[发明专利]中央空调水系统水泵扬程流量与空调管路系统阻力流量匹配系统

说明书

技术领域

 本发明涉及中央空调，尤其是中央空调的水泵转速控制系统，具体地说是一种中央空调水系统水泵扬程流量与空调管路系统阻力流量匹配系统。

 

背景技术

目前，中央空调是现代建筑中不可或缺的空气调节系统。其中中央空调系统中冷却水泵或冷却水泵组是为中央空调提供水量，水量进入机组与机组进行热交换，然后通过水把机组中的热量带走。冷冻水泵或冷冻水泵组是为了把中央空调主机产生的冷热水输送到室内末端提供冷热水而设置，把中央空调主机产生的冷热水输送到室内末端设备进行热交换以调节室内空气质量。中央空调系统中冷却水泵或冷却水泵组和冷冻水泵或冷冻水泵组在机组满负荷运行时占整个中央空调系统能耗约20%-30%左右的电量。中央空调主机达到设定温度后具有卸载功能，特别是过渡季节空调使用容量较小主机卸载而水泵没有，这时水泵占系统整体能耗甚至高达40%-60%以上。

随着能源紧张以及全球资源枯竭，以及国家对节能的重视，如何提供一种水泵的高效输送法一直是业内专家们探索的问题。为了节能，在暖通设计规范中还特别进行了规定。例如在中央空调系统中根据整个系统的容量设置2台以上不等的主机，再配备相应的2台以上冷却泵或冷却泵组，同时再配备相应的2台以上冷冻泵或冷冻泵组。以便根据气候或者使用容量的变化从一台机组逐步增加开启直至开启全部机组和相对应的水泵，以实现节能降耗的目的。

冷却和冷冻水泵在配置到中央空调系统中时扬程与流量是按最大、最恶劣的情况下配置的。但是因管道阻力是随着流量的变化而变化。所以当部分水泵开启时系统由于未达到额定流量，阻力会明显偏小。这时水泵的扬程就会无端浪费，造成水泵工作点偏离造成效率下降，同时电机负载过小，无功功耗上升，电机本身能耗增加，电流过大，严重时会发热烧毁。也就是说这时的系统阻力太小。虽然水泵的扬程有富余量，但是由于部分水泵运行时管道阻力过小，扬程富余造成水泵偏离效率区。

由于管道阻力过小水泵出现扬程过大造成水泵电流超过额定功率。长期运行水泵会烧毁。为了解决这个问题通常的做法是关闭相应的水泵阀门调节扬程以适应管道阻力的变化。但这样会造成水泵电力白白浪费，就像开车踩着油门加油同时踩下刹车一样。

也有采用各种流量扬程不同的多台水泵并联。以根据系统情况开启不同的水泵组合，但是多台水泵会造成系统施工难度增加，故障率高等弊病。以及在开启少量水泵时开启的水泵不能充分利用其他管道的通径减少阻力。

也有人根据正在运行的系统的实际扬程进行更换低扬程水泵以匹配实际扬程的办法，但是由于重新配置的水泵扬程也是固定的扬程。当管道阻力增加或者管道流速增加时。显然配置低扬程的水泵在高阻力的管道系统中就会出现水泵的效率下降。也就是是虽然配备了低扬程水泵在流量较小管道阻力也较小的时候可以满足，一旦在标准流量和扬程水泵扬程就会不足，也会造成水泵过载烧毁电机的现象。

水泵在并联状态下流量并不是简单相加的理论。就是说当2台水泵同时向一根管道输入流量时由于复杂的管道阻力以及水泵制造等其他因素。会造成流量损失，2台水泵并联一般只有80%的流量，3台水泵并联时一般只有70%的流量。

为了保证系统其中一台水泵的停止不会导致水流逆流，在每个水泵的出口都会设置一个单向阀，单向阀也会损失掉部分水泵效率。

还有人利用多泵安装变频器，然后利用变频器调节多泵的转速来调节扬程以及流量，但显然这样的做法经济性不高，投资变频器的价格远远高于水泵的差价。也就是说2台小流量水泵更换为1台较大可以满足2台同样小流量的水泵价格较低，同样用2台较小的变频器更换为1台满足2台功率较小变频器的价格也较低。也就是说大的水泵和变频器的性价比要高于小的。

因此，希望能有一台水泵就能满足一台以上主机流量的中央空调水系统水泵扬程流量与空调管路系统阻力与流量匹配系统。以克服以上不足。同时可以根据中央空调水管系统的流量与阻力改变水泵的流量与扬程。以实现中央空调水系统水泵扬程流量与空调管路系统阻力与流量匹配。

 

发明内容

本发明的目的是希望能有一台水泵能满足一台以上中央空调系统流量的设备；同时可以根据中央空调水管系统的流量与阻力改变水泵的流量与扬程，以实现中央空调水系统水泵扬程流量与空调管路系统阻力与流量匹配，本发明提出的中央空调水系统扬程阻力匹配系统，简单有效、可以提高水泵效率以解决上述问题。

本发明的技术方案是：