二次泵变流量系统在某印刷线路板厂设计中的应用

卢春招

（信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司厦门分院，福建 厦门 361000）

二次泵变流量系统在某印刷线路板厂设计中的应用

卢春招

（信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司厦门分院，福建 厦门 361000）

以江西某印刷线路板厂的制冷站为例，比较了一次泵定流量和二次泵变流量系统的能耗，结果表明二次泵变流量的耗电量比一次泵定流量至少节约30%，并且系统运行稳定。

一次泵；二次泵；变流量；节电

0.引言

工业建筑中空调系统的能耗占很大一部分，尤其是冷冻站内的冷水机组和水泵，常规设计一次泵定流量系统是应用最广泛的系统形式，这种系统运行稳定，冷水机组蒸发器的冷水流量维持不变，以确保不会因为压缩机卸载不及时而发生蒸发器结冰。近年来国家大力倡导节能减排，二次泵变流量系统的合理应用，既可以有效地减少空调能耗，又可以保证系统稳定地运行，使企业生产不受影响。本文以江西某印刷线路板厂的制冷站为例，对一次泵定流量和二次泵变流量系统进行分析，选出较优方案。

1.工程概况

江西某印刷线路板厂项目总占地面积约15万m2，建筑面积26万m2，设有PCB厂4栋，辅助生产车间及废水处理站1栋，SMT厂2栋，覆铜板厂1栋，及配套的化学品库，废料仓库，门卫等。一期先建一栋PCB厂及相配套设施，车间的供冷、供热都由制冷站负担，夏季空调冷负荷为10350kW，工艺设备循环冷却水冷负荷为3990kW，冬季空调热负荷为3465kW。根据此计算数据，共配置4台冷水机组，每台制冷量为1100冷吨，其中1台为热回收型冷水机组，主要供应末端空调冷热水系统，工艺冷却水系统。冷水供回水温度为7/12℃，热水供回水温度为45/40℃。

2.系统介绍

2.1一次泵定流量系统特点：选用的水泵与主机一一对应，设计流量为冷水机组蒸发器的额定流量，扬程为克服整个最不利水环路的阻力。运行中冷冻水生产侧的水量≥冷冻水需求侧水量，生产侧多余的水量经压差控制的旁通管与系统的回水混合再进入蒸发器，末端温度控制采用电动二通阀控制。

2.2二次泵变流量系统特点：在冷水机组蒸发侧流量恒定的前提下，把传统的一次泵分解为两级，包括冷源侧和用户侧两个水环路，一次泵为定流量，与主机一一对应，水泵的设计流量为蒸发器额定流量，扬程为克服从蒸发器入口经由蒸发器到旁通管路，再到蒸发器入口的阻力；二次泵的流量为变流量，根据空调末端的负荷要求（压差信号）提供相应的冷冻水量，扬程为克服从旁通管路到末端，再到旁通管路的用户侧水环路阻力。

表1　运行电费表

3.系统选型比较

3.1一次泵定流量系统选型

由于工艺冷却水系统的环路阻力比空调系统环路阻力要大，在选择一次泵时先以空调系统最不利环路阻力定扬程，然后再在工艺冷却水环路串联二次接力泵，以满足两个不同环路的阻力要求。一次泵选型采用5台一次冷冻水泵（4用1备）与4台冷水机组一一对应，每台流量730m3/h，扬程为0.45MPa，输入功率为160kW；再配3台二次接力工艺冷却水变频泵（2用1备），满足工艺冷却水系统要求，每台流量380m3/h，扬程为0.33MPa，输入功率为90kW；同时为了满足空调用热需求，选用3台空调热水泵（2用1备）与1台热回收型冷水机组对应，每台流量330m3/h，扬程为0.63MPa，输入功率为90kW。

3.2二次泵变流量系统选型

一次泵选型采用5台一次冷冻水泵（4用1备）与4台冷水机组一一对应，每台流量730m3/h，扬程为0.18MPa，输入功率为45kW。再配4台冷冻水二次变频泵（3用1备），供空调系统使用，每台流量700m3/h，扬程为0.25MPa，输入功率为90kW；配3台工艺冷却水二次变频泵（2用1备），供工艺冷却水系统使用，每台流量380m3/h，扬程为0.60MPa，输入功率为110kW；同时为了满足空调用热需求，选用2台空调热水泵（1用1备）与1台热回收型冷水机组对应，每台流量720m3/h，扬程为0.18MPa，输入功率为55kW，配3台空调热水二次变频泵（2用1备），供空调末端用，每台流量330m3/h，扬程为0.45MPa，输入功率为55kW。

4.一次泵定流量和二次泵变流量系统能耗分析

根据上述设备选型及运行水泵台数情况，本项目所在地全年电费大约为0.6元/度，按照2015年每月单独估算，两种系统运行电费大致见表1和图1所示（单位：万元）。

5.结论分析

根据以上数据及图表，在既有选型的情况下，二次泵系统比一次泵系统年节省运行费用约为69万元，约30%。

目前的比较方案主要设定某个月的负荷为定值，而在实际运行过程中，末端的负荷实时变化，一次泵系统在实际负荷偏离设计点不是很大的时候，其水泵运行功率基本不会有太大变化，而二次泵变流量系统的水泵功率则变化较明显，最终快速响应会带来节能的效果高于30%。

采用一次泵定流量系统，由于水泵的扬程考虑的是最不利环路的阻力，那么，在近端的区域，由于水泵扬程过高，对设备的要求较高，特别是空调设备，会造成初始投资较高，并且设备多半为非标设备，价格较昂贵。同时在低负荷时，定频水泵的效率很低，这一点也不符合工业建筑节能要求。

采用二次变频泵系统初投资费用较高一点，然而二次泵的流量与扬程可以根据不同负荷特性的环路分别配置，做到“量体裁衣”，极大地避免了无谓的浪费，尤其对于大型工业厂房来说，节电量是非常可观的。

［1］张娟，马永亮.二次泵变流量系统在某酒店中的应用［J］.科技信息，2012（24）：362-362.

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