1、Word文檔 空調水的變一次流量控制系統要求 01/引言 空調水的變一次流量掌握系統（VPF：Variable-Primary-Flow，也稱為：冷凍水一次泵變頻調速掌握系統）配置變頻調速冷凍水泵，可以對冷凍水流量進行調整。雖然在負荷側都是變水量掌握，但變頻調速的一次側掌握和傳統固定轉速的一次泵系統不同，它比傳統方式掌握要求高得多。本文結合某大型建筑的變一次流量掌握工程方案，對這種解決方案進行爭論。 這里所爭論的某大型建筑冷凍水系統共有3臺等容量離心式冷凍機組，單臺容量500冷噸。變一次流量的空調冷凍水系統的掌握方案和冷凍機組設備的選型、布局親密相關，為了實現預定的掌握目標，對于相關設備的技術

2、要素應提出肯定的要求，總而言之就是對系統設計方案作優化。這是建筑設計和樓宇自控系統設計者應當擔當的責任。 02/冷凍機組監控方案 根據該建筑空調冷凍水系統的設備配置，其監測、掌握系統可以分為幾個方面，下面分別描述如下： 1 對全部設備工況的監測和掌握 1）冷凍水泵、冷卻水泵和冷卻塔風機的一般監控內容 監測運行狀態、故障狀態和手/自動狀；累計運行時間，統計運行次數；BAS能夠對這些設備進行啟停掌握。 2）冷凍水泵的變頻調速掌握 監測供、回水總管之間某最不利負荷處的壓力差值；以上述壓力差值作為過程變量對冷凍水泵進行變頻調速掌握。 3）冷卻塔風機的掌握 監測冷卻塔供、回水總管溫度；以冷卻塔供水溫度設

3、定值為目標，對冷卻塔風機進行變頻調速掌握。 4）電動蝶閥監控內容 相應的連鎖開關掌握。 5）掌握系統還應當監測 冷凍水供、回水總管溫度；冷凍水供水總管流量； 6）對冷凍機組設置數據通訊接口 通過該接口在BAS和冷凍機組之間傳送(或接收)下列冷凍機的工藝參數： 主機運行狀態 主機故障報警狀態(能夠以編碼方式代表多種故障信息) 主機負荷水平肯定值或百分率，或者主機電流或電流百分率 當前供水溫度設定值 蒸發器進水和出水溫度實測值 冷凝器進水和出水溫度實測值 蒸發器(冷凍)水流量實測值 蒸發器冷媒管路壓力測量值 冷凝器(冷卻)水流量實測值 本次運行時間和累計運行時間 累計啟動次數 潤滑油溫度和供應水平

4、 接收BAS給出的冷凍水供水溫度再設定值 接受BAS發出的啟停掌握命令 經過通訊使掌握系統獲得相應的關鍵工況參數，是優選的方案。但是BAS和冷凍機主機可以交換哪些數據，還需要視冷凍機的牌子、型號和規格來定，故有必要對冷凍機主機的掌握器作進一步的了解，對可以傳送的信號進行確認。以上列舉的參數，是BAS完成掌握所需要的參數，并不意味著任何冷凍機主機都會供應這些工藝參數。所以從系統構成及系統集成的要求看，BAS的監測點必需對數據通訊得到的參數作添平補齊。 特殊由于本系統是變一次流量掌握，對蒸發器管路水流量的監測等是必不行少的，需要高度重視。同樣，對于可以經過通訊取得的參數，BAS不必配置監測元件，以

5、避開重復設置監測點，造成鋪張。 2 冷凍機組的啟動和停止連鎖掌握 主機的啟停與相關設備的連鎖掌握是保障設備正常、平安運轉的重要條件。 1）連鎖啟動挨次 冷卻水塔風機冷卻水塔電動蝶閥冷凍機的冷凝器電動蝶閥冷卻水泵冷凝器水流開關信號指示(作為連鎖條件的返回信號)冷凍機蒸發器電動蝶閥冷凍水泵冷凍水流開關信號指示(作為連鎖條件的返回信號)冷凍機主機 2）連鎖停止挨次 冷凍機（延時數分鐘，視設備要求和工況判定延時時間）冷凍水泵蒸發器水流開關信號指示(作為連鎖條件的返回信號)冷凍機的蒸發器電動蝶閥冷卻水泵冷凝器水流開關信號指示(作為連鎖條件的返回信號)冷凍機的冷凝器電動蝶閥冷卻水塔電動蝶閥冷卻水塔風機 動

6、態啟停掌握需要特殊留意的方面：電動蝶閥打開或者關閉的全行程時間大約在30秒以上，在啟、停切換過程中，應盡可能避開共用總管所引起的串水現象。本系統采納變頻調速水泵，假如電動閥門的開度和水泵的水量以及冷凍機的啟動能夠得到適當的協同掌握，將可能較好地克服這一問題。這種同步掌握和連鎖掌握的時間間隔等需要在投運調試時按肯定的調試方法確定。在實現這種精細化掌握以前，這種有限時間段內的串水現象，一般也是可以容忍的。 3 冷凍機組的變一次水量掌握 為了節省能源，依據冷源系統總負荷水平進行冷水機組運行臺數的掌握，目的是使運行的冷凍機臺數能夠滿意系統負荷的需要，并使開出的冷凍機盡可能在其效率最高的工況區運行。下面

7、結合變頻調速掌握冷凍水泵，對這種掌握方案作概要性介紹。 運行臺數掌握的優化策略是：首先，掌握系統冷凍水的供應量(總流量)始終保持在剛好滿意系統負荷要求的水平，并確保系統供回總管之間最不利負荷處的壓力差穩定于某個預設定值，這一點需要靠高品質的變頻調速掌握冷凍水泵來完成；其次，依據系統負荷量和當前冷機的供應力量的差值，打算下一次啟或停的時機，原則是應當選擇能夠滿意負荷需要、并且最接近系統需求值的工作方式。這一個掌握的關鍵在于調試中找出最佳的啟停切換點；還有就是運行臺數掌握的程序中，應當使冷凍機處于最佳工作效率點四周。冷凍機的工作效率分布曲線由供貨廠商供應。 系統配置不同容量冷機，可以降低臺數掌握中

8、系統負荷力量變化的臺階，使運行力量更接近系統需求，有更好的節能效果。但對掌握的要求比并列等容量機組簡單得多?，F在采納全部變頻調速冷凍水泵以后，系統供水流量(供冷力量)可以連續地依據負荷需要調整，所以沒有必要配置不同規格容量的并列機組。 傳統的一次泵系統，僅在負荷側作變流量掌握，而在冷源一次側是恒定流量(冷凍水泵固定轉速)，兩者之間的流量差值和系統壓力，靠壓差旁通掌握來平衡，在正常運轉時旁通管內不行避開會有旁通水流，就是說全速運轉的冷凍水泵有一部分作功消耗于旁通循環中，同時水泵揚程所產生的供回總管之間的較高壓力，使大量的水流淌能消耗在克服管路阻力上?？照{冷凍水系統的變一次流量(冷凍水泵變頻調速)

9、掌握系統最有價值的作用，就是避開大部分無謂的旁通水流量，并能夠維持較低的系統壓力，從而大大地降低水泵的功耗。 變一次流量掌握的一般方法：以系統供回總管之間的最不利條件點(一般應選在供回總管的遠端)處的設計壓差作為掌握預設定值，以該點壓差測量值作為PID調整的過程變量，以變頻調速冷凍水泵作為掌握系統的執行機構，對冷凍水供水進行調整掌握，掌握目標是使過程變量趨近于預設定值；當冷凍水的系統負荷流量大于一臺冷凍機蒸發器最低許可流量值時，流量旁通掌握閥門是關閉的；當只有一臺機組在運行，且冷凍水的系統負荷流量低于一臺冷凍機蒸發器最低許可流量值時，需要啟動分、集水器之間的旁通流量掌握，掌握目標是使這臺正在運

10、轉的冷凍機蒸發器的水流量大于等于最低許可流量值。這個旁通閥門和傳統的壓差旁通掌握閥門不一樣，可以把它稱為低流量旁通掌握閥。 確保冷凍機蒸發器最低水流量是一項特別重要的技術措施，否則有可能破壞冷凍機的正常工作狀態，甚至損壞冷凍機。變一次流量掌握的旁通掌握實際上是專為這個愛護而設置的。對變一次流量系統工作模式來說，這個旁通閥門不需要很大，它的流通力量只要保證大機組冷凍機蒸發器的最低水流量即可。但是，目前設計變一次流量系統，往往還要保留以傳統模式(冷凍水泵全部恒定轉速)工作的可能性，考慮到這一點，這個流量旁通閥門還可能擔負傳統壓差旁通掌握的作用，故其口徑宜滿意這樣的需要?；谶@一緣由，本方案的旁通閥

11、門，沒有選擇較小的流通力量。這種設計配置是為了加強冷凍水系統的容錯力量，提高系統運轉牢靠性實行的必要措施。 掌握規律應當保證：任何時刻，確保運轉冷凍機的蒸發器最低水流量(這個最低水流量載明在冷凍機的使用說明上)；并列運行機組同步變頻調速掌握是最常用的掌握方式；啟動冷凍機組的冷凍水泵宜采納軟啟動方式，以避開對水泵電機的大電流沖擊；冷凍水調整掌握從一臺切換至另一臺時應確保平滑無縫地過渡。 4 冷卻水和冷卻塔掌握 對冷卻水掌握的基本要求是保證經過冷卻塔處理的冷卻水溫度(即進入冷凍機冷凝器的冷卻水溫度，也可以稱為冷卻塔供水溫度)符合冷凍機的要求，這個溫度要求由冷凍機的使用說明書供應。 按冷卻水供水溫度

12、進行冷卻塔風機運轉臺數的掌握，當冷卻水供水水溫高于要求值時加大風量(或增加冷卻塔風機運行臺數)，反之則削減風量，以便降低能耗。 對于多風機(或多轉速)的冷卻塔，假如在全部風機全開啟(或者最高速)后，冷卻水供水溫度仍不能滿意工藝要求，這時應通過BAS程序開啟另外一臺冷卻塔來增加冷卻效果。 所以冷卻塔掌握的必要條件是：對冷卻塔供水溫度的監測；對冷卻塔風機和相應電動蝶閥的掌握。 冷卻水的變頻調速掌握，也是以節省能源為目標。當系統對冷凍水量的需求降低時，與之相應，對冷卻水的需求也會削減。這種負荷變化反映在冷卻水時，其表現是冷凝器出水溫度比額定值低，冷卻塔進水溫度低了，可以削減冷卻塔運轉風機數量，與此同

13、時還可以降低冷卻水泵的運轉水平，以節省冷卻水泵耗電。 冷卻水的變頻調速和冷凍水的變頻調速，在掌握上沒有直接規律關系，只有間接影響。但和蒸發器的最低水流量限制一樣，冷凝器也有最低水流量限制，所以對冷卻泵轉速的調整，也有最低值限位的要求。 03/提高系統容錯力量和牢靠性的技術措施 空調冷凍水掌握系統，包含冷源側和負荷側，涉及的設備多，掌握簡單；空調裝置的正常與否，直接影響建筑物設備的綜合功能，關系重大。掌握方案采納變一次流量，更有嚴格的技術要求。所以，掌握系統設計應當具有提高系統容錯力量和牢靠性的技術措施。 1）除了主要工作模式以外，還考慮后備工作模式 系統的主要工作模式以變一次流量掌握作為設計目標，同時也保留了以傳統模式工作的可能性(作為備用模式)。在設備全部正常時，變頻調速冷凍水泵閉環掌握投運，系統作變一次流量掌握；萬一變頻調速閉環掌握不能投運時，系統也可特別便利地切換成傳統工作模式，即冷凍水泵恒定轉速，同時投入壓差旁通掌握，系統仍能正常運行，只是后者的節能效果比前者差。 為了實現這一后備運轉力量，只需把低流量旁通閥門的規格仍選擇為能夠作壓差旁通掌握的規格。在相應掌握器中設置這兩種掌握模式的程序，并使操作員能夠作模式選擇。由于兩種工作模式在設備配置上差異不大，掌握元件的配置和選擇能滿意這兩種工況的需要。 2）系統運轉可以不完全依靠BAS和冷凍機的