空调循环水泵合理配置与节能研究

第17卷第3期湘师矿业学院学报Vol, 17 No.32002年9月J. XIANGTAN MIN, INST.Sup.7002文章编号:1000- 930(2002030078-03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.湘源工学院资源工程系.削南湘隙41201)摘要:根据空调水系统在不同工况下运行的性能与特点。分析冬夏及部分负荷运行时，空调水系统的流景和扬程若异.提出了空调水系统冬夏及部分负荷运行时，,循环水泵应分别设置.合理配备.并体出工程实钢分析比较循环水泵分泛与不分设两种方案运行的特性与耗能情况.图2.表4.参5.关键词:拥环水泵;变频调逸;合理配置;节能中图分类号: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,是一个非常可观的数字.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,仅仪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1提供的夏手空调负荷计要求，而对系统运行工祝分析不够,又力求保险,在时间频率可看出,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某地区夏季空调负荷时间顿率表Tab. I Time frequency table of Bir conditioning load in surnmer负荷中%0152025303540455055606570758085_9095100时间% 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时间累计%1.2218.730.142.351.258.866.573.779.283.887.891.193.695.897.98.799.499.799.910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/0t.(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,C;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,m/h.量的要求改变使水泵转速，使改变前后水泉的工作点空调水系统供回水温差一般夏季取0l=5C,冬季为相似工作点才能实现.为此，要选用变频装置,通过取St=10C.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[词].另一种方法是采用冬夏循环量扬程、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;一臣一恶情况收璃日期:2002 03-05作者简介:赵贤兵(1974),男.安誉舒城人，湘潭T学院训师,主娶从事服通空满方it的研究.第17轮第3期赵既兵等:空调循环水族台理配咒4节能妍兖79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Tab. 2 Models and parancers of cireulating punp由于冬季工况系统水温差较大,冬季热负荷又比系统水黎型号扬程 电机功来电机总功率/(mV/h) /i/kW夏季冷负荷小,这样致使夏季循环水量是冬季的2~3额定负荷T150-125-315，0011倍,我们取2.5.即取冬季循环水流量为夏季的40%，冷水蒙 1205IS150-125-3153316这样根据H,/H2=Q*/Q2C0 .所选用的冬季水泵扬水湖热水梨程仪为夏季的16%左右,功率有相应减小制冷站内分水器1ψ的主机与水泵的匹配-般来说是一机对-泵,以保证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中从东00000数时问里处于部分负荷工况，如夏天夜晚仅有部分房聚LYIYY间使用,只需运行多台冷水机组中的一台.或当前室外文又气温降低,空调器冷负荷减小，非额定流量也可满足列|时,整个水系统的流量比满负荷时额定流量小.在这种514000中冷热源工况下运行,同样的水泵与满负荷时相比工作点要发生偏移,如有一台较低扬程的泵与上述工况匹配,会比图1_ 冬夏共用循环系示悫 图于满负荷运行的较高扬程泵节能.如果设计中冬季用Fig i Circulating pump conmunal泵和夏季用泵分别设置并联运行,冬季工况运行的低表3循环水泵型号及参数Tab.3 Models and parameters of circulating pump扬程泵在夏季部分负荷工况时，也能通过阀门切换运流见、 扬程电机功率 电机总功率行.那么不必在部分负荷时另配水泵,投资更节省.这水泵型号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街IS5150 125-31520055效果,泵的初投资也很快会获得回收.冷水杂15200-150-315辆定负俩R150-25-315202:热水来3工程实例上海某商厦,建筑面积30 00 m' ,夏季计算冷负冷分水器⊥山柴水器ψ .荷为4 100 kW(] 166RT).考虑管道冷量损失和同时300 QCψφk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1 744 kW至冷厂飞(150X 10* kcal/h),采用燃油锅炉配汽-水和水-水冷1印9中中中回换热器,供回水温差为10 /5 C.现采用两种设计方案,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所图2冬夏分设水泵 它调水系统图示;B方案如表3所示,冬夏及部分负荷时,分设不同Hig2 ('irculatin pump dispart in winter and summer的水泵并联,采用阀门切换,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1所示.表4两种方案节能情况分析及经 济性比较Tab. 4 Save energy analyze and econony compare o{ [Wo scheme案循环水泵电增容初投资运行费用/万元东运行费1万元7万元1万元夏平:1S150-125-315运行4个月21h开机3台2用1备当量满负荷运行时间为1 300 h3X0.9=2.7万元负荷率6g=1 300/2 880=0. 45A1S200-150-31531.05 37. 65夏季运行费用116x2 8CX(0.45+0.183)>X0.6=12.38万元20. 952台1川1备运行5个月24 h开机:2X1.5=3.0万元运行时间5x30X21=3600 h当量满负荷运行时间1050 h.,冬最:IS150 125-315货何平印二050/3600-0.2923台2用I备(同夏平共用) .由机运行费爪60X3 GnOX (0.292+0.3511>0.6=8.37万元80湘潭旷业学院学报2002年9月续舞4循环水泵屯增蓉初投资运行费用/万元军运行费方案1万元7万元1万元_夏季:1S150-125-3153台2用1备运行4个月24 h开机运行时间4X30X24-2880 b3X0.9=2.7万元当量满负荷运行时间为1300h部分负荷时用TR125-120-250菜1S200-150-315夏季运行费用(115X1 300+22X1580)>0.6-11.06万元2台1用1备31.05 40. 3514. 13运行5个月24 h开机2X1.5=3.0万元运行时间5X30X24=8 600 h冬季:IR125-120-250当量浦负荷运行时间] 050h负荷率R一1 D50/3 600=0. 292动机运行费用22X3 600x(92+0.354)X0.6-3.07万元3X0.9-2.7 万元说明:负荷率酿为当量满负措运行时间/运行时间10R=(1-)/*.n为泵台数凹:电增容费按2 700元/kW;电价按0.6元/ (kW●h);运行费的计算采用当量捕负荷运行时间计算.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,合理选撣水泵.万元.加上B方案中增加3台泵占地面积费用,运行采用变频调速裝置箭明确所有水泵应同时参与变-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] RARGHI A, 0OMAR M, BEIRUTTY A, et al. Estimation and4结论measurementing coling loed[J]. Enery Conrersion and Maragenent, 19940(14)+1 527-1 548.冬夏及部分负荷运行时,采用分设循环水泵方案，[2] 鬧谟仁.流体力学泵与风机[M].北京:中国建工出版社,1996.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. 集中供热微机监挖系统研究[].湘潭矿业学院学报，冬夏负荷相差较大的系统.199,14(1)86-88.空调水系统设计中应分析系统特点，绘出水泵性[4]林春群。 水泵与水泵站[M].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. 离层建筑与空调节能[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 Polylechnie University, Xiangtan 411201.China)Abstract: 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 circulat-ing 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. ，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.