浅谈供暖系统离心式循环水泵的变频节能

能涿与节让2012年第2期(总第77期)ENERGY AND ENERGY CONSERVATION2012年2月行节能减排浅谈供暖系统离心式循环水泵的变频节能方君萍(长庆油田矿区服务事业部兴隆园物业服务处，陕西西安710018)摘要:中国的热水供暖系 统,管网流量的调节还是以阀门调节为主。此种调节方式存在着流量损失大、水力失调、输送效率低、能耗高等缺陷。与闽门调节手段相比,水系的变频调节方式通过改变水泵电机频率调节循环水泵的转迷,改变水泵扬程和流量以满足供热系统的要求,系统能耗小,能量利用率高,是一种理想的调节方式。分析了循环水泵工作负载特性,介绍了变频调节节能的机理,并对其发展前景进行了展望。关键字:循环水泵;变频调节;节能中图分类号: TU833文献标识码: A文章编号: 2095-0802- (2012)02- 0042-02On the Frequency Energy of the Centrifugal Circulating Pump Heating SystemFANG Jun- _ping(Changqing Oifield, Mining Services Division Xinglong Park Property Services Department, Xi'an 710018, Shanxi,China)Abstract: In this paper, the workload characteristics of the circulating pump was analyzed, the inverter control energy - -savingmechanism was introduced, and take the outlook of the development.Key words: circulation pump; frequency regulation; energy- -saving甩出,叶轮附近的压强减小,转轴附近形成低压区,泵0引言体外的水在大气压力的作用下，从进水管被压人泵体离心式循环水泵是热水供暖系统中向用户输送热内。冲进来的水在随叶轮高速旋转中又被甩出,并压入媒的关键设备,关系到供暖系统的热效率和供暖质量，出水管。 叶轮在动力机带动下不断高速旋转,水就源源在整个供暖系统中占有重要的地位。离心式水泵的动不断地从低处被抽到高处。力源来自于三相异步电动机，在锅炉房所有用电设备.2 负载特性分析的中,水泵的用电量大约占到50% ,是耗电“大户”。在在热水供暖系统中,热量的调节是通过水流量的实际的工程中，水泵流量和压力的参数基本上都是通调节实现的。通常有两种方法可以实现流量的连续调过管道阀门进行控制,达到截流调节的作用,以此来满节。一种是利用控制阀或节流阀进行节流,以改变出水足生产和生活中对热量需求的控制。但是此种调节控流量;另一种是泵的调速控制，调节泵的转速来改变出制方式却造成了大量热量的无功流失,形成浪费,同时水流量。 水泵调速时的全扬程特性(H- Q )曲线见图1。也间接降低了电能的利用效率。在能源日益短缺的当h下,找寻并普及- -种既经济又方便的水泵运行方式，对节能工作有着重大的意义。HR1离心式循环水泵的工作原理εH1.1 工作原理索Hc离心式水泵主要是利用水的离心运动原理来进行nC工作的。在水泵启动前,先向泵体中注人足量的水,在电机带动旋转后，泵体中的水在叶轮的带动下高速旋静压转,做离心运动,同时被甩出并压人出水管。由于水被0Q% Q中国煤化工收稿日期:2012-01-12图1=:Q)曲线作者简介:方君萍, 1978年生,女,陕西长武人,2002年毕业于甘肃图1中.YHC N M H阀门开度不变时,工业大学供热与通风空调工程专业,中级工程师。水泵在额定转速下的扬程一流量曲线;曲线R,表示:●42.2012年第2期方君萍:浅谈供暖系统离心式循环水泵的变频节能2012年2月当水泵转速不变时,全扬程与流量之间的关系曲线;曲3循环水泵变频节能的具体举措线Ho表示:当供水量Q接近0时,所需的扬程等于实际扬程。循环水泵的变频调节可以节约能源，但在实际的当水泵流量通过管道阀门控制时，欲使流量从Qn实施和操作中要注意以下几个方面。减小到Qg,就必须减小阀门开度,从特性曲线上可以看3.1 正确确定循环水泵的容量 进行正确的选型出.此时供水管道的阻力变大,管阻特性曲线随之从R;系统设计人员要对热负荷和系统阻力根据实际情移到R,扬程则从H上升到Hg,运行工况点从A点移况进行认真合理的计算,保证结果的准确性,避免大量到B点"。估算结果的存在。如果在计算中出现大量的估算值,极当水泵流量通过水泵调速控制时，流量从Q\减小有可能使水泵流量和扬程远远超出实际的需求，造成到Qg的过程中,由于阀门开口度不变,管道的阻力曲水泵运行中的电能浪费。因此,变频节能的基础环节就线R也就不会产生变化，此时水泵的特性取决于其转是要合理选择水泵,否则节能无从谈起。速。如果把速度从no降到n,运行工况点则从A点移3.2认真 分析系统循环中出现的问题合理解决到C点,扬程从HA下降到He。在供暧系统工作过程中，不可避免的会出现水力通过以上两种流量调节方式的比较,可以看出,采失调的情况。当出现此类问题时,很多维修管理人员不用调节转速的方法来调节流量，不仅可以满足正常生加认真的分析,就盲目的认为是水泵的容量不够,更换产生活中对热量调节和扬程条件的需要，同时热量的容量更大的水泵,结果不但解决不了问题,还导致新购供给基本与使用量持平,不会造成能量的散失,而且驱的设备闲置,增加无效的投资。动电机所消耗的功率也大大减少,提高了用电效率。所3.3针对 系统特点采用分阶段流量调 节的质调节方以，水泵的变频调节是--种可以显著节约能源的技术式方式。集中质调的供热系统,具有运行环境温差小，流量大且较稳定的特点。针对系统特点,宜采用分阶段改变2水泵变频调速节能机理流量的质调节运行方式(2。当室外温度较高时,小流量热水供暖系统的运行目的就是保持用户室内有1的水泵工作;当室内温度较低时,大流量的水泵工作。个满足要求的稳定温度环境。在系统的运行中,用户热在每一个阶段保持流量不变。这样根据采暖期按照不负荷的室外环境温度处于1个不断变化的状态中，因同的室外温度将供暧分为不同的工作阶段的工作方此,为保证供热质量,供暖系统要根据不断变化的外部法,不仅能够满足供暖的需求,而且能够大大降低循环环境对供水温度和循环水量进行调节,避免出现室温水泵的耗电量,提高能源利用率。的偏高或者偏低。常用的调节方法有:a)质调节一-改4变频调速 技术在供热管网中的发展前景变热网的供水温度;b)量调节一改 变热网的循环水量;c)根据供热系统的特点,供热系统的最佳调节工况随着变频技术的不断发展，其在暖通行业中的应为质调节和量调节的结合。用越来越广泛。变频调节技术具有多种速度切换、加减变频调速运行之所以节能是由于水泵的机械负载速时间的外部设定、输出频率上、下限幅、频率跳跃等特性决定的。水泵的负载转矩与转速的平方成正比,轴功能,在供暖管网系统中起到改变流量和扬程的作用,功率与转速的=次方成比例。由于流量与转速成正比，大大减小了系统能耗。在计算机技术的辅助下,变频技因此,当调节流量时可以通过调节转速来进行。由电磁术实现了与计算机、可编程序控制器及自动化仪表的学原理三相异步电动机的转速与供电电源的频率有如联机控制，具备远程控制功能，迈进了自动化控制行下关系:列。在暖通行业的带动下,变频控制技术将会有更大的n=60f(1-s)p,(1)发展空间,为行业的节能事业做出更大的贡献。式中:n为电机的转速, r/min;f为供电电源的频率, Hz;参考文献:s为异步电动机的转差率;p为电动机的磁极对数。[1] 孙光,张 琛.供热节能中循环水泵的工况调节及其运行所以，可以通过改变供电频率来改变电动机的转中的应用[J]节能2010(5);33- 34.速,进而达到调节流量的目的。由于水泵的轴功率与转[2]黄建恩,孟颖超,张建功,等.热网循环水泵变频运行的变温速的三次方成比例，当转速减小时水泵所需的轴功率差控制[]暖通空调2009.39);145-148.大大减小,节能效益十分显著"。(责任编辑:高志凤)中国煤化工MHCNMHG●43●