中央空調(diào)水系統(tǒng)多臺水泵并聯(lián)運行工況研究

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1、萬方數(shù)據(jù)建筑節(jié)能與綠色建筑中央空調(diào)水系統(tǒng)多臺水泵并聯(lián)運行工況研究一，前言中央空調(diào)系統(tǒng)中，水泵的能耗占系統(tǒng)總能耗的20％左右．同時．根據(jù)美國制冷空調(diào)協(xié)會(ARI)統(tǒng)計．空調(diào)設備全年約90％的時間在負荷率70％以下運行。因此，隨著技術的進步和設備的成熟．近年來變頻調(diào)速技術在越來越多中央空調(diào)的冷凍水系統(tǒng)都得到應用，以期降低水泵能耗。但在項目實際設計和運行中．往往對多臺冷凍水泵并聯(lián)運行的實際工況認識模糊．有設計者和設備廠家提出了并聯(lián)水泵越多越節(jié)能的觀點．還出現(xiàn)了在空調(diào)部分負荷工況下．是同步變頻還是工頻+變頻的技術分歧．設計人員與物業(yè)管理人員在此類問題上的認識也不一致

2、。本文根據(jù)實際項目的設計．針對大、中型公共建筑中，采用多臺冷水機組、配置多臺冷凍水泵并聯(lián)運行時．在滿負荷和部分負荷工況下的水泵控制方案進行分析討論．為中央空調(diào)的冷凍水系統(tǒng)設計提供參考。二、分析案例的空調(diào)方案概況本文以結合本公司的上海世博招商局中心和北京康拉德酒店兩個項目的中央空調(diào)案例．對多臺冷凍水泵并聯(lián)運行時在不同負荷率工況條件下的運行策略進行對比分析。兩個項目的中央空調(diào)設計概況如下上海世博招商局中心由區(qū)域冷凍站提供冷源．冷凍站與本建筑之間通過板式換熱器提供冷凍水。配置兩用一備共三臺相同型號的冷凍泵．每臺水泵額定流量為160m3／h．揚程為33．3M(H20

3、)。北京康拉德酒店中央空調(diào)為配置了三臺550RT離心冷水機組．冷凍水循環(huán)采用一次泵方案，三臺冷凍水泵并聯(lián)同時運行．每臺水泵額定流量為290m3／h．揚程為35M(H20)。三、招商局中心雙泵工頻并聯(lián)運行工況分析1．計算管路特性系數(shù)值根據(jù)H=S×Q2．代入滿負荷時H=33．3M(H20)、Q=160×2m3，h=320m3，h=O．0889m3／s．可計算出管路特性曲線系數(shù)S=4213～．2、繪制冷凍水系統(tǒng)工況圖根據(jù)S計算值和水泵樣本曲線(分析采用格蘭富HS離心雙吸口招商地產(chǎn)控股股份有限公司梁家成泵樣本．型號為200—150·483．配6極電機)．在Q·H坐標

4、系中繪制管路特性曲線圖、單臺水泵樣本曲線．并用水泵的橫加法原理繪制出兩臺水泵并聯(lián)工頻運行的特性曲線圖(此時水泵的高效運行段與管路特性曲線有交點)：砌矚，l■暑l{nI^一注：圖中．(Q-H)1．2為每臺泵的工頻運行曲線．(Q—H)1+2為兩臺泵工頻并聯(lián)運行曲線．D點為滿負荷工況下兩臺水泵工頻并聯(lián)運行時的運行工況點．即管路設計工況點．A點為單臺水泵工頻運行(另一臺泵停機)的運行工況點．P點為兩臺泵工頻并聯(lián)運行的管路實際運行工況點．M點為60％負荷率時管路運行工況點。3、滿負荷時運行工況分析1)HP>HD．QP>QB．說明雙泵工頻并聯(lián)運行時的實際運行工況點流量、

5、揚程均高于設計需求。該偏離值與管路特性曲線、水泵特性曲線相關。2)QA，QD=310．63／320=0．97．說明單臺水泵運行的調(diào)節(jié)能力很強．只開一臺循環(huán)泵即可滿足絕大部分的部分負荷情況需求；3)QP，QA=338．75，310．63=1．09．說明兩臺水泵并聯(lián)運行時．在工況點上的總水量不能比單泵運行時成倍增加．在空調(diào)水系統(tǒng)中．由于管路曲線較陡(S值較大)．而水泵特性曲線又較平緩．這種現(xiàn)象更為明顯．而且隨著并聯(lián)水泵臺數(shù)的增加．總水量的折減量會更大．在本案例中，兩臺水泵的合并流量僅比單臺水泵運行增加了9％。4、負荷流量介于P點與A點之間時的水泵運行策略分析1)

6、工頻+變頻并聯(lián)運行的可行性分析變頻水泵可視為流量、揚程均小于工頻水泵的小泵。根據(jù)水泵并聯(lián)運行的原理．若要兩臺或兩臺以上水泵能夠并聯(lián)工作．必須滿足如下條件：a、水泵的揚程有重疊段．即大泵的最低揚程小萬方數(shù)據(jù)于小泵的最大揚程：b、水泵的疊加曲線與管路運行曲線有交點；即保證所有水泵均在高效段工作：c、變頻水泵的運行運行工況點滿足水泵的相似律．即滿足f1，f2=n1，n2=Q1，Q2．H1，H2=(n1，n2)2，N1，N2=(n1，n2)3，且H1=K×Q12．H2=K×Q22(f、n、Q．H、N分別表示水泵的電機運行頻率、轉速、水泵流量、揚程及耗功率，下標1、2

7、分別表示工頻和變頻工況．K為等效率曲線系數(shù))。由于中央空調(diào)的冷凍水系統(tǒng)為閉式系統(tǒng)．管路特性曲線為經(jīng)過原點的拋物線．因此實際上水泵的等效率曲線系數(shù)K值與管路特性系數(shù)S值相等，即K=4213．5。下面用圖解法求出本案例變頻水泵的運行工況點H：和Q2．并校核H：和Q：是否滿足上述條件。假設需要兩臺水泵以工頻+變頻方式運行于下圖的D點．從D點引水平線與水泵特性曲線交于B點．與坐標縱軸交于C點。此時工頻水泵運行于B點．在圖上測量得到工頻泵的運行參數(shù)HB=33．3M(H20)，QB=283m3，h：由此可推導出H2=HB=33．3M(H20)，Q2=QD-QB=320-

8、283=37m3／h=O．01028m3／s。計算H