二次泵變流量系統在某印刷線路板廠設計中的應用

盧春招

（信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司廈門分院，福建 廈門 361000）

二次泵變流量系統在某印刷線路板廠設計中的應用

盧春招

（信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司廈門分院，福建 廈門 361000）

以江西某印刷線路板廠的制冷站為例，比較了一次泵定流量和二次泵變流量系統的能耗，結果表明二次泵變流量的耗電量比一次泵定流量至少節約30%，并且系統運行穩定。

一次泵；二次泵；變流量；節電

0.引言

工業建筑中空調系統的能耗占很大一部分，尤其是冷凍站內的冷水機組和水泵，常規設計一次泵定流量系統是應用最廣泛的系統形式，這種系統運行穩定，冷水機組蒸發器的冷水流量維持不變，以確保不會因為壓縮機卸載不及時而發生蒸發器結冰。近年來國家大力倡導節能減排，二次泵變流量系統的合理應用，既可以有效地減少空調能耗，又可以保證系統穩定地運行，使企業生產不受影響。本文以江西某印刷線路板廠的制冷站為例，對一次泵定流量和二次泵變流量系統進行分析，選出較優方案。

1.工程概況

江西某印刷線路板廠項目總占地面積約15萬m2，建筑面積26萬m2，設有PCB廠4棟，輔助生產車間及廢水處理站1棟，SMT廠2棟，覆銅板廠1棟，及配套的化學品庫，廢料倉庫，門衛等。一期先建一棟PCB廠及相配套設施，車間的供冷、供熱都由制冷站負擔，夏季空調冷負荷為10350kW，工藝設備循環冷卻水冷負荷為3990kW，冬季空調熱負荷為3465kW。根據此計算數據，共配置4臺冷水機組，每臺制冷量為1100冷噸，其中1臺為熱回收型冷水機組，主要供應末端空調冷熱水系統，工藝冷卻水系統。冷水供回水溫度為7/12℃，熱水供回水溫度為45/40℃。

2.系統介紹

2.1一次泵定流量系統特點：選用的水泵與主機一一對應，設計流量為冷水機組蒸發器的額定流量，揚程為克服整個最不利水環路的阻力。運行中冷凍水生產側的水量≥冷凍水需求側水量，生產側多余的水量經壓差控制的旁通管與系統的回水混合再進入蒸發器，末端溫度控制采用電動二通閥控制。

2.2二次泵變流量系統特點：在冷水機組蒸發側流量恒定的前提下，把傳統的一次泵分解為兩級，包括冷源側和用戶側兩個水環路，一次泵為定流量，與主機一一對應，水泵的設計流量為蒸發器額定流量，揚程為克服從蒸發器入口經由蒸發器到旁通管路，再到蒸發器入口的阻力；二次泵的流量為變流量，根據空調末端的負荷要求（壓差信號）提供相應的冷凍水量，揚程為克服從旁通管路到末端，再到旁通管路的用戶側水環路阻力。

表1　運行電費表

3.系統選型比較

3.1一次泵定流量系統選型

由于工藝冷卻水系統的環路阻力比空調系統環路阻力要大，在選擇一次泵時先以空調系統最不利環路阻力定揚程，然后再在工藝冷卻水環路串聯二次接力泵，以滿足兩個不同環路的阻力要求。一次泵選型采用5臺一次冷凍水泵（4用1備）與4臺冷水機組一一對應，每臺流量730m3/h，揚程為0.45MPa，輸入功率為160kW；再配3臺二次接力工藝冷卻水變頻泵（2用1備），滿足工藝冷卻水系統要求，每臺流量380m3/h，揚程為0.33MPa，輸入功率為90kW；同時為了滿足空調用熱需求，選用3臺空調熱水泵（2用1備）與1臺熱回收型冷水機組對應，每臺流量330m3/h，揚程為0.63MPa，輸入功率為90kW。

3.2二次泵變流量系統選型

一次泵選型采用5臺一次冷凍水泵（4用1備）與4臺冷水機組一一對應，每臺流量730m3/h，揚程為0.18MPa，輸入功率為45kW。再配4臺冷凍水二次變頻泵（3用1備），供空調系統使用，每臺流量700m3/h，揚程為0.25MPa，輸入功率為90kW；配3臺工藝冷卻水二次變頻泵（2用1備），供工藝冷卻水系統使用，每臺流量380m3/h，揚程為0.60MPa，輸入功率為110kW；同時為了滿足空調用熱需求，選用2臺空調熱水泵（1用1備）與1臺熱回收型冷水機組對應，每臺流量720m3/h，揚程為0.18MPa，輸入功率為55kW，配3臺空調熱水二次變頻泵（2用1備），供空調末端用，每臺流量330m3/h，揚程為0.45MPa，輸入功率為55kW。

4.一次泵定流量和二次泵變流量系統能耗分析

根據上述設備選型及運行水泵臺數情況，本項目所在地全年電費大約為0.6元/度，按照2015年每月單獨估算，兩種系統運行電費大致見表1和圖1所示（單位：萬元）。

5.結論分析

根據以上數據及圖表，在既有選型的情況下，二次泵系統比一次泵系統年節省運行費用約為69萬元，約30%。

目前的比較方案主要設定某個月的負荷為定值，而在實際運行過程中，末端的負荷實時變化，一次泵系統在實際負荷偏離設計點不是很大的時候，其水泵運行功率基本不會有太大變化，而二次泵變流量系統的水泵功率則變化較明顯，最終快速響應會帶來節能的效果高于30%。

采用一次泵定流量系統，由于水泵的揚程考慮的是最不利環路的阻力，那么，在近端的區域，由于水泵揚程過高，對設備的要求較高，特別是空調設備，會造成初始投資較高，并且設備多半為非標設備，價格較昂貴。同時在低負荷時，定頻水泵的效率很低，這一點也不符合工業建筑節能要求。

采用二次變頻泵系統初投資費用較高一點，然而二次泵的流量與揚程可以根據不同負荷特性的環路分別配置，做到“量體裁衣”，極大地避免了無謂的浪費，尤其對于大型工業廠房來說，節電量是非常可觀的。

［1］張娟，馬永亮.二次泵變流量系統在某酒店中的應用［J］.科技信息，2012（24）：362-362.

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