供热变频循环泵的能耗分析

刘润财

蔚县城乡规划管理处

本文以蔚县康居小区东区为例,结合循环水泵变频控制和分阶段改变流量的质调节模式,进一步提高供热系统运行的经济性,实现节能运行.

对于两种优化调节模式,即采用水泵的变频调速技术、分阶段改变流量的质调节,热源设备的电耗差别不大,但由于水泵的功率与流量的三次方成正比,故循环水泵的电耗差别较大.对集中供热采暖系统,分阶段改变流量的质调节可按两个或三个阶段设置泵组,其流量分别为设计流量的100%、75%或100%、80%和60%;而变频调速技术的特点为调速效率高、调速范围大、可持续调速,若循环水泵采用变频调速可以实现供暖系统连续改变流量的优化调节.本文针对两种运行调节方式进行能耗分析,得出一些对实际工作具有指导意义的数据和结论.

1 两种运行调节方式的循环水泵的电耗量分析

1.1 两种运行调节的运行模式

(1)分阶段改变流量的质调节.

在中小型热水供暖系统中,大多数采用两阶段改变流量的质调节方法,在室外温度较低时,系统循环流量保持为100%设计流量;在室外温度较高时,系统流量保持为较小的流量,如75%设计流量.

(2)变频调速流量的质调节.

采用变频技术,通过对水泵转速的调节,使流量、扬程同时变化,从而达到“质量——流量优化”运行的目的.对于原设计为单纯质调节的采暖系统,尤为适用.

采用水泵变流量控制,目前常用的调节方式有两种:供、回水温差控制和压差控制.本文采用供、回水温差控制的调节方式,即:热网的供、回水温差设为定值,自控系统可通过检测环境温度,自动调节热网流量来满足建筑的供热需求.

1.2 循环水泵的电耗量分析

(1)循环水泵电耗功率的计算.

在100%的设计流量阶段,循环水泵的电耗功率为N,可用下式表示:

式中

N——设计工况下循环水泵的电耗功率,KW;

L——设计工况下热网体积流量,m3/s;

H——设计工况下的系统压力损失,mH 2O;

ρ——水的密度,Kg/m3;

η——循环水泵效率.

由于系统的压力损失与系统的流量的平方成正比,因此,在相对流量比为φ时,实际工况下循环水泵的电耗功率为Nφ,可用下式表示:

(2)循环水泵在采暖期总电耗量的计算

式中

h——采暖室外温度(相对流量比为φ)的延续小时数.

2 工程实例

以区域锅炉房为热源的蔚县康居小区东区集中供热系统,管网设计供回水温度为95/70℃,设计热负荷为3500KW,管网设计循环水量为120000㎏/h,循环水泵扬程为55m水柱,效率为78%～84%;室外采暖计算温度:-15℃;采暖期天数:158d;采暖室外温度的延续小时数见表1.

表1 室外温度的延续小时数

2.1 分阶段改变流量的质调节的循环水泵电耗量分析

[3],采用两阶段改变流量调节方案:室外采暖温度为-9℃～-3℃,相对流量比为100%;室外采暖温度为-3℃～5℃,相对流量比为75%.依据式(1)、式(2)、式(3)得出循环水泵在不同室外环境温度下的电耗量、在采暖期的总电耗量,计算结果见表2.

表2 分阶段改变流量的质调节的电耗量计算结果

2.2 变频调速流量的质调节的循环水泵电耗量分析

变频调速流量的运行采用供、回水温差为定值的调节方式.分析依据:(1)采用供、回水温差设为25℃;(2)根据能量平衡关系,得出:流量比=热负荷比;(3)依据式(1)、式(2)、式(3)得出循环水泵在不同室外环境温度下的电耗量、在采暖期的总电耗量,计算结果见表3.

表3 变频调速流量的质调节的电耗量计算结果

从表2、表 3可见,该区供热系统一个采暖季电耗数据:变频调速流量的质调节的电耗量为26698.0KWh,分阶段改变流量的质调节的电耗量为39471.2KWh,电耗量之比为67.6%.若以电价以0.80元/kWh计算,变频调速流量的质调节可节约电费10218元.

3 结论

通过对两种运行调节方式的能耗对比,变频调速技术能根据负荷变化自动跟踪,节电效果明显、运行工况稳定,故建议在区域锅炉房供热系统中积极推广应用变频调速技术.

参 考 文 献

[1]胡纯杰,张晓飞.集中供热调节方式的研究.山西建筑,2003,3(7)

[2]贺平,孙刚.供热工程.北京:中国建筑工业出版社,1993

[3]徐书朋,贾玉清.某集中供热系统运行调节方式分析.河北工程大学学报,25(2)

[4]祖树平,王丽艳.关于小区一级及二级热网温度控制曲线的探讨.区域供热,2004,(2)