空調二次泵水系統調試問題及對策

李義橋

摘要：常規的空調二次泵水系統在調試過程中，由于一次泵回路與二次泵回路流量不匹配而造成供水溫度偏離設計值的情況發生，且冷機也存在低負荷、多臺運行等不合理情況。調節一次泵回路流量跟隨二次泵回路流量，可很好的解決該問題，并在實際工程項目得到應用和驗證。

關鍵詞：二次泵水系統；冷機；加卸載；變流量；節能

中圖分類號：TU831 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3024（2016）08-155-01

1常規空調二次泵水系統調試存在的問題

常規的空調二次泵水系統是一次泵定頻運行，以期滿足冷機定流量運行的要求。二次泵是變頻變流量運行，根據空調末端壓差的變化來調節二次泵的轉速。水系統中設計有盈虧管，用來確保一次泵回路定流量，而二次泵回路變流量的平衡問題，但也正是這種做法的空調二次泵水系統在調試工作中存在著很大的問題。

盈虧管中水流在一次回路中循環，稱為“盈”：如在二次回路中循環，稱為“虧”。

水系統調試中如果是“盈”狀態（一次泵回路流量≥二次泵回路流量），空調末端的高溫回水總能全部的流經運行的冷機，即末端的負荷總能全部的“反映”至冷機，冷機控制系統總能根據回水溫度來進行自身的加卸載。水系統運行如果是“虧”狀態（一次泵回路流量<二次泵回路流量），空調末端的高溫回水是部分的流經運行的冷機，即末端的負荷只是部分的“反映”至冷機，流經冷機的流量也沒有變化，故運行的各臺冷機并不加載，冷機出口溫度能維持在設定值，而二次回路由于混入高溫回水，使其溫度實際大于冷機出口溫度。這就造成了供至空調末端的冷凍水不能提供滿足設計需要的水溫（如：7℃），此后二次回路總供水溫度會越來越高，而運行的冷機只能通過回水溫度滯后的升高而滯后的加載，如此會形成一個惡性循環。至末端的供水溫度過高，而運行的冷機又不加載，這個問題是常規的二次泵水系統在調試過程中發現的問題。

2問題總結與分析

（1）當“虧”狀態時。二次回路水溫大于冷機出口水溫，去往空調末端的冷凍水溫不滿足要求。

（2）當“虧”狀態時，隨著二次回路水溫的升高。空調末端的換熱除濕能力變差，回水溫度會越來越高，運行的冷機也加載滯后、緩慢。

（3）系統為解決“虧”狀態時的問題，不得不增開一次泵及對應的冷機，會造成多臺冷機低負荷運行，冷機運行效率低。

（4）無論是“虧”還是“盈”狀態，盈虧管的作用是保證一次泵回路定流量，所以帶來盈虧水量的那部分水泵做功是無直接制冷作用的，是無效功，故水泵輸送能耗高。

3解決措施

常規空調二次泵水系統設計要求是一次泵回路定流量，這是考慮流經冷機的冷凍水流量不變，避免影響冷機運行，但經過調研，其實很多知名品牌（如約克、開利）的冷水機組是允許變流量運行的，因為冷機本體的加卸載也是根據出水或回水溫度來控制的。但需要注意的是：流量變化范圍不能超出機組廠家給出的限定范圍（一般為額定流量的50%-120%）：且流經冷機的冷凍水量不能突變，要保證流量變化率在30%-50%每分鐘，因為如果冷機自身的溫度控制加卸載跟不上流量的變化時，會造成出水溫度波動過大，極端情況下冷機會因失控而保護停機。所以解決上述問題的措施就是一次泵回路也變流量，通過變頻調節一次泵的轉速來使一次泵回路流量跟隨二次泵回路流量。

當發生“盈”狀況，冷機回水流量大于二次回路供水流量，就減少運行的一次泵轉速，目標是使兩者流量相近，這樣既能保證全部的末端回水流經冷機被制冷，又能因一次泵降轉速而節能。當發生“虧”狀況，冷機回水流量小于二次回路供水流量，就加大運行的一次泵轉速，目標也是使兩者流量相近，這樣就避免了末端回水與冷機出水混合后總供水溫度的升高，且能使全部的回水流經冷機被制冷，末端的空調負荷能全部的“反映”至冷機，冷機能迅速加載。

4工程案例

北京望京地區某酒店是2012年底竣工的一家五星級酒店，總建筑面積8，6萬mz，設計了2臺900RT離心機組和2臺400RT離心機組，按原設計冷凍機房共安裝一次冷水定頻泵4臺，二次冷水變頻泵5臺，在最后調試及試運行階段，就發現出現前述中所說的問題，反復調試各項指標仍然達不到驗收要求。后經過機電總包組織業主和廠家進行會商，仔細分析和研究，最后決定將一次冷水泵全部改成變頻泵并加裝變頻器，重新進行整體調試，實現了冷機臺數控制、一次泵跟隨二次泵流量變頻運行等功能，取得了比較令人滿意的使用效果。

冷機群控編程調試冷機群控編程調試對于一、二次泵全變頻水系統來說至關重要，甚至決定了系統調試的成敗，在調試和控制邏輯中必須關注如下細節：

為保證一、二次泵全變頻系統（尤其是一次泵部分）的穩定可靠，一次冷凍水循環泵變流量的穩定至關重要，既要滿足冷水機組最小流量的需求還需要保證每臺冷水機組流量變化率不能過快，當新增開或減少一臺冷水機組時或者二次水流量變化劇烈時無論如何設置PID的參數均會導致PID運算的紊亂導致波動增加甚至失控。調試中經過長時間的反復測試各種極端情況，最終通過控制邏輯時間“階梯式”逐步到達直至穩定的方式，每變化1Hz的頻率至少間隔10S以上的時間。

卸載冷水機組時或者冷水機組出現故障時，配套水閥和水泵的停運在一、二次泵變流量系統中同樣重要。卸載冷水機組時需考慮到停機時冷水機組的負荷等情況來分別確定冷卻水、冷凍水水閥及水泵的關閉時間。當冷水機組出現故障停機時。第一時間開啟備用冷水機組的啟動流程，同時出現故障冷機配套的水閥及水泵需要繼續運行，直到能夠保證冷水機組安全后方才延時關閉。

5結束語

常規的空調二次泵水系統在調試運行時，必然會多臺冷機低負荷低效率、一次泵大流量運行，不節能，或無法滿足二次回路出水溫度等情況。為徹底解決這一問題，一次泵回路也變流量運行是個較好的解決措施。