空調循環(huán)水泵合理配置與節能研究

第2卷第3期酒礦業(yè)學(xué)院學(xué)報VrL. 17 NO. 3]. XIANGTAN MIN INS文章編號:1000-9930(2002)03407803空調循環(huán)水泵合理配置與節能研究趙賢兵,李芳芹,李永存(1.湘工學(xué)院資源L穋系,湖南湘淖4i2z01摘要:根據空調水系統在不冏工況下運行的性能與特點(diǎn)·分析冬夏及部分負荷運行時(shí),空調水系統的流和揚程差異.提出了空調水系統冬夏及部分負荷運行時(shí),孀環(huán)水泵應分別設置,合理配備.并舉出工程實(shí)鋼分析比較銠環(huán)水泵分沒(méi)與不分設兩種方運行的特性與耗能情況,圖2,表4,參5關(guān)詞:循環(huán)水泵;變頻調速;合理配置;節中圖分類(lèi)號:TU831.36文獻標識碼:A民用建筑中,暖通空調系統耗能占建筑總能耗的文結合工程實(shí)例,對空調系統冬夏不同負荷及部分負65%左右,而給整個(gè)水循環(huán)系統提供動(dòng)力的循環(huán)水泵荷運行時(shí),循環(huán)水泵分別設置的可能性和節能效果進(jìn)耗電量,又占空調系統耗電量的18%左右.即循環(huán)行探討水泵耗電量占整個(gè)建筑總耗能量的11.7%左右,是個(gè)非?？捎^(guān)的數字在空調系統設計過(guò)程中,水系統管1空調水系統特點(diǎn)路的正確合理設計、循環(huán)水泵的合理選擇和匹配,又是空調水系統正常運行調節、實(shí)現系統運行節能的關(guān)鍵空調負荷季節性變化很大,在計算的額定負荷狀然而,大多數設計人員在進(jìn)行水泵設計選型時(shí),僅僅注況下運行的時(shí)間極短,絕大多數時(shí)間空調設備是在遠意水泵銘牌上的額定流量Q額定揚程H能否滿(mǎn)足設低于額定值情況下運行.從表]提供的夏季空調負荷計要求,而對系統運行工況分析不夠,又力求保時(shí)間頻率可看出,有83.8%的運行時(shí)間在低于50%的設計過(guò)程中,泵的揚程往往選得過(guò)高,造成系統流量過(guò)負荷下運行,冬季供熱時(shí),則有80%左右的運行時(shí)間大,溫差小,泵的電動(dòng)機有過(guò)載危險,更浪費了能源本負荷率低于40%.表1某她區夏季空調負荷時(shí)間頻奉表Tab. i Time frequency table of air conditioning load in summer時(shí)%12.2651.4122891.67.77.25.564.03.32.522171.20.70.30201時(shí)間累計%1.2218.730.142.351.258.86.573.779.283.88.891.193.695.897.5%.79.49.79.910空調水系統循環(huán)流量當流量減為50%額定流量時(shí),揚程變?yōu)轭~定揚程G=0.86Q(1)的25%,功率變?yōu)轭~定功率的12.5%式中,Q為空調水系統負荷,kW;t為水系統溫差,℃;G但是,這種變化是以轉速隨流量改變?yōu)榍疤?按流為水系統循環(huán)流量,m3/h量的要求改變使水泵轉速,使改變前后水泵的工作點(diǎn)空調水系統供回水溫差一般夏季取Δ=5℃,冬季為相似工作點(diǎn)才能實(shí)現,為此,要選用變頻裝置,通過(guò)取Δr=10℃.而一般冬季熱負荷比夏季冷負荷小,這樣微機控制連續地改變電機定子供電頻率,從而平滑地夏季空調循環(huán)水流量將是冬季的2~3倍.由于水泵流改變電機的同步轉速3.另一種方法是采用冬復循環(huán)量、揚程、功率與轉速存在如下關(guān)系2水泵分別設置并聯(lián)運行.下面詳細闡述冬夏不同負荷(2)及部分負荷運行時(shí),循環(huán)水泵分別設置的能耗及節能情況中國煤化工穡日期:200203-05者簡(jiǎn)介:趙賢兵(197:),男,安徽舒城人,湘潭T學(xué)院訓師,主要從事展通空調CNMHG第17卷第3期趙賢兵等:空調循環(huán)水泵合理置與節醌究表2循環(huán)水泵型號及參數2冬夏循環(huán)水泵分別設置節能探討Tab2 Models and paraineters of circulating punp由于冬季工況系統水溫差較大,冬季熱負荷又比水泵型號流時(shí)揚程電機功率電機總功率/h) /夏季冷負荷小,這樣致使夏季循環(huán)水量是冬季的倍,我們取25即取冬季循環(huán)水流量為夏季的40%,"家量B31352這樣根據H1/H2=Q32/Q2,所選用的冬季水泵揚定負荷150:25-315程僅為夏季的16%左右,功率有相應減小制冷站內的主機與水泵的匹配一般來(lái)說(shuō)是一機對-泵,以保證寸水器制冷主機的冷水流量及正常運行空調系統在絕大多朱水器數時(shí)間里處于部分負荷工況,如夏天夜晚僅有部分房間使用,只需運行多臺冷水機組中的一臺,或當前室外氣溫降低,空調器冷負荷減小,非額定流量也可滿(mǎn)足時(shí),整個(gè)水系統的流量比滿(mǎn)負荷時(shí)額定流量小在這種冷熱源工況下運行,同樣的水泵與滿(mǎn)負荷時(shí)相比工作點(diǎn)要發(fā)系江生偏移,如有一臺較低揚程的泵與上述工況匹配,會(huì )比冬夏共用循環(huán)系示意圖于滿(mǎn)負荷運行的較高揚程泵節能如果設計中冬季用in winter and summer泵和夏季用泵分別設置并聯(lián)運行,冬季工況運行的低表3循環(huán)水褻型號及參數揚程泵在夏季部分負荷工況時(shí),也能通過(guò)閥門(mén)切換運Tab. 3 Models and parameters of circulating pump行那么不必在部分負荷時(shí)另配水泵,投資更節省.這累統水泵型號揚程電機功率電機總力率樣比整個(gè)運行工況都用一種高揚程泵獲得顯著(zhù)的節能額定負荷1i51233i效果,泵的初投資也很快會(huì )獲得回收冷水朵Is20-150-3154熱水1R150125315120253工程實(shí)例上海某商廈,建筑面積30000m2,夏季計算冷負水器荷為4100kW(]166RT).考慮管道冷量損失和同時(shí)使用系數及部分負荷運行等因素,選用2臺300RT和1臺600RT的離心式機組冬季計算熱負荷為174kW(150×104kcal/h),采用燃油鍋爐配汽一水和水一水!換熱器,供回水溫差為10/5℃,塔現采川兩種設計方案,A方案如表2所示,冬夏不同負荷及部分負荷時(shí)共用循環(huán)水泵,方案圖如圖1所國2冬夏分設水泵空調水系統圖示:B方案如表3所示,冬夏及部分負荷時(shí),分設不同Fig 2 Cireulating pump dispart in winter and stummer的水泵并聯(lián),采用門(mén)切換,方案圖如圖2所示現對兩種方案節能及經(jīng)濟性進(jìn)行比較,如表4所示表4兩種方案節能情況分析及經(jīng)濟性比較Tab 4 Save cncrgy analyze and econony compare of two scheme行”方案循環(huán)水泵電壇容初投資運行費用/萬(wàn)兀夏下;S150125-315行4個(gè)月24h開(kāi)機3臺2用1備2880h當滿(mǎn)負荷運行時(shí)間為1300h3×0.9=2.7方元負荷率=1300/2880=0.40Is20-150-315夏季運行費用115×2880X(0.45+0.183)X0.6=12.58萬(wàn)兒2臺1用】備31.0537.6520.95個(gè)月24b開(kāi)擴2×1.5=3.0萬(wàn)元冬季:IS150125-315當量滿(mǎn)負荷中國煤化工3臺?用1備(同夏季具用)動(dòng)機運行CNMHG3萬(wàn)元湘潭礦業(yè)學(xué)院學(xué)報2002年9月續表4循環(huán)水泵「電增容運行費用/萬(wàn)夏季:S150-1253153臺2用1備夏季個(gè)月24h開(kāi)機3×0.9=2.7萬(wàn)元24=2880bS200-150-315費用(115×1300+22×1580)×0.6=1.06萬(wàn)元2臺1用1備2×1.5=3.0萬(wàn)元600h冬季:IRl25-120-350=0.2923臺2用1備機運行費用22×3600×(0.292+0.354)×0,6=3.07萬(wàn)元說(shuō)明:負荷率為當量滿(mǎn)負荷運行時(shí)間/運行時(shí)間;=(1-R)r,n為泵臺數③;電增容費按2700元/kW;電價(jià)按0.6元/(kW·h);運行費計算采用當暨滿(mǎn)負荷運行時(shí)間計算從上表中可以看出,方案B雖然比方案A初投資應分析空調系統負荷變化的特點(diǎn)及泵的流量、揚增加2.7萬(wàn)元(增加熱水泵投資),但是從全年運行費程功率與轉速之間的關(guān)系,分析系統阻力特性計算用中可以看出,方案B比方案A每年運行費節省6.82水泵揚程合理選擇水泵萬(wàn)元加上B方案中增加3臺泵占地面積費用,運行采用變頻調速裝置需明確所有水泵應同時(shí)參與變一年初投資和占地面積費即可回收,而一般的水泵可頻調節,對資料分析核對,確保安全可靠運行10a.故冬夏及部分負荷時(shí)分設循環(huán)泵運行節能效果明顯參考文獻[1] RABGHI A, OMAR M, BEIRUTTY A, et aL. Estimation and4結論ing cooling load[J]. Energy Conversion and Management,1999,40(14):1527-1542.冬夏及部分負荷運行時(shí)采用分設循環(huán)水泵方案,[2]周澳仁體力學(xué)泵與風(fēng)機M北京,中國建工出版柱,196節約能源,切實(shí)可行,切換簡(jiǎn)單,效果明顯,特別適用于[3]趙賢兵,藥中供熱微機監控系統研究[J湘潭礦業(yè)學(xué)院學(xué)報冬夏負荷相差較大的系統空調水系統設計中應分析系統特點(diǎn)繪出水泵性[4]林容群,水泵與水泵站[M門(mén)北京:中國建工出版社,1988能曲線(xiàn)圖,確定泵的工作點(diǎn)及并聯(lián)與單泵運行時(shí)特性[5]錢(qián)以明高層建筑與空調節能M.上海:同濟大學(xué)出版社,1998曲線(xiàn)Research on saving energy circulating pump rationalmatch of water system of air-conditioningZHAO Xian-bin, LI Fang-qin, LI Yong-cun(Mining and Safety Institute, Xiangtan Polytechnic University, Xiangtan 411201. ChAbstract: Based on the motion function and characteristic in different modes of water system of air-condition-ing, the differential of circulating water volume pump and elevation of pump were analyzed. Proposed cireulating pump rational matching in part of load in winter or summer. Analyzed project living example compared tothe operating trait and energy cost of different scheme. 2figs., tabs, 5refsKey words: circulating pump; speed governor through frequency changer; rational match; save energyBiography: ZHAO Xian-bing, male, born in 1974,lecturer, heat ventilate air condition.中國煤化工CNMHG