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空調、供熱水系統泵的節能七

10-04 19:39:51  瀏覽次數:975次  欄目:暖通空調
標簽:暖通空調設計規范,暖通空調設計, 空調、供熱水系統泵的節能七,http://www.nvlbio.live

  1、序言

  《民用建筑節能設計標準》規定,供熱系統中循環水泵的電功耗一般應控制在單位建筑面積0.35~0.45W/m2的范圍內,實際上約為0.5~0.6 W/m2,甚至高達0.6~0.9 W/m2.

  供熱空調泵系統存在設計電功率容量偏大,運行耗電量較高的問題,而泵的電耗在空調供熱系統能耗中占的比重也較大,設計泵電功率容量大要求增大發電容量,增大峰谷差;運行耗電量大意味著發電煤耗的增大和污染物排放量的增大;容量增大使初投資加大,運行電耗增大使耗電費增多,兩者都提高了空調供熱運行成本,加大了熱(冷)費用和用戶的負擔。為此,必須了解空調供熱泵容量和能耗增大的原因,探討泵節能的方法,并從設計、設備和調速方法上提出改進的措施。

  2、空調供熱泵電耗大的原因分析

  2.1 設計泵功率大的原因

  從泵軸功率 可知,影響泵功率的主要因素是流量V(m3/min),揚程H(m)和泵效率η(%)。

 。1) 設計熱(冷)負荷偏高,造成熱(冷)水流量偏大。從 可知,設計熱(冷)負荷Q和供回水溫差Δt是計算流量的主要依據。

 。2) 揚程選擇過高,造成選用泵偏大

  供熱系統設計時,二次網循環系統實際揚程一般約為150-300kPa,但水泵選型時,揚程值一般為400-600kPa,水泵電功率與揚程成正比關系,揚程偏高導致水泵電氣容量增大。

 。3) 一些國產水泵屬低效產品,新設計制造的泵或國外引進的泵,效率較高,一般效率提高10%-20%,電動機一般提高1%-5%.效率的提高往往是指其額定工作點的75%附近,但實際工況常常偏離高效率點,而實際運行效率還是較低。

  2.2 泵運行耗電量大的原因

  從熱(冷)水泵運行期耗電量 可知,水泵軸功率和運行期延時小時數是影響泵運行耗電量大的主要原因,而泵的流量、揚程和運行效率又直接影響軸功率。

 。1)大流量運行方式增大了泵的運行功率

  為了解決熱網水平失調帶來的用戶冷熱不均的問題,許多供熱系統采用了"大流量、小溫差"的運行方式。由于熱(冷)水流量與水泵軸功率成三次方關系,流量的增加,將帶來耗電量的增大。

 。2)水泵運行在低效率區,增大了無效能耗

  泵的工作點指的是運行時水泵的流量和揚程,它是由泵的性能曲線和水系統管網特性曲線兩方面因素確定的點。

  目前,泵運行時的流量和揚程比要求的大得多,消耗的功率也比預想的大得多。

 。3)定流量運行方式增大了水泵運行電耗

  一般供熱系統平均負荷率約為0.6-0.7.空調系統平均負荷率一般約為0.3-0.35.為了適應負荷的變化,流量的調節依靠閥門來實現,采用這種方法,如果要求把流量調至額定流量一半,Q1=(1/2)QH,系統的能耗大致與額定狀況下的能耗(QH)相同。

 。4)并聯運行方式增加了水泵運行電耗

  “一機對一泵”的運行模式是供熱空調水系統中一次泵普遍選用的運行模式。當相同特性的2臺泵并聯運行時,流量與揚程及耗電功率都增加了,變化的多少與管網的特性曲線有關,管網阻力越大時,流量、揚程增加的較少。

 。5)空調供熱水系統一般采用一級泵系統,節電效果不明顯。

  空調供熱水系統的冷(熱)源要求定流量運行,末端設備要求變流量運行。一級泵系統的特點是利用一根旁通管來保持冷(熱)源側定流量,而讓用戶處于變流量運行,當用戶負荷變化需水量減小時,部分冷凍水旁通,但這并不影響通過水泵的總水量,水泵揚程也保持不變,所以其水泵耗電功率不變。

  二級泵系統由兩個環路組成,一次環路定流量運行,二次環路變流量運行,節電效益非常明顯。

  3、空調供熱泵的節能使空調供熱泵能耗偏大的原因有設計造成的、運行形成的和泵本身等。因此,應從設計、運行和提高泵的性能等方面進行有效節能。

  3.1 采用先進的泵的性能調節方法(變頻器的應用)

  它具有節能,調速范圍大,易于實現正、反轉切換,起動電流小和結構簡單、運行安全可靠、投資回收期短的優點。

  3.2 選用高效、可靠、耐用、維修量少的水泵

  有許多資料表明:水泵投資占公用建筑空調系統總投資的0.5%~1%,水泵電功率約為空調總電功率的15%~20%(約為5~6W/m2)而冷凍水泵的耗電量為空調系統總能耗的8%~12%,冷卻水泵的耗電量約為12~15%.投資少、能耗大是水泵輸送系統的特點,因此,即使稍微增加一些水泵投資,也應通過選用高效、可靠、耐用的泵,降低運行電耗,提高運行效率。

  同樣,也有許多資料表明:水泵投資約占鍋爐房供熱系統總投資的4%,但在運行成本中,電費約為10%~15%.高效泵雖然價格稍貴些,但為了可靠、安全供熱,為了降低運行成本,從投入產出比上看,也是非常合理的。

  4、小結

  本文介紹了供熱空調系統運行中存在水泵耗能量較大,運行效率較低的問題:初步分析了能耗較大的原因;提出了要從設計、設備、調速方法等各方面采取相應措施、降低能耗、提高效率。由于水泵節能牽涉到設計、施工、運行和生產廠家等各個方面只有大家都重視,才能達到預計的節能目標。

  參考文獻

  1、中國建筑學會暖通空調專業委員會,全國暖通空調制冷2000年學術年會論文集

  2、建筑節能專業委員會,建筑節能技術,1996

  3、石兆玉,供熱系統運行調節與控制,1992

  4、《民用建筑節能設計標準》,2000 5 付祥釗等,《流體輸配管網》,中國建筑工業出版社,2001

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