CN205137770U - 一种全变频变流量二级泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种全变频变流量二级泵系统，包括一级环路和二级环路，一级环路和二级环路彼此连通。一级环路包括热泵机组、冷水机组、一级泵组、共用集管、一级供水干管和一级回水干管，二级环路包括多个用户区域环路，每个用户区域环路均包括二级泵组，多个用户末端、二级供水干管和二级回水干管。本实用新型设计的全变频变流量二级泵系统，既方便机组与水泵之间进行独立控制，又保证各台机组之间的水力平衡与稳定性，同时适应夏热冬冷地区冷热负荷特性的差异，并且使一级泵组与二级泵组均采用变频控制运行，从而更加节能、安全，有效避免机组由于流量过小而出现故障，延长了设备的使用寿命。

Description

一种全变频变流量二级泵系统

技术领域

本实用新型属于空调冷水系统技术领域，给出了一种全变频变流量二级泵系统方案。

背景技术

如图1所示，为现有技术的变流量二级泵系统。该二级泵变流量系统包括冷水机组系统和并联设置的供水回路系统，冷水机组系统包括并联设置的冷水机组2，冷水机组2的出水管上设有一级泵组3，供水回路系统包括二级供水干管14和二级回水干管15，二级供水干管14上设有二级水泵系统，二级水泵系统包括二级泵组11，冷水机组系统的出水口通过一级供水干管5与二级供水干管14相连，冷水机组系统的进水口通过一级回水干管6与二级回水干管15相连，一级供水干管5与一级回水干管6之间设有平衡管8。该系统中机组和水泵一一对应，不能使机组之间或水泵之间互为备用，控制不够灵活，初投资较高。而且现在大多数的一级水泵采用定频控制以保证机组的安全稳定运行，但最终能耗较大。平衡管不能很好的调控一级环路与二级环路之间的水量偏差，容易因为用户末端水量要求大而将一级回水干管的水旁通到一级供水干管中，从而降低用户末端的出力，最终导致舒适性降低，能耗可能因为这种恶化的效果而增加。

如图2所示，为现有技术中的另一种变流量二级泵系统。该二级泵变流量系统包括冷水机组系统和供水回路系统，冷水机组系统包括冷水机组2，供水回路系统包括二级供水干管14和二级回水干管15，冷水机组系统的出水口与二级供水干管14之间设有一级供水干管5，冷水机组系统的进水口与二级回水干管15之间设有一级回水干管6，一级供水干管5和一级回水干管6之间设有旁通管8，旁通管8上设有起旁通作用的旁通水泵19，二级供水干管14上设有二级泵组11，且每组二级泵组11中有两台并联设置的二级水泵。该系统虽通过在平衡管上安装水泵防止了将一级回水干管的水旁通到一级供水干管，但其完全取消了与机组对应设置的一级水泵而想仅凭二级泵组和一台安装于平衡管上的水泵提供整个系统的扬程的可操作性不强，系统的控制性与节能性也无法保证。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种全变频变流量二级泵系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种全变频变流量二级泵系统，包括一级环路和二级环路，所述一级环路和二级环路彼此连通。

其中，所述一级环路包括热泵机组、冷水机组、一级泵组、共用集管、一级供水干管和一级回水干管，所述热泵机组和所述冷水机组并联，所述热泵机组和冷水机组的出水口均与所述一级供水干管连通，所述热泵机组和冷水机组的进水口均与所述共用集管的一端连通，所述共用集管的另一端与所述一级泵组的出水口连通，且所述一级泵组的进水口与所述一级回水干管连通，所述一级供水干管和一级回水干管之间通过平衡管连通并与所述共用集管形成环路。

所述二级环路包括多个用户区域环路，每个用户区域环路均包括二级泵组，多个用户末端、二级供水干管和二级回水干管，多个所述用户末端相互并联，且每个所述用户末端的进水口均与所述二级供水干管的一端连通，所述二级泵组设置在所述二级供水干管上，所述二级供水干管的另一端与所述一级供水干管连通，每个所述用户末端的出水口均与所述二级回水干管连通，所述二级回水干管与所述一级回水干管连通。

本实用新型的有益效果是：本实用新型设计的全变频变流量二级泵系统，既方便机组与水泵之间进行独立控制，又保证各台机组之间的水力平衡与稳定性，同时适应夏热冬冷地区冷热负荷特性的差异，并且使一级泵组与二级泵组均采用变频控制运行，从而更加节能、安全，有效避免机组由于流量过小导致其出现故障，延长了设备的使用寿命。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步：所述热泵机组包括两台热泵主机，且两台所述热泵主机和一台所述冷水机组三者采用同程式管路设置，所述一级泵组包括三台一级水泵，且三台所述一级水泵也采用同程式管路设置，所述二级泵组包括两台并联设置的二级水泵。

上述进一步方案的有益效果是：通过对机组水路和泵组水路的同程式管路设置，可以分别确保机组水路和泵组水路中的水力平衡，从而使得机组和泵组能安全稳定地运行。

进一步：所述一级回水干管上设有一级流量计。

上述进一步方案的有益效果是：所述一级流量计用于检测所述一级回水干管中的水流量大小，并根据该流量信号控制调节最小流量旁通阀的开度。

进一步：所述平衡管上设有双向流量计。

上述进一步方案的有益效果是：所述双向流量计可以监测一级环路和二级环路之间水流量的“盈亏”状况，同时其流量信号用于控制一级泵组的转速和台数变化。

进一步：所述平衡管上还设有最小流量旁通阀。

上述进一步方案的有益效果是：外部控制中心根据所述一级流量计检测的一级回水干管的流量大小来调节所述最小流量旁通阀的开度，当用户末端负荷率较低时，可有足够的水流量通过平衡管旁通回机组，从而保证机组安全稳定的运行。

进一步：所述二级回水干管上设有二级流量计。

上述进一步方案的有益效果是：所述二级流量计用于根据检测所述二级回水干管中的水流量大小，并根据该流量信号控制调节电动旁通阀的开度。

进一步：所述二级供水干管和二级回水干管还通过旁通管连通。

上述进一步方案的有益效果是：当用户末端负荷过低，即所需流量过小而一台二级水泵即使达到最低频率运转的流量还是偏大时，通过在用户区域的二级供回水干管之间设置旁通管，确保此时一台二级水泵能保持最低频率稳定工作。

进一步：所述旁通管上设有电动旁通阀。

上述进一步方案的有益效果是：所述电动旁通阀通过接收一台所述二级水泵处于最低转速的信号并开启阀门，并根据所述二级流量计的流量信号控制电动旁通阀的阀门开度。

进一步：所述用户末端采用同程式管路设置或异程式管路设置。

上述进一步方案的有益效果是：通过不同的设置方式，可以满足不同的用户需求。

进一步：所述二级环路还包括用于检测压差值的压差检测器，当所述用户末端采用同程式管路设置时，所述压差检测器设置在所述二级进水干管和二级回水干管之间，当所述用户末端采用异程式管路设置时，所述压差检测器设置在该管路最远端的用户末端之间。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述压差检测器可以检测同程式系统中所述二级进水干管和二级回水干管之间的压差值，也可以检测异程式系统中该环路最远端用户末端之间，外部控制中心根据该压差值控制所述二级泵组的转速和台数变化。

附图说明

图1为现有技术中的一种变流量二级泵系统结构示意图；

图2为现有技术中的另一种变流量二级泵系统结构示意图；

图3为本实用新型的一种全变频变流量二级泵系统结构示意图；

图4为本实用新型的一种全变频变流量二级泵系统控制原理示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、热泵机组，2、冷水机组，3、一级泵组，4、共用集管，5、一级供水干管，6、一级回水干管，7、一级流量计，8、平衡管，9、双向流量计，10、最小流量旁通阀，11、二级泵组，12、用户末端，13、压差检测器，14、二级供水干管，15、二级回水干管，16、旁通管，17、电动旁通阀，18、二级流量计,19、旁通水泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图3、4所示，一种全变频变流量二级泵系统，包括一级环路，如图1中A所示，和二级环路，如图1中B所示，所述一级环路和二级环路彼此连通。

其中，所述一级环路包括热泵机组1、冷水机组2、一级泵组3、共用集管4、一级供水干管5和一级回水干管6，所述热泵机组1和所述冷水机组2并联，所述热泵机组1和冷水机组2的出水口均与所述一级供水干管5连通，所述热泵机组1和冷水机组2的进水口均与所述共用集管4的一端连通，所述共用集管4的另一端与所述一级泵组3的出水口连通，且所述一级泵组3的进水口与所述一级回水干管6连通，所述一级供水干管5和一级回水干管6之间通过平衡管8连通并与所述共用集管4形成环路。

所述二级环路包括多个用户区域环路，每个用户区域环路均包括二级泵组11，多个用户末端12、二级供水干管14和二级回水干管15，多个用户末端12相互并联，且每个所述用户末端12的进水口均与所述二级供水干管14的一端连通，所述二级泵组11设置在所述二级供水干管14上，所述二级供水干管14的另一端与所述一级供水干管5连通，每个所述用户末端12的出水口均与所述二级回水干管15连通，所述二级回水干管15与所述一级回水干管6连通。

本实施例中，所述热泵机组1包括两台热泵主机，且两台所述热泵主机和一台所述冷水机组2三者采用同程式管路设置，所述一级泵组3包括三台一级水泵，且三台所述一级水泵也采用同程式管路设置。通过对机组水路和泵组水路的同程式管路设置，可以分别确保机组水路和泵组水路中的水力平衡，从而使得机组和泵组能安全稳定地运行。

优选地，所述热泵机组1和所述冷水机组2采用“两大一小”机组组合，即所述热泵机组1采用大型离心式热泵机组，所述冷水机组3采用小型螺杆式冷水机组，这样可以适应系统用户端处于不同负荷情况下所需的不同冷量大小。尤其是在夏热冬冷地区，冷负荷明显大于热负荷，所以采用小型螺杆式冷水机组1作为冷负荷的补充。即使一级环路中是单台机组运行，也是大型离心式热泵机组1中的一台热泵主机单独运行，所以最小流量旁通调节阀10以大型离心式热泵机组1的最小允许流量值为最大流量设计。

这里需要指出的是，此处将热泵机组1、冷水机组2和一级泵组3通过所述共用集管4串联，以此特殊位置设计，既满足了各自并联内部的同程流向，也方便了两者的独立控制，从而更适应一级泵组变频运行的变流量二级泵系统节能安全地运行。

本实施例中，所述一级回水干管6上设有一级流量计7。所述一级流量计7用于检测所述一级回水干管6中的水流量大小，并根据该流量信号控制调节最小流量旁通阀的开度。

优选地，所述平衡管8上设有双向流量计9。所述双向流量计9可以监测一级环路和二级环路之间水流量的“盈亏”状况，同时其流量信号用于控制一级泵组3的转速和台数变化。

进一步的，所述平衡管8上还设有最小流量旁通阀10。外部控制中心根据所述一级流量计7检测的一级回水干管6的流量大小来调节所述最小流量旁通阀10的开度，以此保证当二级环路流量需求过小导致一级环路上只需所述热泵机组1中的一台热泵主机低负荷运行和所述一级泵组3中的一台一级水泵最小频率运行时，有足够的水流量通过所述平衡管8旁通回一级环路，从而保证了所述热泵机组1在最小流量下安全运行和水泵机组3在最小频率下稳定工作。

这里需要指出的是，我们既通过所述双向流量计9监控的流量信号控制一级泵组3的转速和台数变化，如图4中a所示，又通过所述一级流量计7监测的流量信号控制最小流量旁通阀10的开度，以保证低负荷运行的一台所述热泵主机和一台最小频率运行的所述一级水泵可安全有效地运行，如图4中b所示。两个部件的联合控制使所述一级泵组3的变频运行更精准而全面，从而使变流量二级泵系统能进一步节能运行。

本实施例中，所述二级回水干管15上设有二级流量计18。所述二级流量计18用于根据检测所述二级回水干管15中的水流量大小，并根据该流量信号控制调节电动旁通阀16的开度。

优选地，所述二级进水干管14和二级回水干管15还通过旁通管16连通。当用户末端12负荷过低，即所需流量过小而一台二级水泵即使达到最低频率运转的流量还是偏大时，通过在用户区域的二级供水干管14和二级回水干管15之间设置旁通管16，确保此时二级泵组能保持最低频率稳定工作。

本实施例中，所述二级泵组11包括两台并联设置的二级水泵。当然，也可以采用更多数量的二级水泵，这里不做任何限定。

优选地，所述旁通管16上设有电动旁通阀17。所述电动旁通阀17通过接收所述二级泵组11中运行的一台二级水泵处于最低转速的信号并开启阀门，并根据所述二级流量计18的流量信号控制电动旁通阀17的阀门开度。

本实施例中所述用户末端12采用同程式管路设置或异程式管路设置。通过不同的设置方式，可以满足不同的用户需求。当所述用户末端12为同程式管路设置时，如图3中二级环路中左边管路设置方式，通过所述压差监测器13监测二级供水干管14和二级回水干管15之间的压差信号控制所述二级泵组11的转速和台数变化，如图4中c所示；当用户末端为异程式14时，如图3中二级环路右边管路设置方式，通过所述压差监测器13检测最远端用户末端之间的压差信号控制所述二级泵组11的转速和台数变化，如图4中d所示。

优选地，所述二级环路还包括用于检测压差值的压差检测器13，当所述用户末端12采用同程式管路设置时，所述压差检测器13设置在所述二级进水干管14和二级回水干管15之间，当所述用户末端12采用异程式管路设置时，所述压差检测器13设置在该管路最远端的用户末端之间。通过所述压差检测器13在同程式系统中可以检测所述二级进水干管14和二级回水干管15之间的压差值，在异程式系统中可以检测该环路最不利用户末端之间的压差值，外部控制中心可根据该压差值控制所述二级泵组11的转速和台数变化。

当所述用户末端12需求过低时，所述旁通管16上设置的电动旁通阀17通过接收一台所述二级水泵处于最低转速的信号开启阀门，如图4中e所示，并根据所述二级回水干管15上设置的所述二级流量计18的流量信号控制所述电动旁通阀17的阀门开度，如图4中f所示。

本实用新型设计的全变频变流量二级泵系统，既方便机组与水泵之间进行独立控制，又保证各台机组之间的水力平衡与稳定性，同时适应夏热冬冷地区冷热负荷特性的差异，并且使一级泵组与二级泵组均采用变频控制运行，从而更加节能、安全，有效避免机组由于流量过小导致其出现故障，延长了设备的使用寿命。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种全变频变流量二级泵系统，其特征在于：包括一级环路和二级环路，所述一级环路和二级环路彼此连通；

所述一级环路包括热泵机组(1)、冷水机组(2)、一级泵组(3)、共用集管(4)、一级供水干管(5)和一级回水干管(6)，所述热泵机组(1)和所述冷水机组(2)并联，所述热泵机组(1)和冷水机组(2)的出水口均与所述一级供水干管(5)连通，所述热泵机组(1)和冷水机组(2)的进水口均与所述共用集管(4)的一端连通，所述共用集管(4)的另一端与所述一级泵组(3)的出水口连通，且所述一级泵组(3)的进水口与所述一级回水干管(6)连通，所述一级供水干管(5)和一级回水干管(6)之间通过平衡管(8)连通并与所述共用集管(4)形成环路；

所述二级环路包括多个用户区域环路，每个用户区域环路均包括二级泵组(11)、多个用户末端(12)、二级供水干管(14)和二级回水干管(15)，多个所述用户末端(12)相互并联，且每个所述用户末端(12)的进水口均与所述二级供水干管(14)的一端的连通，所述二级泵组(11)设置在所述二级供水干管(14)上，所述二级供水干管(14)的另一端与所述一级供水干管(5)连通，每个所述用户末端(12)的出水口均与所述二级回水干管(15)连通，所述二级回水干管(15)与所述一级回水干管(6)连通。

2.根据权利要求1所述一种全变频变流量二级泵系统，其特征在于：所述热泵机组(1)包括两台热泵主机，且两台所述热泵主机和一台所述冷水机组(2)三者采用同程式管路设置，所述一级泵组(3)包括三台一级水泵，且三台所述一级水泵也采用同程式管路设置，所述二级泵组(11)包括两台并联设置的二级水泵。

3.根据权利要求1所述一种全变频变流量二级泵系统，其特征在于：所述一级回水干管(6)上设有一级流量计(7)。

4.根据权利要求3所述一种全变频变流量二级泵系统，其特征在于：所述平衡管(8)上设有双向流量计(9)。

5.根据权利要求4所述一种全变频变流量二级泵系统，其特征在于：所述平衡管(8)上还设有最小流量旁通阀(10)。

6.根据权利要求1所述一种全变频变流量二级泵系统，其特征在于：所述二级回水干管(15)上设有二级流量计(18)。

7.根据权利要求6所述一种全变频变流量二级泵系统，其特征在于：所述二级进水干管(14)和二级回水干管(15)还通过旁通管(16)连通。

8.根据权利要求7所述一种全变频变流量二级泵系统，其特征在于：所述旁通管(16)上设有电动旁通阀(17)。

9.根据权利要求1-8任一项所述一种全变频变流量二级泵系统，其特征在于：所述用户末端(12)采用同程式管路设置或异程式管路设置。

10.根据权利要求9所述一种全变频变流量二级泵系统，其特征在于：所述二级环路还包括用于检测压差值的压差检测器(13)，当所述用户末端(12)采用同程式管路设置时，所述压差检测器(13)设置在所述二级进水干管(14)和二级回水干管(15)之间，当所述用户末端(12)采用异程式管路设置时，所述压差检测器(13)设置在该环路最远端的用户末端之间。