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空调水系统变流量控制的发展历程
查看:3067  发稿日期:2018/5/17 17:32:18

空调水系统变流量控制的发展历程

    空调水系统的最重要目的是为空调系统的各末端装置提供能量的交换,如何在满足这个要求的前提下,尽可能的节能。冷水系统已经经历了大约六、七十年的发展,并不断地完善,在这个发展和完善过程中总是不断的遇到新问题,如:冷水温差过小,水系统的阻力损失过大、管网水力不平衡等问题,这些问题不断解决最终推动了变流量技术的发展。

    变流量空调技术的发展,与控制技术和水泵的变频技术的发展是紧密相连的,可以说变流量技术随着变频技术的出现才逐渐发展起来的。这种技术在美国得到了广泛的研究和应用,在变频技术和数字控制技术出现之前通常不考虑负荷变化,冷冻水泵以固定的流量输送冷冻水到环路中,这种做法的后果不仅造成了能好的浪费,还会导致冷冻水系统的供回水低温差运行。

    五、六十年代,那时候所谓的变流量系统是通过末端装置的三通调节阀改变通过风盘的水量,但是整个系统是定流量的,并不能节约泵的能耗。

    六十年代中期,变速水泵应用到空调的冷冻水系统中,现在认为1967年美国辛辛那提大学使用的变速水泵是变流量技术首次成功应用真正的系统中。

    七十年代,能源危机使人们对于节省能源有了更深刻认识,变流量技术开始受到广泛的重视,计算机技术的发展使变频更容易实现,末端装置也用二通调节阀取代三通调节阀来改变流过盘管的流量。

    从九十年代末期开始,随着计算机和电子技术的高速发展,变流量技术也得到深入的发展。水泵、变频驱动器、控制器等设备的性能的提高大大满足了冷冻水系统控制的需要。DDC控制技术的出现结束了机械控制的时代,大大提高了水泵系统运行的效率,这个时期,开始使用计算机进行水系统的优化设计,同时为水系统的分析提供了新的工具。

    随着变流量技术的成熟,在国外应用变流量技术开始成为标准ASHRAE/IES standard90.1-1989-除了低层住宅外其余新建建筑要考虑节能设计—要求“所有”带有可调性或通断两种状态阀门泵的系统,并且泵的总功率大于10马力(7.45KW)必须保证有能力调整到在50%设计流量左右下运行。Thestandard90.1-1989User’s  Manual;强烈建议‘二级泵系统应用于大的系统高压力降的分配系统,例如:大学校园和机场。

    Ahmod1991)提出基于测量和计算流经每一个盘管的流量的数字控制系统,然而对于工程来说,这种方法过于复杂。在实际工程中也不可能在每一个盘管前后安装流量计和压差传感器。

TillackRishel1998)提出数字控制系统,利用阀门的开度位置控制泵的转速,但是只是给出了一个概念性方法,对于具体的实际工程并没有提出可行性的方案。

    基于上述情况,在1998Hartman提出变频和数字控制技术还远未充分利用,在部分负荷时,泵的运行并不能显著节能。他认为数字控制技术应该可以用来控制水泵的转速,然而他没有提出一个切实可行的方案。

    BynumMerwin1999)通过分析传统的系统性能得出结论,设计状态的管路和泵的特性曲线不能用来计算变流量系统在部分负荷时的节能多少。并根据自己的施工经验,提出对压差控制点进行重新设定的方案,但由于冷冻水系统的环路相互之间的差异很大,这种经验的方法很难得到推广。

    ASHRAE1999)指出对于一个给定的冷冻水的循环压力设定点应能保持至少一个阀门全开,但是在变负荷的情况下怎样找到这个阀门是很困难的。

    进入二十一世纪,随着楼宇自控管理系统在大型中央空调系统中应用日益广泛化,各控制器之间的信息交换就变得更加方便快捷。各种控制法发展也十分迅速,变水量空调水系统必将迎来一个崭新的发展时期。

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