暖通空调变流量系统设计要点

①集中空调冷水系统的选择，应符合下列规定：

 
a.除设置一台冷水机组的小型工程外，不应采用定流量级泵系统。

b.冷水水温和供回水温差要求一~致且各区域管路压力损失相差不大的中小型工程，宜采用变流量一级泵系统; 单台水泵功率较大时，经技术和经济比较，在确保设备的适应性、控制方案和运行管理可靠的前提下，可采用冷水机组变流量方式。 

c.系统作用半径较大、设计水流阻力较高的大型工程，宜采用变流量二级泵系统。当各环路的设计水温一致且设计水流阻力接近时，二级泵宜集中设置；当各环路的设计水流阻力相差较大或各系统水温或温差要求不同时，宜按区域或系统分别设置二级泵。 

d.冷源设备集中设置且用户分散的区域供冷等大规模空调冷水系统，当二级泵的输送距离较远且各用户管路阻力相差较大，或者水温(温差)要求不同时，可采用多级泵系统。

 

②空调水系统自控阀门的设置应符合下列规定：

 
a.多台冷水机组和冷水泵之间通过共用集管连接时，每台冷水机组进水或出水管道上应设置与对应的冷水机组和水泵连锁开关的电动两通阀；

 b.除定流量一级泵系统外，空调末端装置应设置水路电动两通阀。

 
③定流量一级泵系统应设置室内空气温度调控或自动控制措施。

 
④变流量一级泵系统采用冷水机组定流量方式时，应在系统的供回水管之间设置电动旁通调节阀，旁通调节阀的设计流量宜取容量最大的单台冷水机组的额定流量。

 
⑤变流量一级泵系统采用冷水机组变流量方式时，空调水系统设计应符合下列规定：
a.一级泵应采用调速泵;
b.在总供、回水管之间应设旁通管和电动旁通调节间，旁通调节阀的设计流量应取各台冷水机组允许的最小流量中的最大值。
c.应考虑蒸发器最大许可的水压降和水流对蒸发器管束的侵蚀因素，确定冷水机组的最大流量;冷水机组的最小流量不应影响到蒸发器换热效果和运行安全性。
d.应选择允许水流量变化范围大、适应冷水流量快速变化(允许流量变化率大)、具有减少出水温度波动的控制功能的冷水机组。
e.采用多台冷水机组时，应选择在设计流量下蒸发器水压降相同或接近的冷水机组。

 

⑥二级泵和多级泵系统的设计应符合下列规定：
a.应在供回水总管之间冷源侧和负荷侧分界处设平衡管，平衡管宜设置在冷源机房内，管径不宜小于总供回水管管径。
b.采用二级泵系统且按区域分别设置二级泵时，应考虑服务区域的平面布置、系统的压力分布等因素，合理确定二级泵的设置位置。
c.二级泵等负荷侧各级泵应采用变速泵。
变流量系统是指水路系统的空调末端使用二通控制阀的系统，是与水路系统空调末端使用三通控制阀的定流量系统相对而言的。变流量与定流量均是指输送冷冻水的水路系统的流量，而不是通过末端的流量，经过末端装置的流量在上述两种方式下均是变化的。

 
变水量的目的是使由冷源输出的流量，其所载冷量与经常变化的末端所需冷量相匹配，从而节约冷量输送动力和冷源运行费用。

 
1)实现变流量系统与负荷匹配所采取的措施变流量系统的关键部件是二通控制阀。在末端流量调节方面，二通阀优于三通阀，因为二通阀具有等百分比的调节特性。

 
2)变流量系统常见的布置方式

 
①一级泵系统
下图为一级泵变流量系统示意图。负荷侧由室内恒温器调节二通阀进行控制，冷源侧和负荷侧之间的供回水管上旁通管，旁通管上装压差调节器，每台机组蒸发器的流量(或压差)传感器与压差阀控制关联。

变流量一级泵的基本控制应为：
a.机组台数根据系统负荷调节；
b.机组台数调节时，对应设置的冷水泵、冷却水泵等联锁调节；
c.压差控制阀常闭，当任意一台机组蒸发 器流量(或压差)低于允许流量(或压差)值时打开。

 
②二级泵系统
下图为二级泵变流量系统示意图。在这一系统的机房侧管路中，旁通管AB把水泵分为一次泵和二次泵。一次泵克服平衡管AB以下的水路水流阻力(包括冷水机组，初级水泵及其支路附件阻力)，二级泵克服AB以上的环路阻力(包括用户侧水阻力)。

该系统的运行方式为：一侧泵随冷水机组联锁启停，二次泵根据用户侧需水量进行台数启停控制。当二次泵供水量和一次泵总供水量有差异时，相差的部分从平衡管AB中流过，这样就能解决冷水机组和用户侧水量控制不同步问题。用户侧的供水量的调节通过二次泵的运行台数及压差旁通阀来控制(压差旁通阀控制方式与一次泵系统相同)，压差旁通阀的最大旁通量为一台二级泵的流量。

 
③变流量一级泵系统的特点与应用场合
变流量一级泵系统采用冷水机组定流量方式时系统简单，自控装置少，初投资低，管理方便，因而目前应用广泛。但是它不能调节水泵的流量，难以节省输送能耗，特别是当各供水分区彼此间的压力损失相差较为悬殊时，这种系统就无法适应。因为循环泵的扬程是按照最不利环路的阻力来确定的，而对于分区中压力损失较少的环路，供水压头有较大富裕，该支路上的调节阀将对其节流，造成能量的浪费。因此，对于系统较小或各环路负荷特性或压力损失相差不大的中小型工程，才宜采用冷水机组定流量方式的变流量一级泵系统。

 

④二级泵系统的特点和应用场合 

二级泵系统较为复杂，自控程度高，初投资大，在节能和灵活性方面具有优点。它可以实现变系统水量运行工况，节省输送能耗;水系统总压力相对较低;能适应供水分区不同压降的需要。二级泵系统中，设备运行台数的控制是以系统的实际运行情况为基础的，它必须经过一系列的检测和计算。凡系统较大，阻力较高，各环路负荷特性( 如不同时使用或负荷高峰出现的时间不同)相差较大，或压力损失相差悬殊(阻力相差50kPa以上)时，或环路之间使用功能有重大区别以及区域供冷时，应采用一二级泵系统。一二级泵宜根据流量需求的变化采用变速变流量调节方式。

 

⑤一级泵变流量的有关节能措施
一方面在负荷侧通过调节电动两通阀的开度改变末端设备的冷水流量，以适应末端用户空调负荷的变化；另一方面在冷源侧采用可变流量的冷水机组和变频调速冷水泵，使蒸发器侧流量随负荷侧的流量变化而改变，从而最大限度地降低冷水循环泵的能耗。同时确保通过冷水机组蒸发器的水流量在安全流量范围内变化，维持冷水机组的蒸发温度和蒸发压力相对恒定，保证冷水机组能效比相对变化不大。
它与传统的空调冷水一级泵 系统及二级泵系统相比，有以下优点：
a.由于取消了二级泵系统中的二级泵与相应的零配件、减震器、启动器、电线、控制器等，因而减少了空调冷水系统的机房面积及初投资。
b.降低了系统中循环水泵的电耗。有以下原因: 一级泵变流量系统中的一级泵均为大流量、高扬程的泵，相比于二级泵系统中的大流量低扬程的泵来说，水泵的固有效率高；无二级泵系统中消耗在附加零配件与装置(阀门、除污器、变径管、集水器等)上的阻力损失。
c.它能根据末端负荷的变化，通过改变水泵的转速调节负荷侧的流量，最大限度地降低水泵的能耗。
d.能消除机组侧定流量的一级泵和二级泵系统的“低温差综合症”使冷水机组高效运行。
e.能充分利用冷水机组的超额冷量，减少并联的冷水机组和冷却水泵的全年运行时间和能耗。