ASHRAE/IES標準：新建建築物的能效設計
要求：“所有配置可調節的或逐級開啟和關閉的閥門的10馬力的泵系統，必須能夠適用於設計流量50%或者以下的工況”。
例外—指那些層數較少，沒有電梯的住宅類建築物。
二次泵系統：
冷水機組的水泵要與設計水流量相匹配。
泵的葉輪需要修平，以減少泵在排液時的壓力損失， 這是節能的關鍵措施之一。
變流量泵系統三個關鍵的方面需要考慮：公用管；冷水機組的啟/停順序；控制閥門和執行機構。
公用管路的設計思考：
將最大的冷水機組的流量流過公用管路時，產生的壓降設定為公用管路的壓力降。
一般情況下，冷水機組的啟/停順序是由流量最大的泵的流量是否過半來決定的。
二次泵系統在理論和實際應用上都十分簡單。它的基本理論就是當兩個環路相互連接時，如果公用管路中壓降消失，那麼這兩個環路的中的流量會相對獨立。
“經驗之談”：
1 公用管：
二次泵系統應用的關鍵就是公用管的使用，它將一次環路和二次環路互相連接起來。
公用管長度應該比較短來保證較小的壓力損失。 供水和回水三通之間的距離最大不超過四倍管徑。
如果公用管壓力降足夠低的話, 一次環路的水不會流入二次環路，直到二次泵打開。
2 二次泵：
在二次環路內安裝一個獨立的二次泵，建立二次環路水循環。泵的尺寸只需根據所需的流量和環路的阻力降來確定。
泵的位置應該使水從公用管流向二次環路，這就造成二次環路的壓力升高。相反，如果泵安裝在指向公用管的回水管上，二次環路的壓力會低於共用管壓力。
3 T形管的原理：
它決定公用管路中的水流量和流向。
它基於一次系統和二次系統的流量關係，並且有三種可能性：
一次水流量大於二次水流量；
一次水流量等於二次水流量；
一次水流量小於二次水流量。
4 流量控制閥：
流量控制閥可以防止水流進入二次系統，這種情況是由於公用管內的微小壓降或重力作用造成的。
由於重力流可以在單管內發生, 最好採用兩個流量控制閥, 一個安裝在供水管，一個在回水管。如果二次系統的回水管在下面，那麼只需要一個流量控制閥就夠了。
冷水機組啟/停順序的設計思考：
系統操作員必須能分清楚三種可能的流量工況：
分配 (二次) 流量等於生產 (一次)流量。
分配 (二次) 流量小於生產 (一次)流量。
分配 (二次) 流量大於生產 (一次)流量。
(例1：分配流量等於生產流量 )
冷水機組出水溫度45F°，生產流量1500GPM，調節兩通閥開度，使供需吻合，1500GPM×10F/24 = 625 Tons。
壓力降100 FT.與二次泵的特性曲線相交，回水溫度為 55 F°。
由於兩系統的流量相等並且達到熱平衡，因此公用管內沒有流量。接下來的是一次與二次系統之間不能達到平衡的情況。
例2：分配流量大於生產流量
當需求流量增大時：結果就是經混合後的供水溫度高於冷水機組出水溫度。
問題：區域內溼度控制不利
為了補償過高的供水溫度，在選擇盤管時必須給與考慮。
關於此問題的其它考慮：
冷凍水溫度可以重新設置，可以設置一個更低的值來補償負荷增加和二次系統流量的增大。 (每降低1度，冷水機組的運行成本就增加1-3%。當使用大型機組時，這麼做還是值得的。)
後續機組越晚開啟，它投入運行後，效果就越明顯。
如果一小部分負荷需要固定的出水溫度，可以考慮與該負荷串聯一個小型冷水機組。
(例3：分配流量小於生產流量 )
冷水機組的生產流量是固定的，因此，如果我們啟動了第二臺冷水機組，總的冷凍水流量就變為3000gpm， 負荷是 875tons，供水溫度45F°，回水溫度55F°。
二次泵：流量是2100GPM。
一次泵：流量是3000GPM。
過剩的900GPM冷凍水和回水混合後溫度為52F°。
供給流量過高產生的問題：
所有在線的冷水機組的回水溫度都相同。
當冷水機組都按這種接管方式排列時，它們都會在同一部分負荷下運行。
供給流量大於需求流量：
由於冷水機組的回水溫度是 52F°而不是55F°，因此機組將在70%負荷下運行。
當部分冷凍水經公用管輸送時，經過冷水機組的流量始終恆定。
之前的例子說明了能量調節2段式：50% (1500gpm)或100%(3000gpm)，這是一次水流量隨負荷變化的結果。
記住：
二次水流量的變化非常接近於線函數，由於隨負荷變化，兩通閥的開度也進行調節，其流量也隨之變化。
系統並聯的冷水機組越多，能量可調節段數也越多，每段範圍也越小。
如果我們把不同型號的冷水機組組合在一起，那麼增加的可調節的段數也更多，每段範圍也更小。
當冷凍水流量為線性變化時：
提高供水溫度只需要很短的時間。
冷水機組啟/停順序會很簡單，並且可以手動開/關；
如果不同尺寸、類型、效率的冷水機組混裝在一起，冷水機組的啟/停順序會變得很複雜。
設計人員需要考慮冷水機組最佳的組合方式來滿足流量需求，這可以通過計算BTUH的消耗來得到。
需要提供相關設備以確定以下參數：
二次供水溫度 Ts-s；二次回水溫度 Ts-r；二次水流量，Fs。
為了確定所需的BTUH，必需的儀表有：
一次供水溫度；一次回水溫度；一次水流量 (冷凍水流量) Fp。
通過對實際負荷的測量，可以優化冷水機組的組合。
記住公用管內流量和流向的測量結果還不足以確定冷水機組啟/停的順序。
同樣對於二次水系統也適用。
閥門和執行機構的設計思考：
控制閥的基本原理：
根據調節能力分為幾種類型：
－兩位式 (開或關)；
－無級調節。
一段時間內閥門的開度百分比反映了冷卻盤管所需要的冷量。
閥門可以分為兩通閥和三通閥。
－兩通閥節流；
－三通換向閥。
不同的閥門有不同的特點。閥門的共性分為：
-線性特性；
-等百分比特性；
-快開。
安裝在冷卻盤管上的控制閥門還有運行特性，這與盤管的特性正好相反。
等百分比控制閥：
等百分比控制閥通常用於冷卻和加熱盤管中，能提供很好的流動特性。
等百分比閥門控制精度很高，常用於變化較大的壓力、流量、負荷和其它變量的控制。
當與冷卻盤管的傳熱特性相結合時，如果採用等百分比控制閥門時，調節閥杆的位置，傳熱性能幾乎是線性變化的。
控制閥門基本知識：
等百分比控制閥一般只用作兩通閥；
三通閥用在末端產品上，線性閥門用於旁通系統。
閥門開啟50%時，可以提供50%的冷量。
控制閥門是變流量水系統內的重要組成部分；
控制閥門的作用是根據建築物負荷的變化，合理調整通過盤管的水流量。
閥門的選擇十分重要：
-尺寸過小的閥門會造成能力不足；
-尺寸過大的閥門不易控制。
控制閥尺寸選擇：
控制閥一般根據所需的流量係數(Cv)來選擇。
Cv的定義是在1PSI的壓降下，每分鐘流過閥門的60F°的水的美國加侖數。
公式：G=Cv(Delta“P”)
G=流量，單位為美國加侖；
Cv是閥門流量係數。
Delta“P”是通過閥門的壓降。
瞭解在任何流量情況下，最大的壓差是選擇閥門的主要標準，原因有兩個：
選擇合適的執行機構；避免閥門噪音和氣穴現象。
閥權度：
當閥門關閉時，壓力降增大；
此時，閥門上的壓降等於供、回水管路的壓差：最大壓差。
當閥門完全打開時，壓力降達到最低值：最小壓差。
閥權度是最小壓差和最大壓差的比值。
可調節閥門的壓降一定要大於系統的壓降，最好超過 50%。
目的是提供與盤管的性能相對應的閥門操作性能，維持閥權度為0.5是非常重要的。
可調範圍：
可調範圍是閥門可以控制的流量範圍。
可調範圍越大，閥門在低負荷時控制性能越好。
典型的閥門控制範圍是 15：1到50：1。
閥門的噪音和氣穴現象：
由於流體速度過大會引起閥門的噪音過高和閥門氣穴現象。
當水流過閥門時，它會被加速。
當水流速度增加時，它的靜壓下降，當壓力低於蒸發壓力時，就會有氣泡產生。
在閥門的下游，速度降低，靜壓升高，氣泡破碎；
於是，產生了噪聲，並且造成閥體、節流裝置及下游管路的過度磨損。
三通閥：
變流量泵系統中很少使用三通閥。
三通閥旁通多餘的冷凍水，這就導致很多問題：
旁通的冷凍水降低迴水溫度。增加流量。
三通閥將導致：啟動額外的冷水機組和泵，用來提供旁通流量，而不是控制冷負荷。
三通閥可以被用來維持最小流量，確保水泵安全。
根據水力協會和ITT流體處理的經驗，建議最小流量的最佳值為：最高效率點流量的20%。
為了限制徑向和軸向負荷以及軸偏移，建議最小流量的最佳值為：最高效率流量的25%。
水力協會和ITT流體處理也建議限制流經泵的水流溫升不要高於15F°(不要與系統的溫升混淆)。
當水泵在低流量運行時, 產生溫升的水量很少。
如果流過泵的水流量過小，那麼泵的效率損失都轉化為溫升。
溫升會使液體閃發出氣體，最終造成氣穴現象。
驅動器：
在變流量系統中：驅動器必須在泵達到最大壓力時能夠關閉閥門。
在閉環變流量系統中：所有的負荷可以減少，造成泵與運行曲線不符。這使泵產生的壓頭增大。
閥門驅動器必須可以在壓力增大時，依舊可以調節閥門開度。
更糟糕的情況就是：閥還要承受水泵關閉時的“衝擊水壓”(水錘現象)。
不恰當的閥門驅動器會使一些水流漏過閥門或盤管，進入回水總管，這使回水溫度提高。
結論：
如果認真考慮這些基本原則，就可以達到節能效果，也可以實現設計溫差。
由於負荷變化，系統性能也會變化，管路和盤管甚至也會老化。
當盤管變髒，系統的溫差會受到影響。
有經驗的操作者和合理的維護保養計劃必不可少。
溫度調節裝置不當和供應空氣的溫度下降會造成效率下降。
唯一能使暖通系統高效運行的方法就是以合適的方法維護。
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