空调变频水泵三种压差控制方式的比较

一次泵变流量系统中，压差传感器设置的位置对循环泵的能耗及系统的安全运行有着非常重要的影响。

     以各末端采用静态平衡阀为例，有三种压差传感器的设置位置（如下图 1），其中△P 1 、 △P 2 、 △P 3 分别代表方案 1、方案2、方案3。

     方案 2和方案3是目前常用的控制方式，但方案3的应用有前提条件。

图 1   变流量系统压差传感器位置图

     在下图 2中，在设计工况下，水泵以转速n运行，总管路性能曲线a与水泵特性曲线n的交点A为工作点，系统流量Q。

     注：在以下的说明中，将冷水机组的局部阻力等效视为管路的沿程阻力。

图 2 变流量系统变频泵运行工况

1 .  方案 1

      压差传感器设置在循环泵进出口，采用图 3中的△P 1 来控制变频泵的转速，此时的 △P 1 就是变频泵的扬程。

图 3  方案 1水压图

     在上图 3中，在部分负荷下，由于流量的减小，供、回水管路上的压降将减少，管路水压斜率变小。末端各支路均等比增加了可资用压头。

     在部分负荷 Q _B 时，要求保证系统压差 △P 1 不变。

     水泵工作点变为 B点，水泵变频转速降低至n1，见图2。

2 .  方案 2

     压差传感器设置在系统前端，即是冷水机组出口、水泵入口。采用下图 4中△P 2 来控制变频泵的转速。

图 4   方案 2 水压图

     部分负荷 Q _B 下，由于流量的减小，供、回水管路上的压降将减少，管路水压斜率变小。

     为了保证 △P ₂ 不变，末端各支路均等比增加了可资用压头。

     水泵扬程变成图 2中的△P ₁ ’ ，工作点为 B ’ ，   水泵变频转速降低至 n 2 。

3.  方案 3

     压差传感器设置在系统的末端，采用图 5中△P ₃ 来控制变频泵的转速 。

图 5  方案 3 水压图

     在部分负 荷时 Q _B 下，由于流量的减少，供回水管路上的压降将减少，管路水压线斜率变小。

     为了 保证系统末端支路压差 △ P3不变，前端各支路均等比减少了可资用压头。此时水泵扬程变 成 3 △ P1”。

     在图 2 中，此时系统的工作点为 B”（△P1"与QB的交点），水泵转速降低至n3，总 管路性能曲线变为 a3。

     由此可知，这种情况下水泵运行是最节能的。

     但是，此时如果某一支路的空调负荷不是减少而是增加，那么这一支路的流量将不能保证。

     比如，在酒店的空调系统中，室外温度降低时，顶层远端空调机组负荷减少，但是，处于二层等裙房的宴会厅的冷负荷主要是人员和新风的负荷，这样的负荷往往不随室外温度的降低而减少。

     这种情况下将压差传感器设置在系统末端将有可能使得宴会厅的空调系统不能正常工作。

     因此，在系统前端有与末端负荷变化趋势相反的负荷存在时，不建议采用此种方法。

     或者在宴会厅的空调末端入口处再设一个压差传感器，控制软件编程时要求在宴会厅使用时，其空调末端的压差必须得到保证。

4 .  总结

     由图 2可知，三种方案的水泵转速为n 1 ＞ n 2 ＞ n 3 ， 所以综合以上三种传感器的设置方案，空调系统在部分负荷时能耗大小为：

     方案 1  > 方案 2  > 方案 3

     但是有些时候，方案 3 不能代表整个系统的变化趋势，只有方案 2 能够反 映系统整体负荷的变化且能耗也相对少。