第16卷第3期湘潭礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)VoL 16 No. 3Sep. 20012001年9 月J. XIANGTAN MIN. INST.Sep.2001文章編號(hào):1000.93002001)03-0028 04-級泵變流量空調(diào)系統(tǒng)部分負(fù)荷下循環(huán)水泵運(yùn)行工況分析劉何清'，劉傳聚2(1.湘潭工學(xué)院資源工程系，潮南湘潭41120112. 同濟(jì)大學(xué)熱能工程系，上海200092)摘要:圍繞空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水乘在部分負(fù)荷下運(yùn)行常見故障，將空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷變化分為負(fù)荷漸變和負(fù)荷突變2種情況,對一級系變流量系統(tǒng)循環(huán)水乘運(yùn)行工作點(diǎn)的變化進(jìn)行了分析,結(jié)果是:在負(fù)荷漸變情況下,只要水裘選型合理,不會(huì)出現(xiàn)循環(huán)水策運(yùn)轉(zhuǎn)異常;在負(fù)荷突變情況下,循環(huán)水系過載或不能啟動(dòng)的原因是由于系魷阻力特性系教變化與水系設(shè)計(jì)揚(yáng)程下聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)工作點(diǎn)對應(yīng)的阻力特性系數(shù)不匹配，造成水系實(shí)際工作點(diǎn)發(fā)生偏移，超出水乘的合理工作范圍引起的并提出了為保證部分負(fù)荷下水系正常運(yùn)轉(zhuǎn).對系統(tǒng)設(shè)計(jì)和水乘選型的要求，圖3,表1,參6.關(guān)鍵調(diào):部分負(fù)荷:橢環(huán)水泵;運(yùn)行工作點(diǎn)r阻力特性系數(shù)中圖分類號(hào):TU831文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算、設(shè)備選型及水系統(tǒng)管徑確定，都是以最不利情況進(jìn)行的,水系統(tǒng)循環(huán)水泵亦不例1空調(diào)系統(tǒng)循環(huán)水泵在部分負(fù)荷下外對于雙管制系統(tǒng)(目前,大多數(shù)中央空調(diào)系統(tǒng)均采運(yùn)行常見故障用雙管制系統(tǒng))循環(huán)水泵通常冬夏合用，設(shè)計(jì)選型時(shí)，又以夏季設(shè)計(jì)水流量、設(shè)計(jì)水阻力進(jìn)行但是,空調(diào)系(1)供冷期或供熱期部分負(fù)荷下,只需開一臺(tái)泵或統(tǒng)冷熱負(fù)荷年四季均在變化,全年95%以上的時(shí)間二臺(tái)泵時(shí)水泵過載，或不能啟動(dòng),造成電機(jī)發(fā)熱，甚至是在部分負(fù)荷下運(yùn)行,對于-級泵系統(tǒng),為保證空調(diào)房燒毀電機(jī)間溫濕度要求,在末端裝置前或后沒有電動(dòng)二通閥(等(2)由于冬季設(shè)計(jì)熱負(fù)荷較夏手冷負(fù)荷小，冬季設(shè)百分比二通閥或雙控二通閥)，以改變通過末端裝置的計(jì)循環(huán)水流量一般只有夏季循環(huán)水流量的40%~冷東水量(或熱水量)，負(fù)荷側(cè)水系統(tǒng)是在變流量下運(yùn)70%左右，致使供暖轉(zhuǎn)換期水泵可能不能啟動(dòng)行;而冷源側(cè)為適應(yīng)負(fù)荷側(cè)的變流量，通常采用臺(tái)數(shù)控2變流量空調(diào)系統(tǒng)部分負(fù)荷下制法，目前,常見的有代表性的-級泵變流量系統(tǒng)的典型布置形式如圖1所示如圖1所示，為了保證冷水機(jī)組的定沉量,在負(fù)荷0-側(cè)與冷源側(cè)之間設(shè)有帶旁通閥的旁通管，當(dāng)負(fù)荷側(cè)水流量減小，旁通管的旁通水流量增加,使冷源側(cè)水流量保持不變,保證循環(huán)水泵和冷水機(jī)組的水量不變(在定的流量范圍內(nèi)).又根據(jù)水泵的特性曲線,水泵定亮量其提供的揚(yáng)程亦為定值又冷源側(cè)水流量不變,其水阻力不變因此,雖然負(fù)荷側(cè)的電動(dòng)二通閥的開度關(guān)小但由于旁通管的作用,負(fù)荷側(cè)的水阻力在一定的流0溫度傳感元件量范圍內(nèi)保持某一定值，其大小等于水泵提供的揚(yáng)程級泵變流量系統(tǒng)減去冷源側(cè)的水阻九又如圖1所示，負(fù)荷側(cè)水系統(tǒng)與Fig.1 Variable Aow system of the one - stage pump旁通管之間中國煤化工量之和等于水1YHCN MHG收稿目期200102121修訂日期: 2001-04-28作者葡介:劉河清(1964-),男山東榮城入,湘潭工學(xué)院酬教授,主嬰從事愛酒空測研究第16卷第3期劉何清等:一級系變流量空調(diào)系統(tǒng)部分負(fù)荷下循環(huán)水泵運(yùn)行工況分析9泵提供流量”關(guān)系，根據(jù)此關(guān)系可在水泵性能曲線圖上S:=Sn+R= s.表示出任一時(shí)刻的負(fù)荷側(cè)阻力特性曲線和系統(tǒng)總阻力特性曲線，如圖2,圖中繪出了旁通水量達(dá)一臺(tái)泵水流由此式可得,2臺(tái)泵的聯(lián)合工作點(diǎn)為(2Ls/3,H ).量,旁通控制裝置動(dòng)作前的負(fù)荷側(cè)阻力特性曲線Srz、(3)隨著系統(tǒng)負(fù)荷繼續(xù)減小，旁通閥再次逐漸開Sy,和旁通控制裝置剛動(dòng)作,旁通閥恢復(fù)關(guān)閉狀態(tài),水大，此時(shí)系統(tǒng)冷源側(cè)的水阻力穩(wěn)定在huz=RI/4=RL/泵聯(lián)合臺(tái)數(shù)發(fā)生變化時(shí)的總阻力特性曲線S,Sz、S3.9,負(fù)荷側(cè)水阻力穩(wěn)定在hp= H:-hy2.當(dāng)旁通流量又達(dá)到一臺(tái)泵流量時(shí),旁通控制裝置動(dòng)作前,負(fù)荷側(cè)系統(tǒng)阻力特性系數(shù)為合理工作范圍上限Srz=4(S2R)= 9(S, - R.2/ 7(4)旁通控制裝置再次動(dòng)作，停止第二臺(tái)泵和對應(yīng)'合理工作范園F限的冷水機(jī)組,轉(zhuǎn)換為一臺(tái)泵工作，旁通閥恢復(fù)關(guān)閉狀態(tài),此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的總阻力特性系數(shù)為S =Spr+R= 4S: = 9Ss由此式可得，一臺(tái)泵的工作點(diǎn)為(Ls/3,Hs).上述分析表明,系統(tǒng)負(fù)荷若逐漸變化，系統(tǒng)水流量靠電動(dòng)二通閥自動(dòng)調(diào)節(jié),則水泵的工作點(diǎn)在某等壓線圖2一 鹱泵系眺臺(tái)教控制法循環(huán)水聚工作點(diǎn)變化上變化，即:H=H2=H，說明只要水泵設(shè)計(jì)選擇合Fig.2 The change of working point of the set controled理,聯(lián)合工作點(diǎn)落在合理范圍內(nèi),在負(fù)荷逐漸變化的情circulating pump in the one-stage pump system況下是不會(huì)出現(xiàn)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)異常的2.1負(fù)荷逐漸變 化的情況下面以3臺(tái)泵聯(lián)合工作的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行水泵運(yùn)行對于4臺(tái)、5臺(tái)等更多臺(tái)水泵聯(lián)合工作的系統(tǒng)，當(dāng)水泵采用臺(tái)數(shù)控制法時(shí),旁通控制裝置動(dòng)作前后(水泵工祝分析，設(shè)通過系統(tǒng)最不利情況的設(shè)計(jì)計(jì)算得,水泵設(shè)計(jì)聯(lián)合臺(tái)數(shù)發(fā)生變化前后)負(fù)荷側(cè)和系統(tǒng)總阻力特性系聯(lián)合工作點(diǎn)為(L,H,),系統(tǒng)總阻力特性系數(shù)為Ss,數(shù)可采用下式計(jì)算.負(fù)荷側(cè)阻力特性系數(shù):冷源側(cè)各分支通路的阻力特性系數(shù)均為R.(1)隨系統(tǒng)負(fù)荷的減小負(fù)荷側(cè)循環(huán)水流量減小Sr(e1)告(s. - R)，旁通閥打開旁通流量逐漸增加，但冷源側(cè)水阻力穩(wěn)定系統(tǒng)總阻力特性系數(shù):在hus= RL:/9,負(fù)荷側(cè)的水阻力穩(wěn)定在hy=(Hs-S. = S..hu).隨著系統(tǒng)負(fù)荷的繼續(xù)減小，旁通水流量增加到一臺(tái)泵流量時(shí),在旁通控制裝置動(dòng)作前,負(fù)荷側(cè)的水流量只有式中: 為系統(tǒng)設(shè)計(jì)狀態(tài)水泵聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)總臺(tái)數(shù);k為負(fù)2L/3,由此可得此狀態(tài)下負(fù)荷側(cè)的阻力特性系數(shù)為:荷變化后水泵聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù);S_為設(shè)計(jì)狀態(tài)下系統(tǒng)總阻力特性系數(shù):S,為負(fù)荷變化后k臺(tái)泵聯(lián)合工作時(shí)系Sp -號(hào)(s,- R統(tǒng)總阻力特性系數(shù)1Scu-)為系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為k臺(tái)泵聯(lián)合工(2)旁通控制裝置動(dòng)作,停止一臺(tái)泵和相應(yīng)的冷水作旁通控制裝置動(dòng)作前負(fù)荷側(cè)系統(tǒng)總阻力特性系數(shù);機(jī)組，轉(zhuǎn)換為2臺(tái)泵聯(lián)合工作,旁通閥恢復(fù)關(guān)閉狀態(tài)，R為冷源側(cè)各分支阻力特性系數(shù).此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的總阻力特性系數(shù)為對于3、4.5、6 臺(tái)水泵不同運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)系統(tǒng)總阻力特性系數(shù)見表1:表1不同這特臺(tái)數(shù)系 統(tǒng)總阻力特性系敷Tab.1 Overall characteristic coefficient of the obstruction in the system with different running sets3臺(tái)臺(tái)I中國煤化工YHDCNMHGSH- .o0SSo 1600.S工30湘潭礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)2001年9月S"=R2.2系統(tǒng)負(fù)荷突變情況<9空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)常根據(jù)建筑物平面房間使用時(shí)間、,.-(1+醫(yī):+)末端裝置的類型等將空調(diào)水系統(tǒng)分為幾個(gè)分支系統(tǒng)，此阻力特性系數(shù)的比值表明:當(dāng)只有最小阻力特以便分區(qū)控制另外，一般民用建筑物空調(diào)系統(tǒng)多冬夏性系數(shù)分支水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)如圖2,阻力特性系數(shù)S于合用,而冬季設(shè)計(jì)熱負(fù)荷較夏季冷負(fù)荷小，冬季設(shè)計(jì)循設(shè)計(jì)揚(yáng)程下一臺(tái)泵工作對應(yīng)的阻力特性系數(shù)Sr,水泵環(huán)熱水量般只有夏季循環(huán)水量的40%~70%左右.的工作點(diǎn)1將位于中工作點(diǎn)1的右下方,特別當(dāng)R較因此，實(shí)際空調(diào)水系統(tǒng)常常人為控制在部分負(fù)荷下運(yùn)R2、R:小較多時(shí)，水泵的工作點(diǎn)有可能超出合理工作行，只衢部分系統(tǒng)、部分水泵投人運(yùn)行下面討論系統(tǒng)范圍，出現(xiàn)水泵過載或不能啟動(dòng)等現(xiàn)象.負(fù)荷突變情況下的水泵運(yùn)行工祝2.2.2冬季只需開部分水泵的情況2.2.1部分 系統(tǒng)運(yùn)行情況冬季由于熱水量較小，只需開啟部分水泵,水系統(tǒng)如圖3,以3條分支水系統(tǒng)進(jìn)行分析.全部運(yùn)行,特別當(dāng)系統(tǒng)處在冬季設(shè)計(jì)狀態(tài)下運(yùn)行，此時(shí)系統(tǒng)總阻力特性系數(shù)將遠(yuǎn)小于夏季設(shè)計(jì)揚(yáng)程下部分水泵聯(lián)合工作阻力特性系數(shù),造成部分水泵聯(lián)合工作時(shí)工作點(diǎn)超出合理工作范圍，出現(xiàn)水泵過載或不能啟動(dòng)R等現(xiàn)象.2.3實(shí)際工作點(diǎn)偏移狀況分水器集水器對于一次泵變流量系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷逐漸變化，菲R一系統(tǒng)各分支阻力特性系數(shù)二通閥自動(dòng)調(diào)節(jié)時(shí)，只要水泵設(shè)計(jì)選型合理,則不會(huì)出圖3空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)異常;當(dāng)人為控制水系統(tǒng)大幅度變化，系統(tǒng)阻力Fig.3 Air - conditional aystem特性系數(shù)變化與水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程下聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)工作點(diǎn)對應(yīng)設(shè)系統(tǒng)各分支阻力特性系數(shù)分別為RR:R,其的阻力特性系數(shù)不四配時(shí),水泵的實(shí)際工作點(diǎn)發(fā)生偏中R