一次泵變流量水系統(tǒng)模擬和存在題目

一次泵變流量水系統(tǒng)模擬和存在問題分析摘要：通過一次泵變流量水系統(tǒng)的模擬分析，得到了水泵變流量情況下的節(jié)能率與部分負荷率和水泵相對于冷水機組功耗的關系，分析了水側變流量運行對冷水機組制冷性能的影響，并給出了不考慮這一因素對于一次泵系統(tǒng)變流量節(jié)能分析所引起的偏差，指出研究和掌握冷水機組變流量下的制冷性能對于一次泵變流量系統(tǒng)的設計是至關重要的。對于工程改造中出現(xiàn)的一些帶有普遍性的問題進行了分析。關鍵字：一次泵系統(tǒng)變流量水系統(tǒng)節(jié)能0引言空調冷凍水和冷卻水經(jīng)常在大流量、小溫差下運行。根據(jù)日本的經(jīng)驗，VWV與VAV并列，是空調中僅次于全熱交換技術的節(jié)能措施。隨著近年來電力電子技術的發(fā)展和變頻器性價比的不斷提高，交流電機變頻調速技術的應用越來越廣，一次泵變流量水系統(tǒng)的研究因此也得到了一定的重視[1]-[3]，但在研究中也存在這定性的結論多，定量的研究和計算辦法少，可操作性較差的問題，因而影響了其在實際中的廣泛使用。雖然冷凍水和冷卻水的變流量運行對冷凍水泵和冷卻水泵的節(jié)能運行有利，但變流量運行對于冷水機組的制冷性能可能有一定影響，制冷機的制冷效率(COP)可能有一定程度的下降。因此，要保證在冷水機組安全的前提條件下實現(xiàn)節(jié)能運行，就要求冷凍水流量和冷卻水流量的變化有一定的限制，并滿足某種匹配關系。由于目前生產(chǎn)廠家一般沒有提供在不同的冷凍水出水溫度和冷卻水進水溫度下，冷水機組制冷量、輸入功率隨冷凍水流量和冷卻水流量變化的完整數(shù)據(jù)，因此關于一次泵變流量水系統(tǒng)的研究和設計受到了一定的影響；反過來，由于定量研究較少，也使得生產(chǎn)廠家沒有積極性進行相關數(shù)據(jù)的測試。相信一次泵變流量水系統(tǒng)研究的進一步深入，對于提高冷水機組在部分負荷工況下及變流量情形下的能效比的研究和節(jié)能技術的推廣將起到推動作用,從而形成空調水系統(tǒng)和制冷主機節(jié)能研究及其應用的良性互動。1水側變流量對冷水機組性能的影響在傳統(tǒng)的空調水系統(tǒng)設計中，通過冷水機組的冷凍水和冷卻水的流量基本保持不變。認為只有維持定流量，才能確保盤管的換熱效果，流量減小時，在換熱盤管表面可能會出現(xiàn)層流狀態(tài)，降低換熱效果；同時，流量過小時，蒸發(fā)器還會出現(xiàn)凍結的危險，當流速小于一定值時，水中若含有腐蝕性物質，會對盤管造成腐蝕。隨著控制技術的發(fā)展，冷水機組的控制系統(tǒng)越來越先進。目前，不同類型的冷水機組均能實現(xiàn)冷量的自動調節(jié)。冷水機組能量調節(jié)功能的進步使得其水側變流量設計成為可能，同時也凸顯水泵應改變以不變應萬變之策，而應以變應變。事實上，目前，多數(shù)冷水機組允許蒸發(fā)器流量在額定流量的50％～100％以內變化。當蒸發(fā)器采用變流量運行時，其流量隨著用戶負荷的變化而變化，當用戶負荷變小時，蒸發(fā)器的冷凍水流量變小，冷水機組的控制系統(tǒng)根據(jù)實際需冷量減小制冷劑流量，導致蒸發(fā)器盤管內制冷劑流速偏離了最佳流速值，冷水機組制冷系統(tǒng)的整體性能降低。衡量蒸發(fā)器變流量運行能否節(jié)能的標準不單是冷凍水泵運行時節(jié)能多少，而還應考慮蒸發(fā)器變流量運行造成冷水機組COP值下降而損失的能耗，再考慮變流量運行的負荷時間頻度。由于控制技術的進步，控制系統(tǒng)可以保證壓縮機始終在高效區(qū)運轉，使得冷水機組蒸發(fā)器變流量時的性能不會下降很多。冷水機組蒸發(fā)器變流量對其制冷性能的影響程度與壓縮機類型和制冷劑變流量的方式有關。文獻3從熱力學角度對此進行了分析，認為即使冷凍水流量減至60％，冷水機組的COP的下降幅度也不超過10%。冷卻水進出口溫差變大時，雖然可以減小冷卻水泵的運行費用，然而，為了保證冷凝器內的熱交換，冷凝溫度必然要高于冷卻水的出口溫度，并且冷凝溫度與冷卻水出口溫度也要求有一低限。所以，要想加大冷卻水的進出口溫差，就必須提高冷卻水出口溫度（通常冷卻水進口溫度基本上是定值），這又將引起冷凝溫度的增加，降低了冷水機組的COP值。與蒸發(fā)器變流量相比，冷凝器變流量運行對冷凝溫度的影響較大，故導致冷水機組COP的變化較大，在給冷卻水泵安裝變頻器時，應詳細分析冷卻水變流量對冷水機組性能的影響，確定方案的可行性。2一次泵變流量系統(tǒng)節(jié)能模擬分析現(xiàn)將在部分負荷情況下變流量與定流量兩種情形的系統(tǒng)（冷水機組和水泵）能耗進行比較，設定流量情形冷水機組和水泵的輸入功率分別為和，變流量情形為和，對于冷水機組和水泵組成的系統(tǒng)而言，水泵變流量的節(jié)能率為（1）變流量與定流量兩種情形下的制冷量應相等（），因此，兩種情形下冷水機組的輸入功率與能效比（EER）的關系為（2）因此，節(jié)能率為（3）在部分負荷情況下，由于環(huán)境溫度和工況的改變，冷水機組的輸入功率與名義工況下的輸入功率相差較大，且關系較為復雜；而EER雖有改變，但變化幅度較小，一般不超過15%[4]。設EER隨部分負荷率η（=Q/Q0）的變化為線性變化娃根（魔4值）攻這墨里槍EER嶄0炎為名義宜工況下尖的能效適比，待陽定系數(shù)吊與部分殘負荷率翁和機型驢有關，心如不考悅慮部分托負荷情注況下能斗效比的照變化，脊則取。掀據(jù)朱能效比古的定義蘇，有編，覺掘（鋼5供）長應由截(4侮)榆、掏(5戴)裝式，可當將部分聚負荷情芳況下冷誼水機組抗的輸入注功率碰用名義衛(wèi)工況下寨的輸入鹿功率距和部分梢負荷守率饅η地來表示幕：得盞（抵6委）攻將事（提6厘）式代獎入薯（槳3牛）式，季得描奏（喊7千）播對叔于閉式桑系統(tǒng)，才水泵的盾等效率襖曲線與恨管路特來性曲線窩重合，繞在一定瓣的調速屋范圍內豎，符合械相似定厚律，供傍（騰8屢）捉式欄中弄睜和分別型為定流村量和變凝流量情趕形下的門水流量邁。智在抓名義工內況下，問有聽江（傍9鼻）慨式遵中為名協(xié)義工況適下的溫糞差，若哈采用等領溫差控綿制，則僑有缸宅抱（段1循0奴）遼因辰此，移醬（祥1初1孤）卷將內（獵8武）、重（窯1規(guī)1腳）式代秤入袍（金7腎）式，宋得蓋潔（性1鉛2挺）群上朋式中最嫂后一項劍是由于逢考慮了錄變流量筑運行對值于冷水脹機組性煤能的影瓣響而帶樓來的。航變流量販情形下宗，冷水估機組的課能效比遠將比定芽流量情哭形下的豈能效比悟略有下庸降，目春前這方迎面實驗辮數(shù)據(jù)較往少。為厲便于從騾理論上鍵分析一堵次泵變借流量情誘形下的社節(jié)能與姿流量變我化的關泛系，本假文分別音模擬以犁下兩種去情況：奸流量變固為額定扎流量砍的芹60雜%凝時，冷跑水機組架的犯EE億R翅變?yōu)槎ㄇ辶髁矿w時陜EE剖R奪的芬5先%達和錘10牌%液，蜻且欄EE儀R踐與相對奔流量呈走線性關篩系。這款里為方扮便起見傲，不妨奮稱之瀉為只“質5捏%侵影響曲塵線彎”瞞和緒“脂10恩%占影響曲疾線令”酬，見覽圖立1鐘。驢對鑰于牽“倉5輔%沉影響曲區(qū)線醋”羊和鴨“腳10敵%走影響曲抬線顛”迅，分別箭有談遷（慨1友3為）健(1堆4)斑為基便于分料析一次茫泵變流罩量情形針下的節(jié)油能與部宇分負荷寇率轉η哥和水泵提相對主國機的功踏耗何的關系幸，這里竿，假設植[4]摧(1擋5)摧圖彈2毯負“浮5煮%芹影響曲兔線歲”采下的節(jié)晌能駛率楊引幕圖聰3察城“并5蠻%旅影響曲鴉線燦”偶下的節(jié)神能率（肯相對功獄率究為懼15說%傍）茶抽瘦（相對頃功率振為掠25鉛%顏）展圖碎4暫俯“怒10逆%碧影響曲使線檢”蓋下的節(jié)擊能率忠郊春圖緣5催聾“懷10患%竟影響曲祥線類”脫下的節(jié)筆能率（吉相對功坊率呢為麻15茅%灘）數(shù)數(shù)工（相對蛛功率堤為規(guī)25水%無）痕激圖處2穿和溜圖蒸3良分別給雜出了水終泵相對違主機的壟電功撤率圈材為脖15菠%扁和啄25唯%版情況下培，遇“論5敢%盤影響曲啊線素”剃下的節(jié)渡能率與心部分負片荷率（咳流量變扁化）的謀關系；慘圖鏈4視和榜圖棄5棗則分別封給出了產(chǎn)對應姥于毀“證10貿(mào)%襪影響曲拐線巡”劫下的節(jié)漫能率。消從圖中園可以看考出變流稱量對于賤冷水機硬組制冷亭性能的樹負面影闖響可能歡在相當減程度上虜?shù)窒票玫恼{印速節(jié)能離，特別要是當水欣泵相對險主機的遮電功率酸比較小咬時。當咐水泵相暴對主機重的電功尾率小閑于辨15條%闖時，不廚考慮對博主機影住響的節(jié)興能率計爪算（三達次方定圾律）較上考厭慮陳“望5構%閘影響曲站線診”腐時要高咽估溉50礙%盞以上，檢較考蕩慮代“點10憐%懶影響曲殖線物”亞時更要淡高雄估類100攜%蒙以上。魯即使對俘于水泵襪相對主渣機的電脾功率較稼大的情麥形，也偉應該正道確評估競變流量單對主機茄制冷性殘能的影嗎響，否拘則，有臭可能做分出錯誤右的判斷劍。因此樸，研究爪和掌握秤冷水機岔組變流貌量下的開制冷性碗能對于外一次泵茂變流量份系統(tǒng)的僵設計是撐至關重此要的。鑼3敵緒工程中熱存在問蓬題分析忠一氏些變頻封器生產(chǎn)腳廠家和私自動化辜技術公息司，在辨推動變堡頻調速址技術應譽用于空例調水系創(chuàng)統(tǒng)中，幸經(jīng)常走勞在暖通蒼空調專絹業(yè)人員能的前面餅，大部短分后期伏工程改煙造（變虹頻調速烏系統(tǒng)的際添置）案往往由甩自動控鞋制專業(yè)喇人員所饞主導。玉目前已違有若干悟空調用次戶，特堂別是飯眼店，被醫(yī)推薦在請空調冷徐凍水系道統(tǒng)和冷死卻水系柴統(tǒng)中采幣用變頻瘋泵。但歸由于集欲中空調供系統(tǒng)有哲著不同貍于一般打流體輸科配系統(tǒng)屠的特點夢，在工濃程改造裂和節(jié)能雙核算中謀也存在通一些問魚題。犯有騙的工程牙由于設迎計或施桐工方面能的原因姓，水環(huán)林路壓力神本來就煉不平衡鼻。而在風進行變鏡頻調速膛方案可沙行性論刻證時，愈有時僅立僅關注積供回水憐總管上粥的溫差張和系統(tǒng)血的運行國時間，荒而沒有悅關心水屬環(huán)路壓次力是否顧平衡。晌水環(huán)路壁壓力不捐平衡所駕造成的粒水力（純熱力）砍失調，評在額定室的大流孟量情況旬下，有路的環(huán)路橫溫差大研，大多隙數(shù)環(huán)路誘溫差小囑，供回個水總管激或分集匹水器上膜的溫差墾還是較完小，問始題被掩積蓋了；挽但在小河流量情武形，就拌暴露了傅出來，川結果在登水泵調妙速運行燦時，最川不利環(huán)貨路上的昨空調區(qū)億域往往霜達不到撤要求，表流量偏抬?。ň蛼焓枪芾韨淙藛T常化常說的不壓力不隸夠）。蛇這就是思許多空捷調變頻鄰調速裝誰置形同菠虛設的峽一個主置要原因特。方如棕何進行匹變頻調調速系統(tǒng)鈴控制，碧對于運灣行的節(jié)軌能效果餃影響很剪大。目尊前，大患多數(shù)情煉形采用喉的是壓杜差控制叢和溫差影控制。牧壓差控碎制反應抬快，傳島感器成潛本低，冬但也有滅缺點：觸恒壓差摸控制，違起不到黑節(jié)能的術效果，禍如采用屑變壓差奪控制，躬壓差與作流量的圣變化關膛系需試勞驗確定肢，且一粥般起碼章要對最客不利環(huán)航路進行童控制，幫布線較未長，如譜是后期晴改造則隨要影響蘇外觀效久果，不纖受業(yè)主環(huán)歡迎；垃溫差控莊制布線東簡單，兆只要將慘傳感器伸布置在斗供回水胡總管或拳分集水往器上即斑可，但賣其響應亦滯后，意同樣成酒本下，抵溫度傳繞感器精磚度較低漢，且在件原來系排統(tǒng)水環(huán)許路壓力逃不平衡叔的情況死下，控騙制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