水泵组合方式对空调水系统稳定性影响的研究

摘要

随着对室内环境和节能的要求越来越高，空调和采暖系统的运用越来越广泛，对系统稳定运行的要求也愈加严格。提高系统的稳定性，不仅能控制空调能源消耗，也能提高供暖和空调的质量，更能延长其使用寿命。如何选择最佳的水泵组合方式，使其让系统具有更好的稳定性，是本文的最主要研究内容。改变水泵的组合方式对系统的稳定性有着一定程度的影响。
　　本文首先介绍了泵与管网的匹配问题，利用 H-Q图解释了动力装置在管网中的工作状态点。针对水系统，提及了管网的流体网络计算的方法，阐述了水力失调度以及敏感度的系统稳定性分析的方法。
　　在空调冷水系统和冷却水系统的两个工程案例中，选用单台、两台同型号、三台同型号水泵并联这三种组合方式，运用 matlab软件对这三种组合方式的水泵性能曲线进行拟合，得出这两个案例中不同水泵组合运行时系统中的总流量，进一步计算出水力失调度。
　　针对同程与异程系统，在某系统中，选用单台、两台同型号、两台不同型号、三台同型号水泵并联这四种组合方式，依次关闭单个支路、多个支路，对网络进行求解，计算其它支路的水力失调度的方法，分析了水泵组合方式对系统稳定性的影响。其主要结论有：1）异程系统中，离冷热源越近，支路的稳定性越好，反之，支路的稳定性越差。关闭支路数越多，支路的水力失调度越大，且水力失调度的增幅越大。关闭越靠近冷热源的支路对其他支路的影响不大，相反，关闭越远离冷热源的支路对其他支路有着不可忽视的影响。2）同程系统中，两端的稳定性最好，中部的稳定性最差，稳定性具有明显的对称性。
　　运用敏感度对异程与同程系统的稳定性进行量化评判和比较。得出：尽管同程系统的管网比异程系统的管网更容易达到水力平衡，但是总体上而言，异程系统的稳定性却比同程系统要好，这是由于在当同程系统与异程系统的支路的最小阻抗相等时，管网的总阻抗越小，所选泵型号相同时，会导致管网的特性曲线与泵的特性曲线的交点远离设计工况点，而并非越靠近设计工况点。
　　通过理论分析和实例计算指出，采用不同的水泵组合方式，系统的稳定性是不同的。在冷水系统中，三台同型号水泵并联时，系统的稳定性是最好的，在冷却水系统中，单台水泵运行时，系统的稳定性最好，这是由于在选择水泵的时候，只有在这两种水泵组合方式下，水泵的实际工况点才最接近设计工况点。当多个支路的阻抗可能发生改变时，选用不同型号的水泵组合方式能够提高系统的稳定性。这个结论在一定程度上对选择更合适系统的水泵有着指导意义。

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第一章 绪论

1.1研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3研究内容

第二章 泵与管网系统的匹配

2.1泵在管网系统中的运行工况点

2.2泵的工况调节

2.3本章小结

第三章水系统稳定性分析

3.1管网水力工况分析的基本原理

3.2稳定性的分析方法

3.3本章小结

第四章水泵组合方式对水系统稳定性的影响

4.1冷水系统的稳定性

4.2 冷却水系统的稳定性

4.3异程系统的稳定性

4.4同程系统稳定性

4.5 采用敏感度分析系统稳定性

4.6本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

作者攻读学位期间的论文发表情况

致谢