空调循环水泵合理配置与节能研究

第2卷第3期酒矿业学院学报VrL. 17 NO. 3]. XIANGTAN MIN INS文章编号:1000-9930(2002)03407803空调循环水泵合理配置与节能研究赵贤兵,李芳芹,李永存(1.湘工学院资源L穋系,湖南湘淖4i2z01摘要:根据空调水系统在不冏工况下运行的性能与特点·分析冬夏及部分负荷运行时,空调水系统的流和扬程差异.提出了空调水系统冬夏及部分负荷运行时,孀环水泵应分别设置,合理配备.并举出工程实钢分析比较铑环水泵分没与不分设两种方运行的特性与耗能情况,图2,表4,参5关词:循环水泵;变频调速;合理配置;节中图分类号:TU831.36文献标识码:A民用建筑中,暖通空调系统耗能占建筑总能耗的文结合工程实例,对空调系统冬夏不同负荷及部分负65%左右,而给整个水循环系统提供动力的循环水泵荷运行时,循环水泵分别设置的可能性和节能效果进耗电量,又占空调系统耗电量的18%左右.即循环行探讨水泵耗电量占整个建筑总耗能量的11.7%左右,是个非常可观的数字在空调系统设计过程中,水系统管1空调水系统特点路的正确合理设计、循环水泵的合理选择和匹配,又是空调水系统正常运行调节、实现系统运行节能的关键空调负荷季节性变化很大,在计算的额定负荷状然而,大多数设计人员在进行水泵设计选型时,仅仅注况下运行的时间极短,绝大多数时间空调设备是在远意水泵铭牌上的额定流量Q额定扬程H能否满足设低于额定值情况下运行.从表]提供的夏季空调负荷计要求,而对系统运行工况分析不够,又力求保时间频率可看出,有83.8%的运行时间在低于50%的设计过程中,泵的扬程往往选得过高,造成系统流量过负荷下运行,冬季供热时,则有80%左右的运行时间大,温差小,泵的电动机有过载危险,更浪费了能源本负荷率低于40%.表1某她区夏季空调负荷时间频奉表Tab. i Time frequency table of air conditioning load in summer时%12.2651.4122891.67.77.25.564.03.32.522171.20.70.30201时间累计%1.2218.730.142.351.258.86.573.779.283.88.891.193.695.897.5%.79.49.79.910空调水系统循环流量当流量减为50%额定流量时,扬程变为额定扬程G=0.86Q(1)的25%,功率变为额定功率的12.5%式中,Q为空调水系统负荷,kW;t为水系统温差,℃;G但是,这种变化是以转速随流量改变为前提,按流为水系统循环流量,m3/h量的要求改变使水泵转速,使改变前后水泵的工作点空调水系统供回水温差一般夏季取Δ=5℃,冬季为相似工作点才能实现,为此,要选用变频装置,通过取Δr=10℃.而一般冬季热负荷比夏季冷负荷小,这样微机控制连续地改变电机定子供电频率,从而平滑地夏季空调循环水流量将是冬季的2~3倍.由于水泵流改变电机的同步转速3.另一种方法是采用冬复循环量、扬程、功率与转速存在如下关系2水泵分别设置并联运行.下面详细阐述冬夏不同负荷(2)及部分负荷运行时,循环水泵分别设置的能耗及节能情况中国煤化工穑日期:200203-05者简介:赵贤兵(197:),男,安徽舒城人,湘潭T学院训师,主要从事展通空调CNMHG第17卷第3期赵贤兵等:空调循环水泵合理置与节醌究表2循环水泵型号及参数2冬夏循环水泵分别设置节能探讨Tab2 Models and paraineters of circulating punp由于冬季工况系统水温差较大,冬季热负荷又比水泵型号流时扬程电机功率电机总功率/h) /夏季冷负荷小,这样致使夏季循环水量是冬季的倍,我们取25即取冬季循环水流量为夏季的40%,"家量B31352这样根据H1/H2=Q32/Q2,所选用的冬季水泵扬定负荷150:25-315程仅为夏季的16%左右,功率有相应减小制冷站内的主机与水泵的匹配一般来说是一机对-泵,以保证寸水器制冷主机的冷水流量及正常运行空调系统在绝大多朱水器数时间里处于部分负荷工况,如夏天夜晚仅有部分房间使用,只需运行多台冷水机组中的一台,或当前室外气温降低,空调器冷负荷减小,非额定流量也可满足时,整个水系统的流量比满负荷时额定流量小在这种冷热源工况下运行,同样的水泵与满负荷时相比工作点要发系江生偏移,如有一台较低扬程的泵与上述工况匹配,会比冬夏共用循环系示意图于满负荷运行的较高扬程泵节能如果设计中冬季用in winter and summer泵和夏季用泵分别设置并联运行,冬季工况运行的低表3循环水褻型号及参数扬程泵在夏季部分负荷工况时,也能通过阀门切换运Tab. 3 Models and parameters of circulating pump行那么不必在部分负荷时另配水泵,投资更节省.这累统水泵型号扬程电机功率电机总力率样比整个运行工况都用一种高扬程泵获得显著的节能额定负荷1i51233i效果,泵的初投资也很快会获得回收冷水朵Is20-150-3154热水1R150125315120253工程实例上海某商厦,建筑面积30000m2,夏季计算冷负水器荷为4100kW(]166RT).考虑管道冷量损失和同时使用系数及部分负荷运行等因素,选用2台300RT和1台600RT的离心式机组冬季计算热负荷为174kW(150×104kcal/h),采用燃油锅炉配汽一水和水一水!换热器,供回水温差为10/5℃,塔现采川两种设计方案,A方案如表2所示,冬夏不同负荷及部分负荷时共用循环水泵,方案图如图1所国2冬夏分设水泵空调水系统图示:B方案如表3所示,冬夏及部分负荷时,分设不同Fig 2 Cireulating pump dispart in winter and stummer的水泵并联,采用门切换,方案图如图2所示现对两种方案节能及经济性进行比较,如表4所示表4两种方案节能情况分析及经济性比较Tab 4 Save cncrgy analyze and econony compare of two scheme行”方案循环水泵电壇容初投资运行费用/万兀夏下;S150125-315行4个月24h开机3台2用1备2880h当满负荷运行时间为1300h3×0.9=2.7方元负荷率=1300/2880=0.40Is20-150-315夏季运行费用115×2880X(0.45+0.183)X0.6=12.58万儿2台1用】备31.0537.6520.95个月24b开扩2×1.5=3.0万元冬季:IS150125-315当量满负荷中国煤化工3台?用1备(同夏季具用)动机运行CNMHG3万元湘潭矿业学院学报2002年9月续表4循环水泵「電增容运行费用/万夏季:S150-1253153台2用1备夏季个月24h开机3×0.9=2.7万元24=2880bS200-150-315费用(115×1300+22×1580)×0.6=1.06万元2台1用1备2×1.5=3.0万元600h冬季:IRl25-120-350=0.2923台2用1备机运行费用22×3600×(0.292+0.354)×0,6=3.07万元说明:负荷率为当量满负荷运行时间/运行时间;=(1-R)r,n为泵台数③;电增容费按2700元/kW;电价按0.6元/(kW·h);运行费计算采用当暨满负荷运行时间计算从上表中可以看出,方案B虽然比方案A初投资应分析空调系统负荷变化的特点及泵的流量、扬增加2.7万元(增加热水泵投资),但是从全年运行费程功率与转速之间的关系,分析系统阻力特性计算用中可以看出,方案B比方案A每年运行费节省6.82水泵扬程合理选择水泵万元加上B方案中增加3台泵占地面积费用,运行采用变频调速装置需明确所有水泵应同时参与变一年初投资和占地面积费即可回收,而一般的水泵可频调节,对资料分析核对,确保安全可靠运行10a.故冬夏及部分负荷时分设循环泵运行节能效果明显参考文献[1] RABGHI A, OMAR M, BEIRUTTY A, et aL. Estimation and4结论ing cooling load[J]. Energy Conversion and Management,1999,40(14):1527-1542.冬夏及部分负荷运行时采用分设循环水泵方案,[2]周澳仁体力学泵与风机M北京,中国建工出版柱,196节约能源,切实可行,切换简单,效果明显,特别适用于[3]赵贤兵,藥中供热微机监控系统研究[J湘潭矿业学院学报冬夏负荷相差较大的系统空调水系统设计中应分析系统特点绘出水泵性[4]林容群,水泵与水泵站[M门北京:中国建工出版社,1988能曲线图,确定泵的工作点及并联与单泵运行时特性[5]钱以明高层建筑与空调节能M.上海:同济大学出版社,1998曲线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.中国煤化工CNMHG