空调冷水系统演变与一次泵变流量系统简介

空调冷水系统演变与一次泵变流量系统简介

摘要 本文针对《空调冷水系统演变与一次泵变流量系统简介》一文的研究方式和阐述的学术观点，从不同视角提出不同看法。

关键词 变流量一次泵水系统 安全 服务 节能

0 引言

《暖通空调》杂志2008年第3期赠刊上刊登了《空调冷水系统演变与一次

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泵变流量系统简介》。此外，特灵空调依托其丰富的工程设计和调试经验，编制了“中央空调节能设计指南”手册，其中一次泵变流量系统被列入手册的第二

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部分。上述文献对空调冷水系统演变和一次泵变流量系统从理论和实践两方面进行了可贵的探索，但所得结论值得商榷。 1 传统的一次泵系统不是定流量系统

文献[1]将图1（a）定义为一次泵定流量系统，既通过蒸发器的冷水流量不[1]

变。负荷侧末端采用变流量，在表冷器出口设置电动两通阀。在冷水的供水总管和回水总管上设置一根旁通管，旁通管内流量是冷源侧流量与用户侧流量之差，旁通管上装有电动阀[1]。旁通水量由旁通阀控制，而旁通阀开度则由压差控制器控制。图1（b）仅是在制冷机组进水处增设了供水总管。

（b）

图1一次泵系统原理图

1.1 以系统设计流量控制旁通流量

如果根据通过蒸发器的流量Qj不变和旁通流量Qp是冷源侧流量Qj与用户侧流量Qm之差的技术要求，旁通阀的开启压力应保障2台制冷机组标称流量之和不变。既Qj＝Q2，水泵工作点始终维持在（Q2、H2）不变（参见图2）。在图2

中分别给出单台和双台制冷机组设计流量Q1、Q2和扬程H1、H2。当用户侧流量Qm

图2水泵工作点分析图

但是，在单台机组运行工况时情况就不同了。当用户侧流量Q0

在图1所示的一次泵系统中，尽管图1（a、b）的分析方式不同，但是，在部分冷负荷工况下，当末端恒温控制阀关小或关闭时，管网特性随之产生变化的属性是相同的。管网阻力增加，图2中水泵工作点就会左移，水泵流量相应减少，扬程相应升高。虽然系统压力的增加会使其余末端用户的资用压头升高，流量相对增多。但是，其温控阀随后会相应关小，实施水量调节。所以，其他末端流量增加的现象是暂时状态。温控阀的调节又会致使系统管道阻力进一步增大，由于温控阀具有延迟属性，需要经过一段时间的动态调节后，水泵才稳定运行在新的工作点上，系统达到新的平衡，直到下一次新的负荷调节出现。

由于制冷机组变流量的范围不是从0％～100％，因此当用户侧的流量低于制冷机组最低允许流量时，需旁通部分水流量，保证蒸发器内水流量不低于机组最

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低允许流量。如果将机组最小允许流量理解成单台制冷机组最小安全允许流量是正确的话，并按此原则整定旁通阀控制。那么，当系统流量低于这个最低安全流量之前，旁通阀并不开启。图2中给出了10％和50％两种单机标称流量控制参数，冷源侧流量Qj的变化范围由Q0～Q1区间扩大到Q0.5(Q0.1)～Q2。既可在系统最小安全流量和最大设计流量之间变化，蒸发器内实际流量将跟随末端流量的变化而不断变化，既Qp＝0，Qj =Qm还是变量。

可见无论如何设定旁通阀动作值都不能稳态地实现文献[1]所期望的“通过蒸发器的冷水流量不变”， 在具备空调末端主动性调节属性的空调系统中，传统的一次泵系统并不是惯性思维中的定流量系统。空调末端流量变化是主动性

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的，是决定因素；而冷源侧变流量则是被动的，是次要矛盾。所以简单地将传统一次泵系统定义为定流量系统是不严谨的。 2 制冷机组流量变化率

从文献[1]基于图3一次泵变流量系统原理图定义之上，提供的模型（图4a）看，当流量从约280m3/h降低到约150m3/h，流量变化率约为50%，所用时间应以秒计。假如图3系统中各台主机规格相同，当并联启动第二台制冷机组时，如果错误地采用先开制冷机组，然后开冷水泵的操作程序。那么，第一台在线机组的流量就可能出现图4-a的情况，甚至导致两台机组停运。

图3 一次泵变流量系统原理图

而在图1（a）系统中，因第二台冷水泵尚未投入运行，水系统中靶流开关或机组保护功能动作将导致第二台机组起动失败，第一台在线机组流量则不会因出现图4-a现象停机。

显然，任何最终可能导致制冷机组停运的运行控制策略在工程中都是不允许的。在操作程序中必须严格遵守先运行冷水泵然后启动制冷机组的操作程序来避免图4-a事故中发生，即使是配置具有前馈控制和变流量补偿功能的机组（图4-b）也不例外，毕竟保证系统安全运行才是根本。

图4 两种机组比较

3 系统流量变化范围

蒸发器水流量变化必然引起制冷机组的出水温度波动，甚至导致制冷机组运行不稳定。因此制冷机组的流量许可变化范围和流量许可变化率是衡量制冷机组性能的指标[1]。过去几乎所有的厂家都说制冷机组的流量不能低于厂家规定的标称流量，科学技术发展到今天，大多数制冷机组实际最低安全流量都已经达到50％标称流量以下。个别机器运行到10％[3]。由于市场竞争激烈，有的厂家在产