空调水系统的节能方式和水泵调节

GrundfosFLOWTHINKING空调水系统的节能方式和水泵调节GrundfosFLOWTHINKING室外温度及相对湿度建筑物负荷太阳辐射舒适性冷冻机定容,高效冷却塔设备间用户端空调系统中存在的挑战管网水力平衡旁通管vs.耦合罐二次侧可变速泵GrundfosFLOWTHINKING公共建筑节能设计规范（GB50189-2005）:施工图设计阶段，必须进行热负荷和逐项逐时的冷负荷计算。（条款5.1.1,强制规定）采用集中空气调节系统的公共建筑，宜设置分楼层，分市内区域，分用户或分室的冷热计量装置；建筑群的每栋公共建筑及其冷热源站房，应设置冷热计量装置。（条款5.5.12)该规定为空调（供暖）系统根据实际负荷进行动态调整提供了条件，同时也为水泵的智能化控制提供了依据。空调系统能量节省的条件GrundfosFLOWTHINKING空调系统冷冻机冷却塔冷却顶棚冷却表面二次侧泵热回收风机盘管M耦合罐MM一次侧泵定压一次侧定流量GrundfosFLOWTHINKING一次侧泵(一台冷冻机)一次侧通过安装节流阀调整其流量.tPRtPF冷冻机ttHQ系统特性不安装节流阀节流阀系统特性安装节流阀计算工作点无节流阀工作点有节流阀工作点放气阀GrundfosFLOWTHINKING一次侧(一台冷冻机)一次侧用可调速泵调整流量tPRtPF冷冻机ttHQ系统特性无节流阀变速泵计算工作点放气阀GrundfosFLOWTHINKING含有多台冷冻机的不可控系统一次侧tPRtPF温度降低停止冷冻机温度升高启动冷冻机ttHQ冷冻机1的系统特性（冷冻机2、3停止时）计算工作点(Q1)冷冻机2冷冻机3冷冻机1的系统特性（冷冻机2、3启动时）流量过高时的工作点(Q2)Q2Q1冷冻机1固定转速泵.使用阀门调节流量.GrundfosFLOWTHINKING含有多台冷冻机的定流量系统一次侧tPRtPF温度降低停止冷冻机温度升高启动冷冻机ttHQ冷冻机1的系统特性当冷冻机2和3停止时所有冷冻机无阀门时的工作点冷冻机1的系统特性当冷冻机2和3启动时一台冷冻机无阀门时的工作点Q1冷冻机3冷冻机2冷冻机1可调速泵根据测得的冷冻机两侧压差△P改变速度(定流量控制)有阀门时的工作点GrundfosFLOWTHINKING空调系统冷冻机冷却塔冷却顶棚冷却表面二次泵热回收风机盘管M耦合罐MM一次泵定压全空调系统/空气盘管/混合回路控制GrundfosFLOWTHINKING公共建筑节能设计规范（GB50189-2005）:条款5.3.2–房间面积或空间较大，人员较多或有必要集中进行温湿度控制的空气调节区，其空气调节风系统宜采用全空气空气调节系统，不宜采用风机盘管系统。条款5.3.4–下列全空气空气调节系统宜采用变风量空气调节系统：1.同一个空气调节风系统中，各空调区的冷热负荷差异和变化大，低负荷运行时间较长，且需要分别控制各空调区温度；2.建筑内区全年需要送冷风。全空调系统的设计条件GrundfosFLOWTHINKING通过流量控制”两通阀”调整热工况冷却表面的控制tt3t4M暖空气气候控制控制阀运行参数数值描述运行状态Q1主供给侧流量变化t1进水温度.恒定t2回水温度.变化t3室内温度恒定t4室外温度.变化t1t2被冷却空气Q1空气系统的水GrundfosFLOWTHINKING通过流量控制”三通阀”调整热工况冷却表面的控制t暖空气气候控制控制阀Q1运行参数数值种类运行状态Q1主供给侧流量恒定Q2二次侧流量变化t1进水温度.恒定t2回水温度.变化t3入室温度恒定t4室外温度.变化t1t2被冷却空气Q2t3t4ABAMB空气系统的水GrundfosFLOWTHINKING通过温度控制”两通阀”调整热工况冷却表面的控制tM暖空气气候控制控制阀Q1运行参数数值描述运行状态Q1主供给侧流量变化Q2二次侧流量恒定t1进水温度.变化t2回水温度.变化t3入室温度恒定t4室外温度变化t1t2被冷却空气Q2循环泵t3t4空气系统的水GrundfosFLOWTHINKING通过温度控制”三通阀”调整热工况冷却表面的控制t暖空气气候控制控制阀Q1运行温度数值种类运行状态Q1主供给侧流量变化Q2二次侧流量恒定t1进水温度.变化t2回水温度变化t3入室温度恒定t4室外温度.变化t1t2被冷却空气Q2循环泵t3t4AABMB空气系统的水GrundfosFLOWTHINKING可能造成换热表面顶部空气温度过高.换热表面自上而下仅存在小温差流量控制2或3通阀温度控制2或3通阀冷却表面的控制处于中低负荷状态时,流量控制可能造成换热表面上下过高的温差.使用温度控制可以降低这种风险。GrundfosFLOWTHINKING公共建筑节能设计规范（GB50189-2005）:使用时间，温度，湿度等要求条件不同的空气调节区，不应划分在同一个空气调节风系统中。（条款5.3.1）该规定要求对参数条件要求差异较大的区域，实行分区控制。不同参数要求条件下的空调系统GrundfosFLOWTHINKING空调系统冷冻机冷却塔冷却顶棚冷却表面二次侧泵热回收风机盘管M耦合罐MM一次侧泵定压三次泵可改善系统平衡GrundfosFLOWTHINKINGDp二次泵Dp:控制阀空气机组空气机组空气机组风机盘管风机盘管耦合罐MMMM距离/压力图Dp二次泵Dp:管路控制阀风机盘管etc.空气机组空气机组空气机组风机盘管风机盘管距离/压力图仅使用二次侧泵的系统使用三次侧泵的系统耦合罐QHQmax.Max.DpQHQmax.Max.DpDp:连接点Dp:连接点M三次泵GrundfosFLOWTHINKING使用三次泵的优点1.较小的二次泵,电动机和驱动2.相对二次泵+平衡阀系统，更宜实现变频和节能设计。3.降低各连接点的压差4.降低运行成本5.较高的灵活性以适应系统的改造6.使每个压差传感器准确定位7.降低二次泵选型过大的风险GrundfosFLOWTHINKING空调系统冷冻机冷却塔冷却顶棚冷却表面二次侧泵热回收风机盘管MMM一次侧泵耦合罐定压二次侧泵的配置及控制GrundfosFLOWTHINKING公共建筑节能设计规范（GB50189-2005）:系统较大，阻力较高，各环路负荷特性或压力损失相差悬殊时，应采用二次泵系统；二次泵宜根据流量需求的变化采用变速变流量调节方式。（条款5.3.18.6）采用二次泵系统的空气调节水系统，其二次泵应采用自动变速控制方式。（条款5.3.8)二次泵系统设计要求GrundfosFLOWTHINKING传感器放在哪?控制室=传感器位置HQm3/h20040801201603612输配网例1:100%流量水泵运行=工作点36m@200m3/h=设定点12m=控制曲线=系统曲线Dp:6,0mQ:50m3/hDp:5,0mQ:20m3/hDp:6,0mQ:30m3/hDp:2,0mDp:6,0mDp:11,0mDp:4,0mDp:4,0mDp:4,0mDp:8,0mDp:2,0mDp:2,0mDp:14,0mp=39mp=39mp=61mDp:22,0mp=59mp=41mDp:18,0mp=45mp=55mDp:10,0mDp:16,0mQ=80m3/hQ=200m3/hQ=120m3/hp=42mp=58mDp:8,0mQ:40m3/hDp:12,0mQ:60m3/hp=43mDp:14,0mp=57mQ=100m3/hDp:36,0mDp:12mp=25m(静压p)负荷1负荷2负荷3负荷5负荷4GrundfosFLOWTHINKING传感器放在哪?控制室=传感器位置H3612输配网例2:80%流量水泵运行=工作点28m@160m3/h=设定点12m=控制曲线=系统曲线Dp:8,6mQ:40m3/hDp:7,4mQ:16m3/hDp:8,6mQ:24m3/hDp:1,3mDp:3,8mDp:7,0mDp:2,6mDp:2,6mDp:2,6mDp:5,1mDp:1,3mDp:1,3mp=25m(静压p)Dp:9,0mp=34mp=34mp=53mDp:19,0mp=51,7mp=35,3mDp:16,4mp=37,9mp=49,1mDp:11,2mDp:14,6mQ=64m3/hQ=160m3/hQ=96m3/hp=36,4mp=51,0mDp:9,7mQ:32m3/hDp:12,0mQ:48m3/hp=37,1mDp:13,5mp=50,4mQ=80m3/hDp:28,0mDp:12mQm3/h2004080120160负荷1负荷2负荷3负荷5负荷4GrundfosFLOWTHINKING传感器放在哪?控制室=传感器位置H3612输配网例3:60%Flow水泵运行=工作点20,5m@120m3/h=设定点12m=控制曲线=系统曲线Dp:9,8mQ:30m3/hDp:9,3mQ:12m3/hDp:9,8mQ:18m3/hDp:0,7mDp:2,2mDp:4,0mDp:1,4mDp:1,4mDp:1,4mDp:2,9mDp:0,7mDp:0,7mp=25m（静压p)Dp:5,0mp=30mp=30mp=45,5mDp:15,5mp=44,8mp=30,7mDp:14,1mp=32,2mp=43,4mDp:11,2mDp:13,3mQ=48m3/hQ=120m3/hQ=72m3/hp=31,1mp=44,4mDp:10,5mQ:24m3/hDp:12,0mQ:36m3/hp=31,5mDp:12,7mp=44,1mQ=60m3/hDp:20,5mDp:12mQm3/h2004080120160负荷1负荷2负荷3负荷5负荷4GrundfosFLOWTHINKING传感器放在哪?控制室=传感器位置H3612输配网例4:40%Flow水泵运行=工作点15,7m@80m3/h=设定点12m=控制曲线=系统曲线Dp:11mQ:20m3/hDp:10,8mQ:8m3/hDp:11mQ:12m3/hDp:0,3mDp:1,0mDp:1,8mDp:0,6mDp:0,6mDp:0,6mDp:1,3mDp:0,3mDp:0,3mp=25m（静压p)Dp:2,2mp=27,2mp=27,2mp=40,7mDp:13,5mp=40,4mp=27,5mDp:12,9mp=28,2mp=39,7mDp:11,6mDp:12,6mQ=32m3/hQ=80m3/hQ=48m3/hp=27,6mp=40,2mDp:11,3mQ:16m3/hDp:12,0mQ:24m3/hp=27,8mDp:12,3mp=40,1mQ=40m3/hDp:15,7mDp:12mQm3/h2004080120160负荷1负荷2负荷3负荷5负荷4GrundfosFLOWTHINKING传感器放在哪?控制室=传感器位置输配网例5:20%流量Dp:11,8mQ:10m3/hDp:11,8mQ:4m3/hDp:11,8mQ:6m3/hDp:0,1mDp:0,2mDp:0,4mDp:0,2mDp:0,2mDp:0,2mDp:0,3mDp:0,1mDp:0,1mp=25m(静压p)Dp:0,6mp=25,6mp=25,6mp=38,1mDp:12,5mp=38,0mp=25,1mDp:12,3mp=25,8mp=37,8mDp:12,0mDp:12,2mQ=16m3/hQ=40m3/hQ=24m3/hp=25,7mp=37,9mDp:11,9mQ:8m3/hDp:12,0mQ:12m3/hp=25,6mDp:12,1mp=37,7mQ=20m3/hDp:13,1mDp:12mH3612水泵运行=工作点13,1m@40m3/h=设定点12m=控制曲线=系统曲线Qm3/h2004080120160负荷1负荷2负荷3负荷5负荷4GrundfosFLOWTHINKING流量百分比%10080604020Dpin[m]水泵362820,515,713,1减少22,9m负荷168,69,81111,8增加5,8m负荷268,69,81111,8增加5,8m负荷357,49,310,