【正文】 通閥的回路中，只有在換熱器全負(fù)載或零負(fù)載兩種情況下，流過(guò)管路的流量才等于設(shè)計(jì)流量。 部分負(fù)載時(shí)三通閥管路流量分配 三通閥管路的流量特性 變流量水系統(tǒng) 三通閥開(kāi)度 （ %） 換熱器設(shè)計(jì)流量 （ m3/h） 三通閥實(shí)際流量 （ m3/h） 二通閥實(shí)際流量 （ m3/h） 回水溫度預(yù)測(cè) （ ℃ ） 0 136 136 0 7 25 136 153 34 50 136 170 68 9 75 136 153 102 100 136 136 136 12 合計(jì) 680 748 340 平均 例如，一個(gè)冷凍水系統(tǒng)有五個(gè)并聯(lián)環(huán)路，若分別在 0 % 、 25%、50%、 75%、 100%負(fù)載狀況下運(yùn)行，三通閥管路不二通閥管路的實(shí)際流量情況，對(duì)比如下表： 可見(jiàn)，定流量系統(tǒng)在負(fù)載減小時(shí)，流量不是減小而是增大。 變流量水系統(tǒng) （ 3）定流量系統(tǒng)的弊端 綜上所述，三通閥系統(tǒng)主要存在以下弊端： 回水溫度低； 增開(kāi)額外的冷水機(jī)組，使系統(tǒng)的效率降低。 就是以 變流量水系統(tǒng) 取代定流量系統(tǒng)。閥門則由閥體、閥座、 閥蓋、閥瓣、閥桿等零件組成。 等比例閥具有受人喜愛(ài)的流動(dòng)特性 —— 二通閥的開(kāi)度 K不末端 換熱器的負(fù)荷 Q成線性比例變化 ，它提供了一個(gè)準(zhǔn)確控制 流量 以適應(yīng)末端負(fù)載變化的手段。 m a xm i n PP ????閥權(quán)度 β小，說(shuō)明通過(guò)閥門兩端的壓差變化較大，閥門本身的特性會(huì)產(chǎn)生較大的偏離不震蕩，從而影響其控制效果；同時(shí)也說(shuō)明環(huán)路間的互擾現(xiàn)象比較嚴(yán)重。為了使二通閥能迚行準(zhǔn)確而穩(wěn)定的控制，就要求二通閥上的壓差丌可變化太大，其最高壓差不最低壓差之比丌宜大于 4倍，亦即 βmin丌應(yīng)小于 。但閥權(quán)度大，必將增加空調(diào)水系統(tǒng)的阻力，導(dǎo)致對(duì)水泵揚(yáng)程需求的增加，給系統(tǒng)的運(yùn)行節(jié)能帶來(lái)不利的影響。 ◆ 二通閥控制與變流量的形成 二通閥開(kāi)度 K增大時(shí)，閥門的壓降從 H1減小到 H2，水泵的工作點(diǎn)從性能曲線的M1右秱到 M2，使流量從 G1增大到 G2； 相反，二通閥開(kāi)度 K減小時(shí)，閥門的壓 變流量水系統(tǒng) 降從 H1增大到 H3，使水泵的工作點(diǎn)從 M1左秱到 M3，使流量從 G1減小到 G3。 （ 2）一次側(cè) 二次側(cè)管路系統(tǒng) ◆ T形管定律 變流量管路系統(tǒng)的構(gòu)建，得益于 T形管定律。 T形管定律示意圖 變流量水系統(tǒng) 兩個(gè) T形管組合示意圖 如果將兩個(gè) T形管，用一小段管道緊鄰地接合在一起，則中間AB段的壓降非常小，就構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的一次側(cè) 二次側(cè)管路系統(tǒng)。 平衡管將整個(gè)系統(tǒng)分隔為兩個(gè)水力工況相對(duì)獨(dú)立的回路，兩個(gè)回路內(nèi)流動(dòng)的水流彼此獨(dú)立、互丌影響。一次回路不冷水機(jī)組相連，作為冷凍水的制造回路，因此，一 次側(cè)又稱為 冷源側(cè) ；而二次回路與末端換熱器相連，作為冷凍水的輸配回路，因此，二次側(cè)又稱為 負(fù)荷側(cè) 。 二次泵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一次側(cè)與二次側(cè)水力工況的隔離，具有分布式水泵水力穩(wěn)定性好的特點(diǎn)：一次水泵只需克服一次回路的壓降。 ◆ 一次側(cè)與二次側(cè)之間的流量關(guān)系 ◇ 一次側(cè)流量等于二次側(cè)流 量 冷凍水的制造流量正好等于配送流量，系統(tǒng)的一次側(cè)與二次側(cè)達(dá)到流量匹配，平衡管中沒(méi)有任何水流通過(guò)。 變流量水系統(tǒng) ◇ 一次側(cè)流量小于二次側(cè)流量 根據(jù) T形管定律，二次側(cè)多余的 12 ℃ 流量會(huì)流入平衡管，并不一次側(cè)供水混合，導(dǎo)致二次側(cè)供水溫度升高，這 就需要更多的冷凍水流量及更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間才能達(dá)到末端要求的制冷效果，增大了二次泵的能耗。 變流量水系統(tǒng) 二次泵變流量系統(tǒng) （ 1）定速變流量系統(tǒng) 采用多泵并聯(lián)在工頻定速下運(yùn)行的水系統(tǒng)，即為定速變流量系統(tǒng)。 ◆ 多泵并聯(lián)定速運(yùn)行的幾種組合形式 通常都選用性能相同的水泵并聯(lián)，常用的并聯(lián)組合方式有三種： 100%容量一用一備 250%容量的工作泵 50%容量的兩用一備 變流量水系統(tǒng) ◆ 相同水泵并聯(lián)運(yùn)行的特性分析 曲線 Ⅰ 、 Ⅱ 為每臺(tái)泵單獨(dú)工作時(shí)的特性曲線， R為管路特性曲線， Ⅰ ＋ Ⅱ?yàn)閮膳_(tái)泵并聯(lián)工作時(shí)的 等效合成特性曲線 。 A點(diǎn)為未并聯(lián)時(shí)每臺(tái)泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的工作點(diǎn)； B點(diǎn)為并聯(lián)工作時(shí)每臺(tái)泵的實(shí)際工作點(diǎn)。并聯(lián)工作的特點(diǎn)是：揚(yáng)程彼此相等，總流量為每臺(tái)泵輸送流量之和，即 GM =2GB。 變流量水系統(tǒng) 并聯(lián)水泵臺(tái)數(shù) 總流量 總流量的增加值 每臺(tái)泵實(shí)際流量 每臺(tái)泵減少的流量 1 100% — 100% 0% 2 190% 90% 95% 5% 3 251% 61% 84% 16% 4 284% 33% 71% 29% 5 300% 16% 60% 40% 多臺(tái)水泵并聯(lián)工作時(shí)，管路特性曲線越平坦越好，如果管路特性曲線較陡，管路的阻力大，將影響并聯(lián)效果；相反，水泵的特性曲線應(yīng)當(dāng)陡一些為好，若水泵的特性曲線越平坦，并聯(lián)后的總流量 GM反而越小。并聯(lián)水泵工作時(shí)流量的變化情況如下表： 變流量水系統(tǒng) ◆ 定速變流量系統(tǒng)二通閥上的壓差變化 二次泵揚(yáng)程克服的阻力，包括二次管網(wǎng)、末端換熱器和二通閥的壓降。流量增大，則管路損耗成平方倍增大。相反，當(dāng)流量減小時(shí)，管路損耗成平方倍減小，但水泵揚(yáng)程反而增大。 水泵揚(yáng)程不管路損耗的相反變化 在設(shè)計(jì)工作點(diǎn) M上，水泵提供的揚(yáng)程等于管路系統(tǒng)損耗的揚(yáng)程。此時(shí)，水泵提供的揚(yáng)程 大于 管路需要的揚(yáng)程，這多余的揚(yáng)程△ H = HA HB，就必須由二通閥來(lái)吸收。因此，對(duì)二通閥的強(qiáng)度提出了很高的要求。當(dāng)二通閥的開(kāi)度減小到接近全關(guān)斷的位置時(shí)，它承受的壓差接近于水泵的關(guān)斷揚(yáng)程。 二通閥的強(qiáng)度應(yīng)在承受水泵總揚(yáng)程的條件下保證完成閥門的關(guān)斷動(dòng)作。 變流量水系統(tǒng) （ 2）變速變流量系統(tǒng) 采用變頻調(diào)速技術(shù)，通過(guò)改變水泵轉(zhuǎn)速 n而實(shí)現(xiàn)水流量調(diào)節(jié)的水系統(tǒng)，稱為 變速變流量系統(tǒng) 。 ◆ 管 路系統(tǒng)的可變揚(yáng)程損耗不固定揚(yáng) 程損耗 空調(diào)管路系統(tǒng)的揚(yáng)程損耗，由可變揚(yáng)程損耗 He和固定揚(yáng)程損耗 HL兩部分組成。管路系統(tǒng)的輸配管網(wǎng)產(chǎn)生的揚(yáng)程損耗，就是可變損耗。 由于可變揚(yáng)程損耗 He是隨著末端流量變化的，因此，管路系統(tǒng)總的揚(yáng)程損耗 R也是隨流量而變化。 管路系統(tǒng)揚(yáng)程損耗曲線 恒壓差控制原理圖 變流量水系統(tǒng) 當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，二通閥開(kāi)度減小，壓差△ P上升并大于設(shè)定值 HL，控制器控制變頻器使水泵轉(zhuǎn)速降低，輸出的流量和揚(yáng)程隨之降低，使△ P減小并回到設(shè)定值 HL。 恒壓差控制中，水泵提供的揚(yáng)程 K = 固定 損耗 HL +可變損耗 He；而管路系統(tǒng)損耗 R = 實(shí)際損耗 HZ +可變損耗 He。 恒壓差控制曲線示意圖 變流量水系統(tǒng) 恒壓差控制中，控制曲線 K不管路損耗曲線 R丌重合。 末端設(shè)備損耗的設(shè)定值 HL越大，控制曲線 K不管路損耗曲線 R之間的差距越大，控制的效果就越差。而實(shí)際情況要復(fù)雜得多。 不同可變損耗時(shí)水泵的軸功率曲線 He/ HL比值丌同，水泵調(diào)速效果也丌同： 曲線 1為定流量系統(tǒng)水泵的能耗； 曲線 2為定速變流量系統(tǒng)水泵的能耗； 曲線 3為 0% He、 100% HL時(shí)的能耗； 曲線 4為 25% He、 75% HL時(shí)的能耗； 曲線 5為 50% He、 50% HL時(shí)的能耗； 曲線 6為 75% He、 25% HL時(shí)的能耗； 曲線 7為 100% He、 0% HL時(shí)的能耗。 變流量水系統(tǒng) ◆ 水泵變頻調(diào)速時(shí)的效率 變頻調(diào)速時(shí)水泵的效率曲線和轉(zhuǎn)速曲線如圖： 曲線 1和 4的效率為 80%； 曲線 2和 3的效率為 85%； 曲線 5的效率為 70%； 曲線 6的效率為 60%； 曲線 7的效率為 50% 這些曲線稱為“ 等效率曲線 ”，對(duì)于閉式水系統(tǒng)，水泵的等效率曲線不管路特性曲線重合。因?yàn)檗D(zhuǎn)速過(guò)低時(shí)，變頻器的效率將大幅度下降。 實(shí)際運(yùn)行中存在的問(wèn)題： ◇ 當(dāng)系統(tǒng)的負(fù)荷需求變化時(shí)，工頻泵的 工作點(diǎn)會(huì)沿著它的性能曲線變化，而 變頻泵則是沿著控制曲線來(lái)改變，使 兩個(gè)水泵流量變化相反； ◇ 當(dāng)變頻泵運(yùn)行頻率較低時(shí)，其揚(yáng)程大 幅度降低，導(dǎo)致工頻泵出口壓力大于 變頻泵出口壓力，使變頻泵可能無(wú)流 量輸出，甚至出口止逆閥關(guān)閉。宜兩臺(tái)水泵都安裝變頻裝置，丏在同頻等速下運(yùn)