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走进HVAC(三)| 探秘丹佛斯优化冷却水泵的神秘力量


冷媒循环系统时刻从建筑空间带回热量,这部分热量主要依靠制冷机组的冷却水将其带到大气中散发掉。在冷却水温度恒定的情况下,散热需求越大,水流量也会相应增大以满足其散热需求。


当然水流量也不能无限增大,在制冷机组的传统设计中,为增加散热能力冷却水泵及管道的设计通常都会比实际需求的容量要大些。此设计在出现结垢现象时,还能确保散热需求。但是这样的冗余散热容量平时用不到,通常还需要在冷却水的循环管路中设计一个节流阀。


 下面跟小丹一起来了解节流阀的利弊吧~


小丹课堂开课啦!

敲黑板,画重点,赶快一起学起来~


(传统的冷却水循环系统)


从上图中我们可以清晰地看出传统冷却水循环系统的结构,其冷却水泵的转速恒定,为了使冷却水的散热能力与制冷机组的实际散热需求相匹配,节流阀大多处于节流状态,节流阀开度减小属于人为增加的阻尼,直接结果是增加了冷却水泵的额外电能消耗,造成相当大的能源浪费


 浪费真的这么多吗?口说无凭,下面小丹就给大家操作一番~

                                                                                   

(均衡阀压力损失)



黑板中就是节流阀在两个不同开度时,水泵与管路的特性曲线。S1曲线中a点对应流量Flow1是节流阀全开时冷却水管路的流量(最大流量)。当节流阀开度减少时,对应的冷却水管路的特性曲线为S2。在流量DF处,冷却水流量与制冷机组冷却水的设计流量相等


水泵的工作点从a点上升到b点,冷却水泵的出口压力也从P1上升到P2。然而,节流阀全开情况下,要获得冷却水管路流量为DF的推动压力仅为P3,这点可以充分说明出口压力大部分落在了节流阀上




仅仅是压力落在节流阀上吗?冷却水泵消耗功率是否也同样浪费在这里呢?

跟小丹继续来研究下这个曲线图吧~



黄色矩形区域即代表了功率消耗。显然,这部分区域大于与流量DF对应的真正所需能量的红色区域,解决浪费问题刻不容缓。


 往期都有精彩表现的变频器,这次能否大显神通,完美解决呢?

(水泵特性的调整)


强大的变频器将水泵转速降低,获得黑板中蓝色水泵运行特性的连续变化曲线。将节流阀全开,冷却水泵的运行特性沿S1下移到c点,则显然冷却水泵将节省掉黄色区域的功率消耗。如此将获得明显的节电效果


事实上,由于变频器对冷却水泵的连续调节能力,除了能够解决系统冗余问题外,还可以连续补偿冷却水管路的结垢问题。对比传统制冷系统,小丹更加建议通过使用变频器来进行优化


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