当前课程知识点:建筑冷热源 >  第九章 空调与供暖水系统 >  9.2 冷水/热水系统的类型与特点 >  9.2.5 二级泵系统

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9.2.5 二级泵系统在线视频

下一节:9.2.6 水系统的定压方式

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9.2.5 二级泵系统课程教案、知识点、字幕

下面我们介绍二级泵系统

二级泵系统特点是具有两组水泵

其中有一组负担冷水机组部分的阻力

叫做一次泵

另一组负担用户侧的阻力

叫做二次泵

一次泵与冷热源以及旁通管组成的循环水路

叫做一次环路

二次泵 末端用户的换热设备 供水管路

以及旁通管组成的循环水路

叫做二次环路

左边这个图是二级泵定流量(CWV)系统

右边这个图是二级泵变流量系统

从图中我们可以看到

二级泵的定流量系统的末端用户

采用的是三通阀

集水缸和分水缸之间的连通管上面有压差控制阀

二级泵变流量系统的末端用户采用的是两通阀

集水缸和分水缸之间的旁通管上什么都没有

这是二级泵定流量系统

末端用户采用了三通阀或者干脆不装阀

也就是说末端的流量是恒定的

它适用于用户侧各支路阻力差别大

导致需求各支路二次泵的扬程差别

也很大的情况

如果采用一级泵系统

那么所有水泵都要满足阻力最大的环路的需求

导致所有泵的扬程都很大

如果采用二级泵系统

多数的二次泵

都不需要满足最不利环路的扬程需求

此外二级泵系统

还适用于用户侧各支路使用时间不一致的情况

当某个支路不需要供冷的时候

可以停掉这个支路上的二次泵

去掉整个支路的流量

它的控制方法是这样的

满负荷时

一次/二次环路流量相同

这时候旁通阀是关闭的

当部分负荷的时候

就会出现回水温度过低的情况

这时

可以停掉一部分一次泵和对应的冷水机组

这时候

一次环路和二次环路的流量可能就不同了

很常见的是末端的流量没有什么变化

但是一次侧的流量减小了

导致集水缸的压力高于分水缸的压力

旁通阀在压力的作用下开启

因为冷水机组的供水与旁通管流过来的水混合

而导致二次侧的供水温度改变

所以二次环路的特点是定流量

变供水温度

如果是由于部分二次环路停止运行

而导致的二次环路的总负荷减小

部分冷水旁通

同样也会出现回水温度过低的情况

但剩下继续运行的支路有可能是满负荷的

需要较低的供水温度

这时减少冷水机组的台数后

一次侧的流量应该依然大于二次侧的流量

这时旁通管中的水流方向

就应该是从分水缸流向集水缸

不过随着二通阀和变频泵的广泛使用

二级泵变流量系统

很快就取代了二级泵定流量系统

现在大家看到的是二级泵变流量(VWV)系统

我们看到它的末端采用的是二通阀控制

也就是说末端用户的流量是会改变的

所以适用于

二次环路末端负荷变化比较大的情况

这时候二次泵采用的就是变频泵

它的优点是

二次环路的流量会随着负荷的改变而改变

因此

输配系统的节能潜力大于定流量系统

同时二次环路的流量大幅度改变

又不会影响到一次环路的流量

因此

冷水机组完全可以在水量不变

或者水量变化不大的情况下运行

如果冷水机组要求流量不可以变化

那么就可以采用定速泵来作为一次泵

如果冷水机组也允许在一定范围内变流量

那么就可以采用变频泵来作为一次泵

我们从这张图上可以看到

集/分水缸之间的旁通管上没有装阀

因为在二级泵变流量系统中

一次环路和二次环路的流量

完全都是独立调节的

当它们的流量不同的时候

就通过这个旁通管来进行平衡

由于一次环路的流量

有可能大于二次环路的流量

也有可能小于二次环路的流量

所以旁通管上的流向就不是固定的

而且不流向的变化很可能是非常频繁的

冷水机组和一次泵的运转

可以根据回水温度来控制

二次泵可根据供回水管之间的压差

或者温差来进行变频控制

例如供水管的压力比回水管的压力高得多

说明部分用户的二通阀开度很小

反映了用户的负荷也很小

那么二次泵就应该降低转速

减少供水量

现在这个案例

是一条支路由一台二次泵来供水的

下面我们就来看一看

同一个支路并联多个二次泵的案例

现在我们看到的是两个案例

是多台二次泵并联给同一个环路供水的例子

左边这个案例中有两台一次泵和三台二次泵

右边这个案例有三台一次泵和四台二次泵

它们共同之处就是

几台二次泵并联在一起为同一个二次环路供水

这两个案例

并不符合我前面所说的有多个二次环路

而且阻力相差很大的特点

但为什么还要用二次泵呢?

我们可以看到

这两个案例虽然都只有同一个二次环路

但是二次泵的数目都比一次泵的数目要多

有的类似项目的二次泵的并联个数

是一次泵的个数的数倍

也就是说二次泵都是一些比较小的泵

这样做的好处是

当二次侧水量需求变化很大的时候

可以通过并联二次泵的变台数控制

来调节二次侧流量来适应末端用户的水量需求

不过

右边这个案例的旁通管上装了一个水阀

其实这是不必要的

应该去掉

或者在实际运行的时候把它置于全开状态

我们再看一个

多个二次环路的二级泵变流量系统的案例

这个系统有三个二次环路

但是由于它们的负荷变化的规律是相同的

环路的阻力也相同

所以这个案例

就没有把三个二次泵给每个二次环路配一个

而是并联在一起给三个二次环路一起供水

这样有一个很大的好处

就是充分利用每一台泵的能力

比如

当末端需求的总流量

降到比一台泵能提供的流量还小的时候

只运行一台二次泵就可以了

如果给每一个二次环路都配一台二次泵

那么当末端需求的总流量都变得很小的时候

三台泵都不得不保持运行

而且不能互为备用

虽然二次泵可以通过变频调节水量来适应

但每台泵都有比较高效的工作范围

很有可能达到变频下限的情况下

流量依然高于末端的需求

如果二次泵是多台并联运行

往往只需要采用多台定速泵

加一台可以变频控制的变速泵

就可以满足要求了

这里拿两台工作曲线一样的泵

并联的工作曲线变化

来展示一下定速泵和变速泵

是怎么进行并联工作的

这里A泵是变速泵

B泵是定速泵

这是一台泵的曲线

而这是两台泵并联的曲线

这条线是二次环路的综合阻力曲线

当满负荷工作的时候

工作点是8

当流量需求下降的时候

A泵就会变速

运行在0.9 0.8甚至0.5的流量上

联合工作点分别变成7 6 5点

当流量只需要一台泵的时候

B泵就可以停止运行

A泵单独运行在最高转速上

如果流量需求继续下降

A泵通过变速控制(运行)来适应用户的流量需求

下面总结一下变水量系统的控制方法

为了满足二次侧用户流量的需求

二次泵的控制方法

主要是维持二次环路供回水管之间的压差

在适合的范围

目的之一是保证各末端用户有足够的资用压头

避免压差过低

因为在很多末端用户中

很可能有不特定的部分用户处于最大负荷状态

需要满负荷的水量

所以需要保证

这些用户随时能够得到最大的流量

目的之二是避免供回水管之间压差过高

影响末端二通阀的流量调节性能

同时也是为了节省水泵的电耗

一次泵的控制方法

主要是控制供回水温差在适合的范围

如果回水温度过低

供回水温差过小

说明供水量或者供冷量都偏大了

应该减少冷水机组和一次泵的运行台数

如果供回水温差过大

很可能反映了供不应求的状态

因此就需要增加冷水机组和一次泵的台数

至于冷水机组的出水温度控制

可以有保持设定值不变和根据室外温度变化

或者用户侧使用情况来设定两种方法

维持供水温度不变的控制方法比较简单

但是如果能够根据末端负荷和用冷需求的变化

来适当提高供水温度

就可以提高冷水机组的蒸发温度

提高制冷的COP

降低冷水机组的能耗

在这里我们可以注意到

每一台冷水机组都与一台一次泵串联

也就是所谓的“一机对一泵”的配置方式

如果有多台冷水机组

那么它们就各自与一次泵串联后再进行并联

就像图中这样

这样做的好处是

每一台水泵服务于一台冷水机组

这一台冷水机组停止运行后

水泵也就停止运行了

我们已经介绍了一级泵和二级泵系统了

很明显二级泵系统比一级泵系统

在系统组成和控制方面都复杂多了

是不是二级泵系统的技术含量更高

因此更加节能呢?

我们一起来看看二级泵系统能够节能的原因

前面我们说过

二级泵变流量系统

可以根据二次环路用户的负荷变化

来改变二次泵的流量与扬程

能够维持小流量大温差

也就是说可以维持供回水温差在4℃以上

这样就节省了水泵的电耗了

另外各二次环路需求的扬程差别比较大的时候

不需要所有的泵的扬程

都满足最不利环路的要求

这样就能降低一部分泵的电耗

但是

我们应该注意到

二级泵系统也有一些不节能的因素存在

如果在可以用一级泵变流量系统

也可以用二级泵变流量系统的情况下

用二级泵的总扬程往往大于一级泵系统的扬程

导致能耗更高

因为每一级泵前后都要加软接头 除污器

截止阀 止逆阀这类东西

增加了部分阻力

所需要泵的总扬程就会增加

如果在设计上再在每一级泵上都打上富余量

就会导致二级泵的总扬程更高

所以说如果二次环路采用二级泵的优势

没有那么明显的时候

往往二级泵系统的水泵能耗

比一级泵系统的能耗要更高

建筑冷热源课程列表:

第一章 建筑冷热源概述

-1.1 建筑冷热源概述

--1.1 建筑冷热源概述

-1.2 冷热源设备与系统

--1.2 冷热源设备与系统

-1.3 《建筑冷热源》课程的知识结构

--1.3《建筑冷热源》课程的知识结构

-第一章课后习题

-建筑冷热源概述-讨论题1

-建筑冷热源概述-讨论题2

-第一章讲义 建筑冷热源概述

第二章 蒸气压缩式制冷与热泵原理

-2.1 理想循环

--2.1 理想循环

-2.2 理论循环

--2.2 理论循环

-2.3 循环计算

--2.3 循环计算

-2.4 循环改善

--2.4.1.1 提升制冷循环的能效比(1)

--2.4.1.2 提升制冷循环的能效比(2)

--2.4.2 改善制冷循环的低温性能

--2.4.3 改善制冷循环的高温性能

-2.5 实际循环

--2.5 实际循环

-第二章课后习题

-蒸气压缩式制冷与热泵原理-讨论题1

-蒸气压缩式制冷与热泵原理-讨论题2

-第二章讲义 蒸气压缩式制冷与热泵原理

第三章 制冷工质

-3.1 制冷剂

--3.1.1 制冷剂的定义、分类、命名

--3.1.2 制冷系统对制冷剂的要求

--3.1.3 常用制冷剂

--3.1.4 制冷剂的发展历程

-3.2 润滑油

--3.2 润滑油

-3.3 载冷剂

--3.3 载冷剂

-第三章课后习题

-制冷工质-讨论题1

-制冷工质-讨论题2

-第三章讲义 制冷工质

第四章 制冷热泵系统主要设备

-4.1 压缩机

--4.1.1 制冷压缩机的种类与应用领域

--4.1.2 压缩机的工作过程

--4.1.3 (1)容积式压缩机的结构和工作原理-活塞式压缩机

--4.1.3 (2)容积式压缩机的结构和工作原理-转子式压缩机

--4.1.3 (3)容积式压缩机的结构和工作原理-涡旋式压缩机

--4.1.3 (4)容积式压缩机的结构和工作原理-螺杆式压缩机

--4.1.4 离心式压缩机的结构和工作原理

--4.1.5 压缩机的运行工况和性能参数

--4.1.6 压缩机的运行极限

--4.1.7 压缩机小结

--4.1压缩机课后习题

--压缩机-讨论题1

--压缩机-讨论题2

--第四章讲义 压缩机部分

-4.2 换热器

--4.2.1 换热设备在制冷系统中的重要性

--4.2.2.1 制冷系统中的换热设备-冷凝器(1)

--4.2.2.2 制冷系统中的换热设备-冷凝器(2)

--4.2.2.3 制冷系统中的换热设备-蒸发器

--4.2.2.4 制冷系统中的换热设备-其他换热器

--4.2.3 冷却塔

--4.2换热器课后习题

--换热设备-讨论题1

--换热设备-讨论题2

--第四章讲义 换热设备部分

-4.3 节流装置

--4.3.1 节流装置的安装位置与功能

--4.3.2 节流装置的种类

--4.3.3.1 热力膨胀阀(1)

--4.3.3.2 热力膨胀阀(2)

--4.3.4 电子膨胀阀

--4.3节流装置课后习题

--节流装置-讨论题1

--节流装置-讨论题2

--第四章讲义 节流装置部分

-4.4 辅助设备

--4.4.1 辅助设备的类型与安装位置

--4.4.2 典型辅助设备的结构原理

--4.4.3 制冷剂管道

--4.4辅助设备课后习题

--辅助设备-讨论题1

--辅助设备-讨论题2

--第四章讲义 辅助设备部分

第五章 制冷热泵系统及其运行调节

-5.1 蒸气压缩式制冷热泵系统

--5.1.1 蒸气压缩式制冷热泵系统

--5.1.2 氟利昂制冷系统

-5.2 蒸气压缩式制冷热泵系统的工作特性

--5.2.1 蒸气压缩式制冷热泵系统的工作特性(1)

--5.2.2 蒸气压缩式制冷热泵系统的工作特性(2)

-5.3 蒸气压缩式制冷热泵装置的性能调节

--5.3.1 压缩机的容量调节(1)

--5.3.2 压缩机的容量调节(2)

--5.3.3 压缩机的容量调节(3)

--5.3.4 冷凝压力调节、蒸发压力调节及安全控制

-第五章课后习题

-制冷热泵系统及其运行调节-讨论题1

-制冷热泵系统及其运行调节-讨论题2

-第五章讲义 系统与调节

第六章 吸收式制冷与热泵

-6.1 吸收式制冷技术发展简况

--6.1 吸收式制冷技术发展简况

-6.2 吸收式制冷的基本原理

--6.2.1 吸收式制冷的基本原理(1)

--6.2.2 吸收式制冷的基本原理(2)

-6.3 溴化锂二元溶液的基本性质

--6.3.1 溴化锂二元溶液的基本性质(1)

--6.3.2 溴化锂二元溶液的基本性质(2)

-6.4 溴化锂吸收式制冷机组的结构原理

--6.4.1 单效机组的工作原理

--6.4.2 单效机组的原理分析

--6.4.3 双效吸收式制冷机

--6.4.4 直燃机

-6.5 吸收式热泵机组的类型与工作原理

--6.5 吸收式热泵机组的类型与工作原理

-6.6 吸收式制冷与热泵机组的性能改善

--6.6 吸收式制冷与热泵机组的性能改善

-第六章课后习题

-吸收式制冷与热泵-讨论题1

-吸收式制冷与热泵-讨论题2

-第六章讲义 吸收式制冷与热泵

第七章 供热锅炉

-7.1 锅炉及锅炉房基本知识

--7.1.1 锅炉及其热工知识

--7.1.2 锅炉房设备

-7.2 锅炉的热效率

--7.2.1 燃料及其燃烧反应

--7.2.2 热平衡方程

--7.2.3 锅炉的热效率

-7.3 供热锅炉

--7.3.1 锅炉的类型及典型结构

--7.3.2.1 供热用典型热水锅炉(1)

--7.3.2.2 供热用典型热水锅炉(2)

-第七章课后习题

-供热锅炉-讨论题1

-供热锅炉-讨论题2

-第七章讲义 供热锅炉基础

第八章 建筑冷热源设备与系统

-8.0 引言

--8.0 引言

-8.1 单独热源设备

--8.1 单独热源设备

-8.2 单独冷源设备

--8.2 单独冷源设备

-8.3 冷热同源设备

--8.3.1.1 空气-空气热泵机组(1)

--8.3.1.2 空气-空气热泵机组(2)

--8.3.2 水-水热泵机组

--8.3.3 空气-水热泵与水-空气热泵机组

--8.3.4 同时制冷和制热的机组

-第八章课后习题

-建筑冷热源设备与系统-讨论题1

-建筑冷热源设备与系统-讨论题2

-第八章讲义 建筑冷热源设备与系统

第九章 空调与供暖水系统

-9.1 空调与供暖水系统概述

--9.1 空调与供暖水系统概述

-9.2 冷水/热水系统的类型与特点

--9.2.1 直连/间连系统

--9.2.2 两水管/四水管水系统

--9.2.3 开式/闭式系统

--9.2.4 一级泵系统

--9.2.5 二级泵系统

--9.2.6 水系统的定压方式

--9.2.7 不同的泵与冷水机组连接方式

-9.3 冷却水系统

--9.3 冷却水系统

-9.4 实际工程水系统举例

--9.4 实际工程水系统举例

-第九章课后习题

-空调与供暖水系统-讨论题2

-空调与供暖水系统-讨论题1

-第九章讲义 空调与供暖水系统

第十章 课程总结

-10.1 课程总结

--10.1 课程总结

-10.2 问题探讨

--10.2.1 建筑中的冷和热

--10.2.2 建筑节能的技术路线

--10.2.3 产品设计与工程应用

-10.3 结束语

--10.3 结束语

-第十章课后习题

-课程总结-讨论题1

-课程总结-讨论题2

-课程教学评估

-第十章讲义 课程总结

9.2.5 二级泵系统笔记与讨论

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