建筑節(jié)能重要的原理與技術(shù)—輸配系統(tǒng)

1、建筑節(jié)能重要的原理與技術(shù)第4章 能量輸配系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)輸配系統(tǒng)的能耗現(xiàn)狀 大型公共建筑采暖空調(diào)能耗中，有60%70%的能耗是風(fēng)機水泵的運行能耗。降低輸配系統(tǒng)能耗是建筑節(jié)能中尤其是大型公共建筑節(jié)能中潛力最大的部分。 以空調(diào)系統(tǒng)的輸送能耗為例，對不同類型公共建筑空調(diào)系統(tǒng)各種能耗所占比例的實際調(diào)查，結(jié)果如圖所示：圖4.1 商場空調(diào)系統(tǒng)能耗調(diào)查結(jié)果圖4.2 政府辦公樓空調(diào)系統(tǒng)能耗調(diào)查結(jié)果圖4.3 賓館空調(diào)系統(tǒng)能耗調(diào)查結(jié)果 圖4.4 寫字樓空調(diào)系統(tǒng)能耗調(diào)查結(jié)果實測結(jié)果：輸配能耗已經(jīng)成為空調(diào)系統(tǒng)的主要能耗。主要原因：首先是傳統(tǒng)理念問題，以為規(guī)模越大、越集中效率就越高，因此將空調(diào)系統(tǒng)的規(guī)模擴大，而忽略了規(guī)模擴

2、大帶來的調(diào)控能力差的負(fù)面效果；其次是對建筑設(shè)備的運行節(jié)能重視不夠。看重圍護(hù)結(jié)構(gòu)能耗，而忽視設(shè)備運行節(jié)能，設(shè)計深度不夠，造成“大馬拉小車”和系統(tǒng)設(shè)計不合理，雖然水泵、風(fēng)機額定工況效率較高，但實際運行工況很低。 應(yīng)該意識到輸配能耗所消耗的是機械能，是比“跑冒滴漏”造成的熱能損失更珍貴的能量。4.2 輸配系統(tǒng)節(jié)能措施改變大流量、小溫差的運行方式 目前國內(nèi)供熱系統(tǒng)，包括一次水系統(tǒng)和二次水系統(tǒng)都普遍采用大流量小溫差的運行方式，供水溫度比設(shè)計要求低1020，循環(huán)水量增加2050%。這樣使循環(huán)水泵電耗急劇增加、管網(wǎng)輸送能力嚴(yán)重下降、熱力站內(nèi)熱交換設(shè)備數(shù)量增加。原因：除受熱源的限制不能提高供水溫度外，還因為管

3、網(wǎng)缺乏必要的控制設(shè)備，系統(tǒng)存在水力工況失調(diào)的問題。節(jié)能措施：在供熱系統(tǒng)增加控制手段，解決了水力工況失調(diào)后，將供、回水溫差提高到設(shè)計溫差或接近設(shè)計溫差，以提高供熱系統(tǒng)的輸送效率、節(jié)約能源。4.2.2 提高風(fēng)機、水泵的運行效率 由于設(shè)計和設(shè)備選擇的粗糙，我國建筑內(nèi)的風(fēng)機、水泵絕大多數(shù)的運行效率都僅為30%50%，而實際這些風(fēng)機、水泵的最高效率大多可達(dá)75%85%。節(jié)能措施：通過調(diào)節(jié)，改變風(fēng)機、水泵工作狀況，使其與己有管網(wǎng)相匹配，使其在高效點運行，這可使輸配系統(tǒng)能耗降低一半，具有巨大的節(jié)能效益。4.2.3 實現(xiàn)流量的變頻調(diào)節(jié)原因：傳統(tǒng)依靠閥門調(diào)節(jié)輸配系統(tǒng)流量時，水泵能耗的一半和風(fēng)機能耗的25% 40

4、%都消耗在各種閥門上。措施：采用變頻風(fēng)機、變頻水泵對流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，改變大多數(shù)采暖空調(diào)的輸配系統(tǒng)沿用傳統(tǒng)的基于閥門調(diào)節(jié)的輸配系統(tǒng)，可以使輸配系統(tǒng)能耗比目前降低50%70% (還不包括提高風(fēng)機、水泵效率)。現(xiàn)狀：國內(nèi)外都在進(jìn)行嘗試，并有成功的實例，仍需大量的研究與推廣，包括調(diào)節(jié)性能的恒流量特性的風(fēng)機水泵的研究，新的輸配系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計方法，新的調(diào)節(jié)理論與方法等。更重要的是改變技術(shù)人員的傳統(tǒng)觀念和設(shè)計運行方法。4.2.4 推廣熱水管道直埋技術(shù) 直埋敷設(shè)的優(yōu)點：與地溝敷設(shè)比較，具有節(jié)省用地、方便施工、減少工程投資和維護(hù)工作量小的優(yōu)點外；由于用導(dǎo)熱系數(shù)極小的聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料保溫，熱損失小于地溝敷設(shè)；長期

5、運行后，地溝管道的保溫層會產(chǎn)生開裂、損壞以及地溝泡水而大幅度增加熱損失，而直埋管道不存在上述問題。4.2.5 采用減阻劑，降低管道阻力損失 管道中輸送水的能耗可通過在水中添加減阻劑來降低。國內(nèi)外的研究都表明采用某些減阻劑可使管道阻力降低到20%，這將極大地降低輸配系統(tǒng)能耗。但需進(jìn)一步研究解決如何提高這種方式的穩(wěn)定性，消除其對傳熱過程的不利影響，并降低其造價，避免減阻劑本身可能造成的環(huán)境污染等技術(shù)問題。 4.2.6 采用功能熱流體方法 將相變溫度在系統(tǒng)工作范圍內(nèi)的相變材料微粒摻混于水中，制成功能型熱流體，可以通過相變吸收和釋放熱量，從而可在小溫差下輸送大量熱量。這就可以大大減少循環(huán)水量，從而使輸

6、送能耗降低到原來的15%30%。4.3 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)變風(fēng)量（ Variable Air Volume ）空調(diào)系統(tǒng)：通過改變送風(fēng)量或調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度來控制某一空調(diào)區(qū)域溫度的一種空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可根據(jù)空調(diào)負(fù)荷的變化及室內(nèi)要求參數(shù)的改變，自動調(diào)節(jié)空調(diào)送風(fēng)量（達(dá)到最小送風(fēng)量時調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度），以滿足室內(nèi)人員的舒適要求或其他工藝要求。同時根據(jù)實際送風(fēng)量自動調(diào)節(jié)送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，最大限度地減少風(fēng)機動力，節(jié)約能量。 4.3.2 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的組成與特點（1）變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的組成圖4.5 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)示意圖 VAV裝置：變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的運行依靠稱為VAV裝置的設(shè)備來根據(jù)室內(nèi)要求控制其送風(fēng)量。最常用的VAV裝置主要

7、由室內(nèi)溫度傳感器、電動風(fēng)閥、控制用DDC板、風(fēng)速傳感器等部件構(gòu)成。圖4.6 VAV裝置原理圖圖4.7 串聯(lián)型風(fēng)機動力式末端 下圖所示的VAV裝置被稱為FPB（Fan Powered Box），即風(fēng)機動力型末端。其特點是根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷調(diào)節(jié)一次送風(fēng)量，同時與室內(nèi)空氣混合后經(jīng)風(fēng)機加壓（或一次風(fēng)不經(jīng)風(fēng)機加壓與加壓室內(nèi)空氣并聯(lián)）送入室內(nèi)，以保持室內(nèi)換氣次數(shù)不變。 DDC控制器：DDC控制器的主要功能是根據(jù)系統(tǒng)中各VAV裝置的動作狀態(tài)或風(fēng)管的靜壓值（設(shè)定點），分析計算系統(tǒng)的最佳控制量，指示變頻器動作。變頻風(fēng)機（空調(diào)機）：VAV空調(diào)系統(tǒng)常采用在送風(fēng)機的輸入電源線路上加裝變頻器的方法，根據(jù)DDC控制器的指示改變

8、送風(fēng)機的轉(zhuǎn)速，滿足空調(diào)系統(tǒng)的需求風(fēng)量。 區(qū)域溫度的控制通過氣動或電動或DDC（直接數(shù)字控制）來控制變風(fēng)量閥的開度，調(diào)節(jié)一次風(fēng)量，或通過調(diào)節(jié)變風(fēng)量箱中的風(fēng)機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)送風(fēng)量或通過調(diào)節(jié)旁通風(fēng)閥來實現(xiàn)?？照{(diào)機組（AHU）的送風(fēng)量：應(yīng)根據(jù)送風(fēng)管內(nèi)的靜壓值進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，與變風(fēng)量箱減少或者增加送風(fēng)量以控制房間溫度時相呼應(yīng)，一般地，空調(diào)機組送風(fēng)機的性能曲線應(yīng)相當(dāng)平緩，從而使得風(fēng)量的減少不至于使送風(fēng)靜壓過快升高。 （2） 變風(fēng)量系統(tǒng)的主要形式 按服務(wù)區(qū)分類：分為單區(qū)和多區(qū)系統(tǒng)。單區(qū)變風(fēng)量系統(tǒng)：適宜于房間空調(diào)負(fù)荷變化規(guī)律相同的區(qū)域，它是通過改變風(fēng)機盤管機組或空調(diào)機組中的風(fēng)機轉(zhuǎn)速來達(dá)到變風(fēng)量的目的，系統(tǒng)只有風(fēng)機調(diào)

9、速部分，而無末端裝置。多區(qū)變風(fēng)量系統(tǒng)：與單區(qū)變風(fēng)量系統(tǒng)相比，除了空調(diào)機組風(fēng)量可以調(diào)節(jié)外，每間空調(diào)房間的送風(fēng)口都安有變風(fēng)量末端裝置，由置于空調(diào)房間內(nèi)的溫控器來控制送入房間的風(fēng)量，來達(dá)到控制室內(nèi)溫度的目的。注：目前所指的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)一般都是指多區(qū)變風(fēng)量系統(tǒng)，多區(qū)變風(fēng)量系統(tǒng)具有變風(fēng)量系統(tǒng)的所有特點，是“真正”意義上的變風(fēng)量系統(tǒng)。按變風(fēng)量系統(tǒng)風(fēng)道布置方式分類，又可分為單風(fēng)道和雙風(fēng)道系統(tǒng)。單風(fēng)道系統(tǒng)：采用一條送風(fēng)管，經(jīng)變風(fēng)量末端裝置的再調(diào)節(jié)后，向室內(nèi)送風(fēng)。單風(fēng)道系統(tǒng)又可進(jìn)一步分為再熱、誘導(dǎo)、風(fēng)機動力、雙導(dǎo)管和可變散流器等幾種調(diào)節(jié)形式。雙風(fēng)道系統(tǒng)：采用雙風(fēng)管送風(fēng)，一根風(fēng)管送熱風(fēng)，一根風(fēng)管送冷風(fēng)，通過變風(fēng)

10、量末端裝置混合后送入室內(nèi)。雙風(fēng)道變風(fēng)量系統(tǒng)可以是單風(fēng)機也可以是雙風(fēng)機。 圖4.8 雙風(fēng)道變風(fēng)量系統(tǒng)（3 ）變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的特點1）節(jié)能：由于空調(diào)系統(tǒng)在全年大部分時間里是在部分負(fù)荷下運行，而變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是通過改變送風(fēng)量來調(diào)節(jié)室溫的，因此可以大幅度減少送風(fēng)風(fēng)機的動力耗能。據(jù)模擬測算，當(dāng)風(fēng)量減少到80% 時，風(fēng)機耗能將減少到51%；當(dāng)風(fēng)量減少到50%時，風(fēng)機耗能將減少到15%。全年空調(diào)負(fù)荷率為60% 時，變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（變靜壓控制）可節(jié)約風(fēng)機動力耗能78%。 2）新風(fēng)作冷源：因為變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是全空氣系統(tǒng)，在過渡季節(jié)可大量采用新風(fēng)作為天然冷源，相對于風(fēng)機盤管系統(tǒng)，能大幅度減少制冷機的能耗，亦可改善

11、室內(nèi)空氣質(zhì)量。 3）無冷凝水煩惱：變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)是全空氣系統(tǒng)，冷水管路不經(jīng)過吊頂空間，避免了風(fēng)機盤管系統(tǒng)中令人煩惱的冷凝水滴漏和污染吊頂問題。4）在考慮同時使用系數(shù)的情況下空調(diào)系統(tǒng)的總裝機容量可以減少10%30%左右。 5）不會發(fā)生過冷或過熱：帶VAV空調(diào)箱的變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)與一般定風(fēng)量系統(tǒng)相比，能更有效地調(diào)節(jié)局部區(qū)域的溫度，實現(xiàn)溫度的獨立控制，避免在局部區(qū)域產(chǎn)生過冷或過熱現(xiàn)象。 6）配以合理的自動控制：空調(diào)制冷機也可只按實際負(fù)荷需要運行，降低能耗和運行費用。 突出的優(yōu)點：節(jié)能潛力大，控制靈活，可避免冷凍水、冷凝水上頂棚的麻煩等。 然而變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)需要一定的技術(shù)支持，精心設(shè)計，精心施工，精心調(diào)

12、試和精心管理，否則有可能產(chǎn)生以下問題：噪聲過大：在變風(fēng)量系統(tǒng)中，比較大的噪聲源除了送、回（排）風(fēng)機外，還在變風(fēng)量末端裝置，流過末端裝置入口的風(fēng)速都比較高。入口調(diào)節(jié)閥片處是末端裝置產(chǎn)生較高噪聲的一個主要來源。另處，如果采用帶風(fēng)機的末端裝置，該風(fēng)機也是一個產(chǎn)生噪聲的根源。新風(fēng)不足：由于新回風(fēng)比例在一定時期是固定的，當(dāng)某一房間冬季的負(fù)荷降低而引起送風(fēng)量的減少時，其送入房間的新風(fēng)量也勢必減少，從而造成房間缺少新風(fēng)，室內(nèi)人員感到憋悶。氣流組織不好：對于采用無風(fēng)機的末端裝置，因設(shè)有風(fēng)機的恒定送風(fēng)量的作用，須仔細(xì)分析氣流組織，合理布置周邊空調(diào)送風(fēng)口，避免出現(xiàn)氣流組織不好。一般應(yīng)采用條縫型風(fēng)口靠外窗布置為好。

13、避免如同內(nèi)區(qū)所采用的方形平面散流器的布置形式。溫、濕度難以控制。對于室內(nèi)濕負(fù)荷變化較大的場合，如果采用室溫控制又無沒有其他輔助方法，很難保證室內(nèi)溫濕度同時達(dá)到要求。系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，有時系統(tǒng)節(jié)能效果并不明顯。以上問題的存在同樣引起了投資者和技術(shù)人員的關(guān)注。4.3.3 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中的問題 一般來說，變風(fēng)量系統(tǒng)適合多房間且負(fù)荷有一定變化的建筑。如辦公大樓，多區(qū)域控制的建筑物及公用回風(fēng)通道的建筑物。 設(shè)計人員在方案設(shè)計（概念設(shè)計）階段需考慮如下問題：（1）變風(fēng)量比 最小設(shè)計風(fēng)量與最大設(shè)計風(fēng)量之比定義為變風(fēng)量比（Kv）。一般地，房間的Kv值最好不要小于，否則容易導(dǎo)致房間氣流組織惡化、噪聲和通風(fēng)

14、問題；系統(tǒng)的Kv值最好也不要小于，否則會導(dǎo)致系統(tǒng)新風(fēng)嚴(yán)重不足以及控制不穩(wěn)定等問題。（2）新風(fēng)問題 對于變風(fēng)量系統(tǒng)，送入房間的的新風(fēng)量必然也是變化的。在新風(fēng)要求很高的場合，可能要單獨敷設(shè)新風(fēng)道。所以，變風(fēng)量系統(tǒng)中，新風(fēng)主要考慮三方面的問題：總新風(fēng)量的控制，總新風(fēng)量的確定和新風(fēng)的分配。（3）噪聲問題 在變風(fēng)量系統(tǒng)中，比較大的噪聲源除了送、回（排）風(fēng)機外，還有變風(fēng)量末端裝置。壓力無關(guān)型變風(fēng)量末端的風(fēng)速測量傳感器在風(fēng)速高于一定數(shù)值才能保證測量準(zhǔn)確，因而產(chǎn)生較高噪聲；而節(jié)流型末端是靠調(diào)節(jié)閥片開度來改變風(fēng)量的，所以當(dāng)閥片關(guān)小時，流經(jīng)閥片的風(fēng)速增加，所以產(chǎn)生噪聲。 （4）氣流組織 在變風(fēng)量系統(tǒng)中，當(dāng)送風(fēng)量變

15、小時，會影響室內(nèi)氣流分布的均勻性和穩(wěn)定性，從而氣流組織惡化，舒適度降低，因此一般采用擴散性能好的送風(fēng)口。常用的型式有孔板送風(fēng)口和條縫型散流器，其中條縫型散流器在變風(fēng)量系統(tǒng)中應(yīng)用效果較好。（5）房間正壓度 變風(fēng)量系統(tǒng)的新、排風(fēng)量和房間的送回風(fēng)量是變化的，因此房間的正壓也是波動的，處理不好，會發(fā)生房間門開啟困難、門縫和窗縫滲風(fēng)嚴(yán)重等問題。房間正壓度與系統(tǒng)送回風(fēng)匹配控制、新排風(fēng)控制和房間的送回風(fēng)方式有關(guān)。4.3.5 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的能效與經(jīng)濟性分析（1）變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的能效分析 定風(fēng)量系統(tǒng)風(fēng)量固定，即使空調(diào)負(fù)荷降低，但風(fēng)機的耗能卻是在100%的狀態(tài)。而變風(fēng)量系統(tǒng)采用送風(fēng)溫度固定，風(fēng)量改變的方式，因此

16、配合適當(dāng)?shù)娘L(fēng)機風(fēng)量控制方式進(jìn)行節(jié)能運轉(zhuǎn)。圖4.14 定風(fēng)量與變風(fēng)量系統(tǒng)運行風(fēng)量示意圖中：定風(fēng)量系統(tǒng)的風(fēng)機耗電皆是在100%，而變風(fēng)量系統(tǒng)則大部分在部分負(fù)載的狀態(tài)，從圖中便可以看出變風(fēng)量系統(tǒng)風(fēng)機的節(jié)能情形。變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)實例下圖4.15 為某廠房VAV 空調(diào)系統(tǒng)示意圖圖4.15 廠房VAV 空調(diào)系統(tǒng)示意圖圖4.18 VAV與CAV(定風(fēng)量) 系統(tǒng)在供冷季節(jié)的各月份能耗比較 在供冷季節(jié)，該廠房VAV 空調(diào)系統(tǒng)的總能耗為冷水泵、冷卻水泵、冷卻塔電機、送風(fēng)機、獨立新風(fēng)機以及冷水機組在供冷季節(jié)的能耗的總和。綜合各計算值，得到VAV 空調(diào)系統(tǒng)供冷季的總能耗值，如下圖所示：結(jié)果：通過比較發(fā)現(xiàn)，在部分負(fù)荷情況

17、下，通過調(diào)節(jié)送風(fēng)量和冷水量,系統(tǒng)運行能耗可大量減少。與CAV 系統(tǒng)相比較，所研究的廠房VAV系統(tǒng)在供冷季節(jié)(510月)的總能耗約為前者的70.1%。使用VAV 系統(tǒng)比CAV 系統(tǒng)節(jié)能30 %左右。（2）變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性分析 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性受風(fēng)機本身的效率、系統(tǒng)負(fù)荷的變化情況和運行控制方式等因素影響。變風(fēng)量系統(tǒng)與風(fēng)機盤管+新風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟比較見表：表4.1 變風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)與FC+新風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟對比分析一覽表比較內(nèi)容VAV系統(tǒng)FC+新風(fēng)系統(tǒng)1系統(tǒng)原理屬于全空氣系統(tǒng)，通過改變送風(fēng)量而維持室內(nèi)恒溫的空調(diào)系統(tǒng)。屬于空氣-水系統(tǒng)，通過手動三檔風(fēng)量或自動就地恒溫控制。2節(jié)能性通過改變房間送風(fēng)

18、量，而節(jié)約風(fēng)機的能耗。定靜壓控制可獲得30%以上，變靜壓控制可獲得60%以上的風(fēng)機節(jié)能效果。不能利用新風(fēng)制冷，由于風(fēng)機就地循環(huán)，風(fēng)機能耗小。3舒適性良好的舒適性，室內(nèi)溫度可根據(jù)個人要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。溫度調(diào)節(jié)范圍窄，若進(jìn)入BA控制，也可實現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)良好。4噪音單風(fēng)道VAVBOX無運行部件，噪音小。FPB有風(fēng)機，但消音條件好，因而噪聲小。風(fēng)機盤管中有旋轉(zhuǎn)部分（風(fēng)機、電機），因而噪聲取決于旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量。一般噪聲相對于VAV較高。5靈活性靈活性較高，易于改、擴建，特別適用于用途多變的建筑物。靈活性也較高。6運行優(yōu)點風(fēng)量平衡方便，節(jié)省了風(fēng)量平衡中浩繁的測定和調(diào)整工作量，可實現(xiàn)精確的個別控制。系統(tǒng)各區(qū)進(jìn)行調(diào)

19、節(jié)控制容易，但實現(xiàn)個別精確控制較難。7潔凈度與VAVBOX相配套的空調(diào)機組可以使用高性能的空氣過濾器，空氣潔凈度高。由于新風(fēng)機組風(fēng)機的靜壓小，在機組中不可能使用高性能的空氣過濾器，空氣潔凈度不高。8新風(fēng)可方便地解決新風(fēng)問題。風(fēng)機盤管機組方式解決新風(fēng)量是困難的。在過渡季節(jié)和冬季利用室外空氣降溫的時間較短。9施工要求施工方便。供給機組的水系統(tǒng)管道保溫嚴(yán)格保證施工質(zhì)量，防止系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生凝結(jié)水，施工要求高。11隱患無漏水隱患。存在漏水隱患。12系統(tǒng)組成VAVBOX設(shè)備，周邊控制設(shè)備，DDC控制器，風(fēng)管材料，控制電線及安裝附件等。風(fēng)機盤管，新風(fēng)機組，周邊控制設(shè)備，溫控器，風(fēng)管材料，水管材料，控制電線及

20、安裝附件等。13經(jīng)濟性每平方米VAV空調(diào)系統(tǒng)總造價為：600-670元/平方米。每平方米FC+新風(fēng)系統(tǒng)總造價為：1手動三速控制：300-370元/平方米2自動就地溫控：400-470元/平方米3由BA遠(yuǎn)程溫控：800-870元/平方米4.4 變水量空調(diào)系統(tǒng)4.4.1 變水量空調(diào)系統(tǒng)的基本概念概念：指在水路系統(tǒng)的空調(diào)末端使用二通調(diào)節(jié)閥的系統(tǒng)，是與水路系統(tǒng)末端使用三通調(diào)節(jié)閥或不使用調(diào)節(jié)閥的“定流量系統(tǒng)”相對而言的。所謂“變流量”與“定流量”均是指輸送冷水的水路系統(tǒng)的流量是變化的。分類：根據(jù)其系統(tǒng)構(gòu)成形式不同，分為一次泵定流量/二次泵變流量系統(tǒng)（圖）、傳統(tǒng)的一次泵變流量系統(tǒng)（圖）；和“真正的變流量系

21、統(tǒng)”，即冷水機組蒸發(fā)器變流量系統(tǒng)，如一次泵變流量系統(tǒng)（圖）。(1)一次泵定流量系統(tǒng)/二次泵變流量系統(tǒng)圖4.19 一次泵定流量系統(tǒng)/二次泵變流量系統(tǒng)適用條件：是為了適應(yīng)末端負(fù)荷變化，節(jié)約流量輸送能量的需要；在多環(huán)路水系統(tǒng)中，如果各環(huán)路阻力損失相差太大，或因使用功能、運行時間不同，要求分別管理等情況的需要；把一個系統(tǒng)的泵送壓頭分成兩部分，當(dāng)滿負(fù)荷時一次泵二次泵串聯(lián)運行，而在部分負(fù)荷時為旁通分流系統(tǒng)，節(jié)省冷水輸送能量的需要；在超高層建筑中采用二級泵結(jié)合板式換熱器，實現(xiàn)水系統(tǒng)豎向分區(qū)，解決系統(tǒng)底部承壓的問題的需要。(2) 傳統(tǒng)的一次泵變流量系統(tǒng)圖4.20 傳統(tǒng)的一次泵變流量系統(tǒng)調(diào)節(jié)方法：當(dāng)負(fù)荷增大時，

22、旁通閥開度減小，反之則開度增大。運行特點：水泵始終是定流量運行，節(jié)能效果很有限；另外對于復(fù)雜系統(tǒng)壓差控制器的設(shè)定值需要經(jīng)過反復(fù)調(diào)試后才能確定一個合理的值，而且這個設(shè)定值還需根據(jù)季節(jié)的變化作適當(dāng)調(diào)整，因此給系統(tǒng)運行管理帶來較大的麻煩。(3) 一次泵變流量系統(tǒng)圖4.21 一次泵變流量系統(tǒng)對比分析：圖中的旁通管是按通過最大冷水機組的最小允許水量來設(shè)計的，而圖中的旁通管是按旁通一臺冷水機組的流量來設(shè)計的；圖是通過流量計檢測冷水機組進(jìn)水干管的水流量，當(dāng)最大冷水機組蒸發(fā)器冷水流量達(dá)到最小允許流量時，逐漸開啟旁通閥以保證蒸發(fā)器的水流量不低于最小允許流量，旁通閥平時是處于關(guān)閉狀態(tài)的。圖是通過壓差傳感器器檢測供

23、回干管之間的壓差來調(diào)節(jié)旁通閥的開度，當(dāng)壓差減小時，旁通閥開度減小，壓差增大時，開度增大，旁通閥的開度始終處于設(shè)定的上下限之間。4.4.3 變流量一次泵空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用 一次泵變流量系統(tǒng)（Variable-Primary-Flow System，簡稱VPF）隨著空調(diào)DDC控制技術(shù)的迅速發(fā)展以及冷凍機組技術(shù)性能的不斷提高，其技術(shù)的先進(jìn)性、可靠性及經(jīng)濟性已為市場所接受，VPF系統(tǒng)的成敗取決于良好的設(shè)計。 （1）VPF 的特點：在一、二次泵系統(tǒng)中，一次泵采用定速是為了確保機組的安全運行。隨著機組控制技術(shù)的發(fā)展，通過機組蒸發(fā)器和冷凝器的水流量為變流量成為可能，但對機組蒸發(fā)器和冷凝器最小水流量的限制仍

24、然是必要的。 一次泵變流量系統(tǒng)安裝一次變速泵，添加了機組隔離閥，當(dāng)機組關(guān)閉時，切斷水流，同時在機組蒸發(fā)器進(jìn)口水管處安裝流量監(jiān)測表。一次變速泵調(diào)節(jié)整個末端水系統(tǒng)的流量，包括通過機組和風(fēng)機盤管的水流量。旁通管可以安裝在風(fēng)機盤管的上游或下游，上面安裝有控制閥，確保系統(tǒng)的末端流量在機組允許的最小流量之上。與一二次泵相比，VPF 有如下特點：從初投資來看，減少了二次泵，另外一、二次泵連接的配件、防振器、啟動器、電線、控制器等的投資可以抵消一次泵的變頻驅(qū)動和旁通管控制的費用，同時機房占地面積比一、二次泵有所減少。從泵的能耗角度看，在滿負(fù)荷時，一次泵變流量與一、二次泵的能耗相差不大，且在部分負(fù)荷下，一次泵變

25、流量比一、二次泵變流量消耗更少的能量。（空調(diào)系統(tǒng)80%時間在部分負(fù)荷下運行）變流量運行會造成機組能效的下降，比定流量運行能耗將會增加，將抵消一部分泵節(jié)省的運行費用。從運行角度來看，一次泵變流量已經(jīng)能夠解決大流量小溫差問題。盡管一次泵變流量系統(tǒng)的優(yōu)點多，但其旁通控制與冷水機組分級啟?？刂频膹?fù)雜性及可能的故障仍是目前公認(rèn)的兩個缺點。 （2）VPF 系統(tǒng)的設(shè)計 一次泵冷水變流量系統(tǒng)適用于至少有30%以上水流量變化、空調(diào)房間的溫度控制允許冷水供水溫度有少量變化（如舒適性空調(diào)系統(tǒng)）的變流量水系統(tǒng)。為了充分發(fā)揮這種水系統(tǒng)節(jié)能的潛力，正確設(shè)計系統(tǒng)是十分重要的。1）制冷機組的選擇 在機組選型時，在滿足負(fù)荷調(diào)節(jié)

26、需要的前提下，盡可能選用規(guī)格型號一樣的水冷螺桿式或離心式冷水機組，便于系統(tǒng)控制和各機組能夠均衡出力。在不降低機組能效比的情況下，蒸發(fā)器允許的最小冷水流量盡可能低，最好能達(dá)到設(shè)計流量的40%-60%，以增強機組對流量波動的適用性。 2）泵和機組布置方式的選擇 水泵與冷水機組的聯(lián)接有水泵與冷水機組串聯(lián)“一機對一泵”的布置型式和水泵通過集管并聯(lián)以后再與冷水機組聯(lián)接的互為備用的布置型式：“一機對一泵”的布置型式 集管與機組配接的布置型式 對于一次泵變流量系統(tǒng)宜優(yōu)先考慮采用后者，水泵是基于總流量、能效和初投資等因素選取的。特點：泵的運行臺數(shù)不一定要和機組的運行臺數(shù)相匹配，該系統(tǒng)允許2臺水泵為3臺機組供水，能夠維持冷凍水供回水有較大的溫差；2臺泵也可為1臺機組供水，允許機組在未啟動另一臺機組時滿負(fù)荷運行，且泵的啟停次序是獨立的。這樣使機組運行更加穩(wěn)定，提高了系統(tǒng)的能效。 3）冷凍水泵的選擇 電機與變頻器的功率須覆蓋水泵在實際應(yīng)用中可能的