一次側
變流量系統
VPF

       隨著設計水準及機械加工水準的進步，冰水主機的效率越來越。這使得冷水機房的能耗結構發生了較大的變化。水泵的能耗比例已經成為一個比​​較重要部分，所以如何在水泵的節能措施上去的取得進展已成為一項重要課題。

        通常來說，空調系統是按照滿載負荷設計的，當負荷變化時，雖然冰水主機可以根據負載調節相應的冰水輸出，但是常規冰水系統在在冰水主機的蒸發器側的流量配置是固定的，定流量的冷凍水泵能耗沒有跟隨主機的部分負荷運行而變化水量。也沒跟著冰水主機減載。近年來在電子及自控技術的輔助下，冰水主機的製造技術得到有效提高，尤其是機組對負荷變化的響應時間大大縮短。先進的冰水主機可以在極大的範圍內變流量運行；同時，與通過供水溫度來控制機組負荷一樣，蒸發側變水流量控制機組負荷運行，同樣能夠保證出水溫度在允許的偏差範圍內正常運行。因此，當負荷變化時，可以使冰水主機的蒸發器側流量隨用戶的需求而變化，從而節約蒸發器側水泵的能耗，同時可使用流量保護措施使機組在流量允許的範圍內運行。

在管路系統固定不變的前提下，變頻水泵的效率特性和水系統的阻力特性接近，理論上水泵的能耗與流量成3次方的關係，系統的阻力隨著部分負荷時流量的下降而下降[(水量1/水量2)2=水阻1/水阻2]。如果蒸發側的流量允許隨著負載的變化而變化，那麼蒸發側的水泵就無需全年保持夏季設計日的滿載流量，在部分負載運行時段，水泵如冰水主機一樣，部分負載時流量減小，與此同時水泵的能耗大幅降低從而達到節能的目的。

目前，較通行的水系統設計通常有兩種方式：1.一次泵定流量系統2.二次泵變流量系統。相對於這兩種方式，一次泵變流量系統的優勢如下表

一次側變流量系統中選擇可變流量運行的冰水主機，當機組運行時，蒸發器的供回水溫差基本恆定，蒸發側流量隨負荷側流量的變化而改變，從而達到“按需供應”，並使得降低水泵在部分負荷時的供水量成為可能，最終降低系統運行能耗。末端需求空調量由冰水量調配，冰水主機生產的冰水量由流經蒸發器的水流量和相對固定的溫差決定。其系統形式類似於一次泵定流量系統，增加了一套自動控制系統，同時定流量水泵變為變流量水泵，按照一定的控制邏輯運行，如下圖所示。

一次泵變流量系統的首要問題是掌握冰水主機及其係統控制的特性，這其中有兩個比較重要的概念。

末端二通閥設計

與二次泵變流量系統相同，一次泵變流量系統的末端採用模擬量或開關量的兩通閥控制，房間溫度傳感器控制兩通閥的開度。當房間的負荷增加時，室內溫度高於房間的設定溫度，兩通閥開大，供回水間壓差隨之減小；反之，當房間的負荷減少時，室內溫度低於房間的設定溫度，兩通閥關小，供回水間壓差隨之增大。利用壓差傳感器控制水泵的流量，保證末端的所需的水量，同時維持末端的壓差設定值。在二次泵系統中，該壓差控制的是冷凍水分配側的冷凍水泵變頻器，而在一次泵變流量系統中，壓差信號直接控制系統中僅有的一組變流量水泵。與變流量水泵相對應的是可變流量的冰水主機。

可變流量的冰水主機

常規冰水主機蒸發器水流量變化必然引起冰水主機的出水溫度波動，導致冰水主機運行不穩定，甚至會使蒸發器結冰。TRANE公司經過數十年的研究開發與實踐檢驗，不斷革新的CentraVac三級離心式冰水主機，配以UC800控制器結合系統控制技術，已經能夠很好地解決這一問題，真正實現變流量運行。

正如上段所言，要保證一次泵變流量系統成功實現，除卻系統設計及控制系統的合理設計之外對機組有著較為嚴格的要求。

 主機允許的流量變化率

當冰水主機運行接近滿載而負荷側的冷量需求還在增加時（通常達到95%的滿載電流），系統應再投入一台冰水主機來滿足冷量的需求。在一次泵變流量系統中水泵的流量只受末端供回水管的壓差控制，其冷凍水泵和冰水主機之間沒有連鎖控制，因此，新投入的冰水主機的水量是從原來已運行的冰水主機分流出來的，此時沒有水泵跟進投入。假設原來有一台機組在運行，且新投入的冰水主機容量和已在運行的冰水主機容量相等，將有一半的水量會被分流到新投入的冰水主機上。如果這是機組的可承受流量變化率較小，則整個系統的流量及水溫重新達到穩定的時間很長，對於能耗及舒適性都幾乎不利，因此建議冰水主機的流量變化率為30%/min -50%/min。

 冰水機組允許的流量變化範圍

冰水機組允許的最低流量和最高流量之間是該機組允許的流量變化範圍。允許的最低流量越小，系統節能的潛力越大；除單一機組的一次泵變流系統外，多機並聯繫統推薦的冰水主機最低流量在額定流量的50％以下，即滿足：額定流量／最低流量>２。這樣設計的主要原因是為了避免在兩台或以上的機組運行時旁通閥動作，如果最低流量大於額定流量的50%時，會給空調監控系統的邏輯設計增加難度。

因此冰水主機的流量變化範圍和每分鐘允許流量變化率兩者是衡量冰水主機性能的指標。主機的流量變化範圍越大，冰水主機節能效果越明顯。機組的每分鐘允許流量變化率越大，變流量時出水溫度波動越小。