功变时比4水泵变速调节的控制曲线相幅相喉定律，相似工况点处水泵功率与其转速的三防成正比.在忽略静扬程时，系统曲线h的点大木瞅工况点.满足相似定律，在兖速

18、变水量系统中，水泵变速调节带来用恒压差控制r控制曲戏与系统曲线不重合.因此，水泵功率与转速也而龊三次方定律.图是水泵变速调节恒定压差控制时各蟒间的关系.水泵掘程由恒定压差和可变雎两部湖成 恒定压差即压差传感器控制回路，由盘管、平喷阀和控制阀组成，其他不随克量变化改变I可变反差为输 配管网压降.与管网瀛量平方成正比.由管网曲线向上平移f 恒定压差即看控制曲线.由图可以看出.恒定压差睥%系统的节或效果就越好4捏制担桢自/水汽窕速诏节的控制曲线*信阴叁TrTa金文案大全实用标准文档需指R的是，图T中控制曲线是假诲用户负荷比例变化条件下得到的一条平均曲战。例如,者系统 流量瀛少前黯A女系统内备用户流量

19、需求均为50% .在实际中，用户员荷是拽各自需求确定的.各用户 林董克化也竭小修感抖T:.三面艮图g为例卜计笔系学克在不同负荷分布不同控制方式下所需的水泵扬程。为简化分析.计算巾 假庆用户设计负首相等.且用流量比替用户负荷变计茸续果见表1及图土12kP 3kRj 3kPi BkPj 3kPj 3kpM12kPj 2kpi 3kPi BkPj3kPi 3kPj图8带有6个相同郴的交词水系统图1、，！巧色 f.:,=K同赏f筠布不同控中产式下水泵所需留砺程t单位：H%）亲】流量用户自忙:走出差用户】处之E 差负荷宾申十近 端负商集中十近 端比例负荷0 no3 / h48JQ01SQ048 0084

20、.1HJ45 m二 h担6T585749.65S4Wy4,68225 n? h7S.711OT.CS89.67L 00,97270 b.10S.-JUlOti.CO108 00lot .00图9中，QP为水泵曲战I 口。为系统曲线i QAN为话端定压差、负荷集中于近端的控制曲线，OCN 为远工脱压爱、负荷集中于远立需勺牲制曲或：CfiN为比例负荷受化时的控制曲段1由曲线OANCO组成拊 封闭区域不力讥潴定JE聿注制射系统H况点的变化范围 ODM为近端定壬差拉制曲线.文案大全实用标准文档皿144125106090T2543618 04590135 ISO 225270 m/k图，不同用户负荷分配

21、时的控制曲线通过上述受衍计算，可以得出以下错i%通系统近编定压差肝，水泵扬隹需求仅现决于负荷大小而上负荷分币无差，远端定压差时，水泵场 程需求不伊与负荷大小有无，还与负荷分布有关?除用由全开或叁美两种二况外：远忐定压差时系，枷程需求城端时小.系统运行较前节目3这 是因为沅端定玉差凡系统其有最大的可受斯程.系绕包端定压差时，用户负荷集中于近端时系缢嗨需求较比例负荷时小，负荷集中于远端H怀 貌扬程震求较比例负荷时大,这是囚为反诺负荷需要的翱凳林人，结论在空洞变个星系烧设计巴国内常采用分集水署压差旁通控制的一次烹系统国外常采用带桥管的 二次泵系统,本文时二代至祭镇E；冠、负荷调砌K差拄制策略进彳亍了

22、探讨.得出以下结论，二次泵系统通过馍置桥管，不权有效地解决了冷机定流量负荷变梳*的矛盾I而且实现了系髓部 分水力工况陶鬲,同时具有分布式水泉水刀痛定性好的特点；当借二令系统容量较大且负荷变化花蹄宽时，采用各泵并联变速运行可有效陛1艇行6辨，在相负 荷时系统喟能保持较高的效率，水泵渊速采用远端恒运压差控制时.系统具有最大的瞰扬程,运行懿耗较近端压差控制要小*远 端E差控制的帧程需求不仅与负荷大小有关，还与负荷分布有关.文案大全实用标准文档冰机控制冷量调节：同上（出水温度是检测一次侧还是二次侧？）用于单机的冷量调节应该是一次侧冰机加减机（台数控制，一般说的加减载也是是台数加减？）：1流量调节（常采

23、用）：塔机控制二桥管内冷水逆向渣动，且当流量大于单泵流量20虻时，开启一台水泵及相应的冷机. 羸楣5制;当需冷量降至（单台冷水机组籁定制冷功率当前运行台数温1）且维持2分钟时, 停止一台冷机及相应水泵*2负荷调节（控制精度较高场合）：但是，由于末端设备热特性具有非告鼾生特点，当流量需求减至一台水泵6寸，并非意味着用户负 荷也减至一台冷机容量,因此,在实现城机制应采用负荷控制。负荷控制是通过检测一次侧供回水管上的温差?田谓计算得到需冷量，3二次侧供水温度供水温度，或旁通水流方向当旁通水流量支援供水时，也就是旁通管内的水流方向是从回水侧流向供水侧，加机；或，当二次侧供水温度大于设定值时，表明投入的

24、主机数量不够，加机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；一次泵控制方式流量调节（常采用）：塔机控制二桥管内冷水逆向阚J,且当流量大于单泵流量刘国时，开启一台水泵及相应的冷机. ；蒯控制:号零冷量降至（单台冷水那且额定制冷功率当前运行台数;月维持2分钟时 停止一台冷机及相应水泵,负荷调节（控制精度较高场合）：文案大全实用标准文档二次水泵控制控制方式：压差控制。设定一个供回水压力波动范围， 当负荷变化引起管网流量改变时，供回水压力随之波动， 当超过设定上限值且水泵频率达到时减少泵的运行台数，当低于设定下限值时增加泵的运行台数。旁通管无阀，一般有流量计，温度压力显示等低温差综合症一次泵定海量和二次泵变流S系统最常见的问题是“低温差综合症，所谓“低 温差综合症”是指:回水温度低，导致流量柘于设定值,冷冻机加