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二次泵系统的设计及控制方法探讨(三)

2020-09-29 14:44:43

下面以图8为例,计算系统在不同负荷分布不同控制方式下所需的水泵扬程。为简化分析,计算中假设用户设计负荷相等,且用流量代替用户负荷变化。计算结果见表1图9

带有6个相同末端的空调水系统图

图8 带有6个相同末端的空调水系统图

不同负荷分布不同控制方式下水泵所需的扬程(单位:kPa) 表1

流量

用户6处定压差

用户1处定压差

负荷集中于近端

负荷集中于远端

比例负荷

0m3/h

48.00

48.00

48.00

84.00

45m3/h

48.67

58.57

49.65

84.66

90m3/h

50.91

71.67

54.66

86.67

135m3/h

55.34

83.55

63.00

90.00

180m3/h

63.67

92.52

74.67

94.68

225m3/h

78.71

100.68

89.67

100.97

270m3/h

108.00

108.00

108.00

108.00

图9中,OP为水泵曲线;OQ为系统曲线;OAN为远端定压差、负荷集中于近端的控制曲线;OCN为远端定压差、负荷集中于远端的控制曲线;OBN为比例负荷变化时的控制曲线;由曲线OANCO组成的封闭区域即为远端定压差控制时系统工况点的变化范围;ODM为近端定压差控制曲线。

不同用户负荷分配时的控制曲线

图9 不同用户负荷分配时的控制曲线

通过上述分析计算,可以得出以下结论:

① 系统近端定压差时,水泵扬程需求仅取决于负荷大小而与负荷分布无关;远端定压差时,水泵扬程需求不仅与负荷大小有关,还与负荷分布有关。

② 除用户全开或全关两种工况外,远端定压差时系统扬程需求较近端时小,系统运行较为节能。这是因为远端定压差时,系统具有最大的可变扬程。

③ 系统远端定压差时,用户负荷集中于近端时系统扬程需求较比例负荷时小,负荷集中于远端时系统扬程需求较比例负荷时大。这是因为远端负荷需要的输送能耗大。

结论

在空调变水量系统设计中,国内常采用分集水器压差旁通控制的一次泵系统,国外常采用带桥管的二次泵系统。本文对二次泵系统形式、负荷调节及压差控制策略进行了探讨,得出以下结论:

二次泵系统通过设置桥管,不仅有效地解决了冷机定流量负荷变流量的矛盾,而且实现了系统各部分水力工况隔离,同时具有分布式水泵水力稳定性好的特点;

当供冷系统容量较大且负荷变化范围较宽时,采用多泵并联变速运行可有效降低运行能耗,在低负荷时系统仍能保持较高的效率。

水泵调速采用远端恒定压差控制时,系统具有最大的可变扬程,运行能耗较近端压差控制要小。远端压差控制的扬程需求不仅与负荷大小有关,还与负荷分布有关。

参考文献

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[2] Luther K. Variable Volume Pumping Fundamentals HPAC August 1998.

[3] Luther K. Applying variable volume pumping HPAC October 1998.

[4]Weinstein Taylor and Associates The PST System Hydronic circuitry for high efficiency. http://www.wtaeng.com

[5] 江亿 用变速泵和变速风机代替调节用风阀水阀 暖通空调 1997 27(2)

[6] 秦绪忠 江亿 供热空调水系统的稳定性分析 暖通空调 1998 28(3)

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[8] Hegberg, R. A. 1997. Selecting control and balancing valves in variable flow system. ASHRAE Journal. June, pp53~62

[9] Petijean, R.T. 1992. Total balancing. Tour & Anderson.

[10] 施俊良 调节阀的选择 北京:中国建筑工业出版社 1986.12

作者简介

李建兴,男,1972年生,汉族,山西原平人,天津大学讲师,工学博士,参与编写著作一部,已发表论文十余篇,现从事建筑环境与设备工程专业教学与科研工作。通讯地址:天津市南开区卫津路92号 天津大学 环境科学与工程学院 300072 电话: 022~87892934 电子信箱: Ljx918@eyou.com

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