冷水機利用變流量冷凍水的控制問題

傳統的變流量冷凍水系統包括各自帶有獨立泵的一次和二次環路。通常, 一次環路中與制冷機一一對應的低壓頭一次泵保持恒定的冷凍水流量, 而一臺或多臺高壓頭變流量二次泵對二次環路冷水量進行調節以滿足實際制冷需要。一、二次環路間流量的不平衡引起旁通管道內有冷凍水流動。雖然這種系統達到了保持恒定冷凍水量流過冷水機的目的, 但它不能在部分負荷時獲得Z高的冷水機效率, 并且由于在大多數運行工況下兩個環路的流量不相等而限制了冷水機的能力。為了使在高性能控制策略下運行的整體化暖通空調設備的變流量冷凍水發揮全部潛力, 有必要重新考慮變流量冷凍水系統的實際配置。

研究表明我們可以用一體化控制策略直接調節泵速而不用壓力控制來滿足負荷需求, 從而使變流量冷凍水分布系統獲得更高的效率。在采用具體的設備配置和控制方案前分析一次環路的運行是明智的。

冷水機本身可能是一個變速機組, 無論如何, 它在制冷負荷減少時體現出高調節比和增大的性能系數( COP ) 。冷水機所需流量是由被輸送的制冷負荷的大小來決定的。這是一個妥帖的設計, 因為負荷端接有二通閥而使負荷側流量也隨負荷變化而變化。采取這種方案, 冷凍水流量和冷水機容量都可以有效配合各種負荷情況。制冷量極限值的定義和目前的冷水機系統一樣, 是低于它時系統不能運行的數值。

單環路變流量冷凍水系統的潛在優點有:

1、初投資和維修費較低；

2、冷水機設備總運行效率較高；

3、在高峰負荷時利用冷水機的全部容量有較大的靈活性。

即使可行, 在單環路變流量系統中用冷水機來保持恒定的冷凍水溫度也是非優化的運行。但如果在冷水機容量和冷凍水泵流量之間沒有清楚的聯系, 則會導致冷水機容量和流量相互影響, 控制則變得不穩定而產生錯誤的運行工況。冷水機生產廠家在改變冷水機冷凍水流量上遇到的Z大阻力之一就是在變流量情況下很難建立平穩的冷水機容量控制。為了十分有效地控制冷水機和泵, 需要設法將這兩部分運行聯系在一起。聯動冷水機和泵的一些方法曾經有人討論過。其中一種大有發展前途的方法是用 CCP( 冷水機和泵聯動) 控制。

在 CCP 控制中, 冷凍水泵和冷水機容量控制在負荷端的制冷需求變化時才起作用, 即負荷變化時,泵速和冷水機容量是同步調整的( 冷水機電負荷百分率按比例調節到泵的電機負荷) 。這是一種簡單但行之有效的聯動冷水機和泵運行的方法。

冷水機容量按與冷凍水泵動力( 或水泵轉速的 3 次方) 成正比調節。在這種方案中, 大約 93% 的設計冷凍水流量流過冷水機( 和負荷端) , 這時冷水機在Z大需電量的 80% ( 0. 933) 左右運行。流量在Z大設計冷凍水流量的 60% 左右時, 冷水機則在Z大需電量的22%左右運行( 和冷凍水泵所需Z大需電量的百分率相同) 。

請特別注意, 因為冷水機的 COP 值隨負荷的降低而上升, 冷水機的制冷量( 大多數典型情況下) 并不與電負荷等量地降低( 該電負荷的減少量是被控制來調節冷水機的容量) 。冷水機容量的實際變化與電流的關系依照冷水機形式( 變速還是恒速) 以及蒸發器和冷凝器的工況而改變。同時冷水機的容量調節范圍可能也有限度, 因為這調整范圍取決于當前的運行工況。因此, Z小( 有時Z大) 的蒸發器和冷凍水溫度算法和Z小容量算法與泵的直接控制計算法平行而形成對一次冷水機容量控制算法的極限。

CCP 控制不直接控制冷凍水溫度。但是, 在某些情況下如果需要, CCP 控制方案可以在部分負荷時彈性地調整冷凍水溫度, 或多或少地提供減濕作用。這樣, 根據濕度控制要求, 可以稍許調節由冷凍水流量控制冷水機容量算法而獲得或多或少的潛熱制冷量。

【部件配套合作案例】奧啟精密溫控|冷水機