一次泵变流量系统(Variable-Primary-FlowSystem,以下简称VPF系统)诞生的历史并不长,空调行业人士针对该系统的认识存在一渐进接受的过程。近几年来随着空调DDC控制技术的迅速发展,冷冻机组技术性能的不断提高,VPF系统技术的先进性、可靠性及经济性已为市场所接受,不容置疑,VPF系统的成功与否首先取决于设计,其中包括合理选用设备并实现其完美组合,设备控制和辅助控制元件之间的协调等。笔者试图从实际运用角度出发,分析VPF系统与传统变流量系统之间的差异,针对VPF系统的各个设计环节或要点予以说明。
一、VPF系统的构成简介
目前,VPF系统尚无严格的定义,笔者就其基本特征作一概述,通过调节用户端二通阀改变流经末端设备的冷冻水流量以适应末端用户空调负荷的变化,同时采用一定的手段,使空调系统的总循环水量与末端的需求量相吻合,通过冷冻机蒸发器的水流量确保在安全流量范围内,维持冷冻机蒸发温度和蒸发压力的相对稳定。
二、VFP系统控制原理基本要点
表面上VPF系统并不复杂,设备管路配置与传统设计形式差异不大,系统运行原理较为简单明了,根据外网负荷的变化,通过变频调节水泵转速,使系统循环水量维持在刚好满足负荷需求的水平,保证负荷侧(包括最不利点)获得足够的循环压差并尽可能降至最低,以期降低水泵运行能耗的目的。
事实远非如此,VPF系统的设计复杂性相当大,笔者认为设计首先面对的是如何保护冷冻机组,即要维持蒸发器最低流量以及水流量变化的速率控制问题,其次是如何保证整个VPF系统运行的经济性及可靠性等。客观地看,VPF系统最大的缺点在于其控制的复杂性,设计人员应结合工程特性,因地制宜,妥善解决控制问题,确保该技术在良好的工作环境中健康发展。
VPF系统自控复杂程度较常规系统不可同日而语,换而言之,VPF系统的成功与否,很大程度取决于自控设计的完善和设备及辅件选择的合理。
三、VPF系统设计要点及设备选用原则
一个完善的VPF系统,需要整套精细化控制方案,为实现预定的控制目标,应针对系统设计
方案各环节周密考虑。
1、冷冻机配置的选择
1.1、五年前冷水机组蒸发器管内速度一般为3英尺/秒~11英尺/秒,目前冷冻机制造厂商经过试验证明,冷水机组可以通过改变换热管管型和换热管回程数实现蒸发器内水流速度低至1.5英尺/秒,这对VPF系统设计无疑是个好消息,我们可以在不增加旁通流量的同时大大扩展了冷冻机组的有效操作能力。
根据相关资料,冷冻机蒸发器最小水流量限值应小于或等于冷
冻机设计流量值的60%。
1.2、冷冻机对于冷冻水流速变化的速率较为敏感,每分钟流量改变过大将造成冷冻机的停机保护,故设计选择冷冻机时应重视其水流量最大变化速率的限制,应考虑设备相应的宽容度问题,这对系统的稳定运行无疑是重要的,一般来说冷冻机蒸发器每分钟流量改变不应超过10%,极限为30%。
1.3、通常空调设计中,常常出现多台冷冻机组并联运行的情况,针对VPF系统,冷冻机尽可能选择同一规格型号,如规格型号无法保持一致的话,建议各冷冻机蒸发器额定水阻力尽可能保持在相等的水平,这样,当外网空调负荷导致空调冷冻水流量发生变化时,流经各冷冻机蒸发器的水流量可基本实现同步等比例变化。
2、冷冻泵及其控制
2.1、泵机配置的对应关系问题,在具体工程设计中,常见冷冻水泵与冷冻机的对应关系往往有两种形式。
冷冻水泵单独与冷冻机一一对应串联,在传统设计中经常出现,其优点明显,各冷冻机蒸发器水流量直观上可得到可靠的保证,按常见的自控方法,由空调用户端实际瞬间总负荷辅以冷冻机工作累计时间决定冷冻机启停,而冷冻水泵启停与冷冻机相对应实现联锁,应该