恒速水泵系统就是恒流量系统吗?
荔枝兔
荔枝兔 Lv.10
2006年05月06日 08:59:25
来自于中央空调
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暖通空调水系统中的变速水泵系统被称为变流量系统,我们以冷冻水系统为例,设定在额定电压,额定频率,额定转速不变条件下,传统恒速冷冻水泵系统中的系统流量是不是就恒定不变呢?

暖通空调水系统中的变速水泵系统被称为变流量系统,我们以冷冻水系统为例,设定在额定电压,额定频率,额定转速不变条件下,传统恒速冷冻水泵系统中的系统流量是不是就恒定不变呢?
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dqf_2008
2006年05月08日 12:26:33
2楼
水泵可以是恒流量,但供回水管间设旁通管,则系统认为是变流量的,
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lxm9774
2006年05月09日 10:00:14
3楼
如果如果不考虑旁通流量呢?
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荔枝兔
2006年05月15日 17:49:25
4楼

加了旁通管就是恒流量吗?那么水泵电机的电量为什么会不断波动呢?
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荔枝兔
2006年07月13日 22:32:16
5楼
你的分析是对的,不改变水泵特性的前提下,你提出的:“仅是1#末端阀门关小,使流量为0.2,此时2#及3#末端阀门不动作仍为全开,你认为这2台末端流量各是1吗?”问题是一个伪题。你想啊,此时水泵特性不变,但工作扬程提高了(因为系统管路特性变陡峭了),这时三个阀门均在关小,而不是两个全开,一个关小。即便不考虑沿程管阻,三个负荷的流量也并不是按0.2:1.0:1.0比例分配的,这用相似理论是不能解释的。因为支持相似理论的三个基础定律:几何相似、运动相似和动力相似由于几何尺寸和压力等条件的变化,这时相似理论已经不成立了。所以,继续用相似理论指导研究就不对了!
这时模型的系统流量与原型的系统流量之间并不存在比例关系,如果还继续坚持以线性比例关系来判断模型的流量分配就走进误区了。其实,用3个阀来讨论还是多了,两个足也。我在http://co.163.com/forum/content/166_347599_1.htm提出恒速泵系统就是恒流量吗?就是想引发这方面的讨论和重视,可惜啊,高处不胜寒!
那么,模型系统的流量分配遵守什么规律呢?应该是H=H0+SQ2。由于三个阀门的开度都改变了,而不是一个。所以不仅像你说的系统扬程提高,流量减少,同时三个负荷的阀门均关小,导致三个盘管阻力均加大,系统管阻也加大,最终造成你所说的工况,你说这时的工作流量小于3,我同意。但是一定大于2.2就不敢苟同了。我认为不一定是2.2,但也不一定就不可能=2.2。即便这时系统总水量=2.2,也一定不是0.2:1.0:1.0的分配比例!
即便持这种观点的人根本不懂水泵相似理论,也并不会影响他对问题的分析。顺便说一句,这时和温差没有关系!因为我们现在讨论的工况下,水泵特性并没有根据温差变化。
我相信大多网友并不了解上述工况,可惜却没有人愿意来讨论这看似简单的基础问题。火!
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荔枝兔
2006年07月14日 12:53:48
6楼
如果我说传统恒速冷冻水泵系统中的系统流量不是恒定不变的,不是定流系统!有人反对吗?
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荔枝兔
2006年07月14日 13:05:37
7楼

回答:如果末端没有自动温度调节功能,同意你系统流量>2.2结论。
但是您的推论又是建立在自动调节的基础上,条件不同结论也就不同了。
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dongzhesheng@co163
2006年07月14日 13:44:10
8楼

结论怎么就不同了?不妨还以张三那个例题作为讨论对象,即3台末端需求流量分别为0.2、1、1。现在按你的说法,可能各台末端不能实现需求流量,比如说现实流量是0.3、0.9、0.9,那么我告诉你,下一步水泵会继续增频,使总流量达到2.2,1#末端阀门会关小,另2台末端阀门会开大。
你不妨任意假定3台末端的现实流量各为多少,如何不满足需求,我就会告诉你下一步控制系统如何动作。
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荔枝兔
2006年07月14日 13:49:12
9楼
我把初始条件整理一下:电压额定,水泵转速额定,水泵工作点正好满足水泵标称扬程H和流量Q,三个负荷阀门全开,流量分配为1.0:1.0:1.0,定义系统满负荷时的总流量Q=3.0。
您假设是(暂时)不考虑自控,人为手动关小1个阀门,另两个阀门仍保持全开。在此前提下的结论是:关小阀门末端的流量将减小(比如恰好是需求的0.2),而全开阀门末端的流量将增加(大于需求的1)。即系统总流量Q1大于需求的流量(即例题中的2.2)。
同意!小结:由于管网特性曲线更陡峭,水泵工作点左上翘,导致系统扬程升高为H1,流量减少为Q1。实际流量Q1大于系统所需流量2.2,小于满负荷流量3.0。为了方便讨论,我建议假设阀门开度与水量成线性比例关系,即当部分负荷流量为0.2时,1#阀门对应的开度为20%,同样当负荷流量为1.0时,2#和3#阀门的开度为100%。行吗?那么这时由于没有自控,通过手动调节使得阀门的开度分别为20%-100%-100%。
接下来你认为“继续推论:如果所有末端阀门均可依据负荷变化自动调节开启度,那么那台部分负荷末端的阀门就会开大一些,满负荷末端的阀门就会关小一些。” 我不能同意!在H1和Q1条件下启动自控,负荷为0.2的1#阀门由于正好满足该负荷需求,加设自控后,设定值与测量值相等,偏差为0,所以控制量为0(不是没有控制输出,而是输出量正好为0),所以1#阀门的开度应该继续保持在20%,流量还是0.2,而不是会开大一些。其他两个阀门由于系统扬程H1高于设计扬程H,施加自控后,两个阀门就会关小一些,开度<100%。这就使得管网特性进一步陡峭,水泵工作点继续左翘,系统流量进一步减少为Q2,而扬程却进一步提高为H2。
由于扬程的提高H2>H1,使得在H1条件下平衡的1#阀门进一步关小(不是开大),经过三个阀门的相互调节使得系统达成新的平衡,这时由于系统的扬程H2高于设计扬程H,也高于手动设置的H1,三个阀门的开度均关小,当各末端均满足需求流量时系统形成新的平衡,这时的扬程为H3,流量为Q3,1#阀门开度<20%,2#和3#阀门开度均<100%。H3>H,Q3<Q。
继续推论:由于H3>H,产生扬程冗余,就为水泵变频调速创造了条件,水泵特性的下移,造成了系统扬程的降低,于是在H3下已经平衡的三个阀门又纷纷开大,以满足各自负荷流量的需求。
问题来了,随着水泵变频器与自控阀门的交替互动,各台末端负荷是否均会达到各自的需求流量呢?这就取决于系统扬程的大小,只要系统扬程能够保持大于=设计扬程H,就可以满足2#和3#负荷的流量需求,但是,一旦系统扬程低于设计(满负荷)扬程H,就不能满足2#和3#负荷的流量需求。
那么,采用温差法控制的变频调速泵能够保证系统扬程始终不低于H吗?不能!


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dongzhesheng@co163
2006年07月14日 19:34:24
10楼
1、没必要把“阀门开度”牵扯进来讨论,在不同压头作用下,通过阀门的流量并非“开度”的单值函数。即:未必从通过阀门的流量为满负荷流量的0.2,得出该阀门开度为20%这个结论。
2、不要采用“系统扬程”这个概念,应该是系统总水阻。在变流量系统中,只要有部分阀门关小的动作,另有部分阀门仍保持全开,则系统总水阻有可能是不小于满负荷时的系统总水阻的(也是水泵设计工况下扬程)。你说采用了温差法变频就不能保证,理由呢?其实9楼帖倒数第二段的结论也是不对的,只要每台末端两端的水阻不小于需求流量对应的水阻即可,没必要关注系统总水阻,当系统总流量减少较多时,水泵变频引起系统总水阻低于设计工况扬程是可能的。
3、你不妨按8楼帖的思路“随意假定3台末端的现实流量各为多少,如何不满足需求,我就会告诉你下一步控制系统如何动作。”比如说3台末端流量各为0.2、0.9、0.9,......等等,你假设流量,我告诉你下一步如何动作。
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荔枝兔
2006年07月14日 21:39:41
11楼
好,同意你第一条,放弃阀门开度的概念。
系统扬程的概念是不严谨,应该是水泵的扬程。扬程和水阻不是同一个概念,不同意套用。
“在变流量系统中,只要有部分阀门关小的动作,另有部分阀门仍保持全开,则系统总水阻有可能是不小于满负荷时的系统总水阻的(也是水泵设计工况下扬程)。”?你是说当1#阀门关小到0.2,2#、3#阀门保持全开的的条件下,管阻可能保持不变对吗?就是说管网特性方程H=SQ2中的S是常数?该方程是二元二次方程而不是三元二次方程?对吗?如果你真的这样认为,那我们的分歧就远了。S=常数,管网特性还可能变的陡峭吗?还会有多条管网特性曲线吗?
只要每台末端两端的水阻不小于需求流量对应的水阻即可,没必要关注系统总水阻,当系统总流量减少较多时,水泵变频引起系统总水阻低于设计工况扬程是可能的。
你说“只要每台末端两端的水阻不小于需求流量对应的水阻即可,没必要关注系统总水阻,当系统总流量减少较多时,水泵变频引起系统总水阻低于设计工况扬程是可能的。”我可不这样认为,当水泵特性变化时,工作点对应的扬程是不同的,即便像你说的2#、3#末端水阻不变,由于扬程的变化,末端流量也是变化的,因为H=SQ2。何况,在自控功能完善的条件下,扬程压力的变化,必然导致阀门的动作,水阻不变是不可能的。
你的错误就在于拘泥于0.2:0.9:0.9这样线性比例分配的思维,我不会上你的当的。为了迁就你的思维,我在9F屈就于你在不考虑自控条件下,0.2:1.0:1.0的比例分配分析,其实,这种工况并不是稳态对讨论问题是没有帮助的。
下面我以图中水泵特性和管网特性在做一次小结,在水泵特性曲线H不变的前提下,当三个阀门都全开时,管网特性曲线为R1,水泵工作点是H与R1两条曲线的交点,定为工况1,对应的流量为205M3/h,扬程为24m。当2#和3#阀门保持额定负荷时的全开,仅1#阀门处于20%部分负荷时的不妨关闭。由于1#阀门的关闭,使得管阻变化,管网特性曲线由R1变为R2,水泵特性不变,工作点由H与R1的交点沿水泵特性H左翘到H与R2的交点,工况则由工况1变为工况2。由于扬程压力的提高,使得流经各个阀门的流速提高,流量增加,于是三个阀门均关小,而不是有的开大,有的关小,所有阀门关小的结果使得系统总流量并不增加反而减少,扬程由24m提升到33m,流量却由205m3/h降低到148m3/h实现平衡。同时,由于2#和3#负荷的流量已经小于设计流量,所以这两个支路的供回水温差就会提高,盘管制冷量和除湿能力都会下降;而1#支路由于实际流量大于所需流量,其供回水温差就会减小。由于扬程高于实际(设计)扬程需求,所以可以采用变频降低水泵转速的方法调节水泵特性,实现消除冗余扬程的目的。如果采用总管供回水温差参量控制水泵特性的变化,确实难以满足所有负荷的实际需求。
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