空調循環(huán)水泵合理配置與節能研究

第17卷第3期湘師礦業(yè)學(xué)院學(xué)報Vol, 17 No.32002年9月J. XIANGTAN MIN, INST.Sup.7002文章編號:1000- 930(2002030078-03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.湘源工學(xué)院資源工程系.削南湘隙41201)摘要:根據空調水系統在不同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)，空調水系統的流景和揚程若異.提出了空調水系統冬夏及部分負荷運行時(shí)，,循環(huán)水泵應分別設置.合理配備.并體出工程實(shí)鋼分析比較循環(huán)水泵分泛與不分設兩種方案運行的特性與耗能情況.圖2.表4.參5.關(guān)鍵詞:擁環(huán)水泵;變頻調逸;合理配置;節能中圖分類(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,是一個(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),僅儀注況下運行的時(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1提供的夏手空調負荷計要求，而對系統運行工祝分析不夠,又力求保險,在時(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某地區夏季空調負荷時(shí)間頓率表Tab. I Time frequency table of Bir conditioning load in surnmer負荷中%0152025303540455055606570758085_9095100時(shí)間% 12.2 6.5 11.4 12.2 8.9 7.6 7.7 7.2 5.5 4.6 4.0 3.3 2.5 2.2 1.7 1.2 0.7 0.3 0.2 0.1時(shí)間累計%1.2218.730.142.351.258.866.573.779.283.887.891.193.695.897.98.799.499.799.910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/0t.(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,C;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,m/h.量的要求改變使水泵轉速，使改變前后水泉的工作點(diǎn)空調水系統供回水溫差一般夏季取0l=5C,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St=10C.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[詞].另一種方法是采用冬夏循環(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;一臣一惡情況收璃日期:2002 03-05作者簡(jiǎn)介:趙賢兵(1974),男.安譽(yù)舒城人，湘潭T學(xué)院訓師,主娶從事服通空滿(mǎn)方it的研究.第17輪第3期趙既兵等:空調循環(huán)水族臺理配咒4節能妍兗79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Tab. 2 Models and parancers of cireulating punp由于冬季工況系統水溫差較大,冬季熱負荷又比系統水黎型號揚程 電機功來(lái)電機總功率/(mV/h) /i/kW夏季冷負荷小,這樣致使夏季循環(huán)水量是冬季的2~3額定負荷T150-125-315，0011倍,我們取2.5.即取冬季循環(huán)水流量為夏季的40%，冷水蒙 1205IS150-125-3153316這樣根據H,/H2=Q*/Q2C0 .所選用的冬季水泵揚水湖熱水梨程儀為夏季的16%左右,功率有相應減小制冷站內分水器1ψ的主機與水泵的匹配-般來(lái)說(shuō)是一機對-泵,以保證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中從東00000數時(shí)問(wèn)里處于部分負荷工況，如夏天夜晚僅有部分房聚LYIYY間使用,只需運行多臺冷水機組中的一臺.或當前室外文又氣溫降低,空調器冷負荷減小，非額定流量也可滿(mǎn)足列|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514000中冷熱源工況下運行,同樣的水泵與滿(mǎn)負荷時(shí)相比工作點(diǎn)要發(fā)生偏移,如有一臺較低揚程的泵與上述工況匹配,會(huì )比圖1_ 冬夏共用循環(huán)系示愨 圖于滿(mǎn)負荷運行的較高揚程泵節能.如果設計中冬季用Fig i Circulating pump conmunal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)水泵型號及參數Tab.3 Models and parameters of circulating pump揚程泵在夏季部分負荷工況時(shí)，也能通過(guò)閥門(mén)切換運流見(jiàn)、 揚程電機功率 電機總功率行.那么不必在部分負荷時(shí)另配水泵,投資更節省.這水泵型號樣比整個(gè)運行工況都用一種高揚程泵獲得顯著(zhù)的節能額定負街IS5150 125-31520055效果,泵的初投資也很快會(huì )獲得回收.冷水雜15200-150-315輛定負倆R150-25-315202:熱水來(lái)3工程實(shí)例上海某商廈,建筑面積30 00 m' ,夏季計算冷負冷分水器⊥山柴水器ψ .荷為4 100 kW(] 166RT).考慮管道冷量損失和同時(shí)300 QCψφk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1 744 kW至冷廠(chǎng)飛(150X 10* kcal/h),采用燃油鍋爐配汽-水和水-水冷1印9中中中回換熱器,供回水溫差為10 /5 C.現采用兩種設計方案,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所圖2冬夏分設水泵 它調水系統圖示;B方案如表3所示,冬夏及部分負荷時(shí),分設不同Hig2 ('irculatin pump dispart in winter and summer的水泵并聯(lián),采用閥門(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1所示.表4兩種方案節能情況分析及經(jīng) 濟性比較Tab. 4 Save energy analyze and econony compare o{ [Wo scheme案循環(huán)水泵電增容初投資運行費用/萬(wàn)元東運行費1萬(wàn)元7萬(wàn)元1萬(wàn)元夏平:1S150-125-315運行4個(gè)月21h開(kāi)機3臺2用1備當量滿(mǎn)負荷運行時(shí)間為1 300 h3X0.9=2.7萬(wàn)元負荷率6g=1 300/2 880=0. 45A1S200-150-31531.05 37. 65夏季運行費用116x2 8CX(0.45+0.183)>X0.6=12.38萬(wàn)元20. 952臺1川1備運行5個(gè)月24 h開(kāi)機:2X1.5=3.0萬(wàn)元運行時(shí)間5x30X21=3600 h當量滿(mǎn)負荷運行時(shí)間1050 h.,冬最:IS150 125-315貨何平印二050/3600-0.2923臺2用I備(同夏平共用) .由機運行費爪60X3 GnOX (0.292+0.3511>0.6=8.37萬(wàn)元80湘潭曠業(yè)學(xué)院學(xué)報2002年9月續舞4循環(huán)水泵屯增蓉初投資運行費用/萬(wàn)元軍運行費方案1萬(wàn)元7萬(wàn)元1萬(wàn)元_夏季:1S150-125-3153臺2用1備運行4個(gè)月24 h開(kāi)機運行時(shí)間4X30X24-2880 b3X0.9=2.7萬(wàn)元當量滿(mǎn)負荷運行時(shí)間為1300h部分負荷時(shí)用TR125-120-250菜1S200-150-315夏季運行費用(115X1 300+22X1580)>0.6-11.06萬(wàn)元2臺1用1備31.05 40. 3514. 13運行5個(gè)月24 h開(kāi)機2X1.5=3.0萬(wàn)元運行時(shí)間5X30X24=8 600 h冬季:IR125-120-250當量浦負荷運行時(shí)間] 050h負荷率R一1 D50/3 600=0. 292動(dòng)機運行費用22X3 600x(92+0.354)X0.6-3.07萬(wàn)元3X0.9-2.7 萬(wàn)元說(shuō)明:負荷率釀為當量滿(mǎn)負措運行時(shí)間/運行時(shí)間10R=(1-)/*.n為泵臺數凹:電增容費按2 700元/kW;電價(jià)按0.6元/ (kW●h);運行費的計算采用當量捕負荷運行時(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,合理選撣水泵.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箭明確所有水泵應同時(shí)參與變-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] RARGHI A, 0OMAR M, BEIRUTTY A, et al. 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Analyzed project living example compared tothe operating trait and energy cost of different scheme. 2figs. ，4tabs. ，5refs.Key words :circulating pump;speed governor through frequency changer ;rational match;save energyBiography: ZHAO Xian-bing. male, born in 1974 ,lecturer , heat ventilate air condition.