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空调水系统水泵并联节能分析

2021-12-21

为了减少能耗提高水泵的效率,会把两台型号功率相同的水泵进行并联运行。

随着房屋建筑的不断增多,中央空调水系统越来越多的使用两台或者多台水泵并联的运行方式,针对使用两台水泵并联运行的系统,有些系统使用两台泵平均工频运行方式,有些系统使用一台工频一台变频运行方式,有些系统使用两台水泵变频的运行方式。这是由于空调负荷会随着室内和室外环境的变化进行变化的,两台水泵都使用工频运行会造成大量的能源浪费。节能空调系统大部分使用变频调速系统,但是又有工频又有变频的运行状态与两台水泵同时变频哪个更节能,两台水泵同时变频会更节能一些。下面对空调水系统水泵并联节能分析进行讲解。

水泵并联操作图

水泵并联操作图

空调系统运行现状以及存在的问题

我国的建筑物能耗约占能源中耗量的百分之三十。在装有中央空调的建筑物当中,中央空调的能耗约占建筑总能耗的百分之六十,并且会有逐年增长的趋势。根据相关资料统计,实际在一年的大部分时间内空调负荷会比设计的负荷要低的多,全年约有百分之六十的时间实际负荷在设计负荷的百分之五十到百分之七十以下运行,并且会随时波动,导致实际负荷总不能达到设计的满负荷状态,会形成严重的能源浪费,严重影响经济效益与人们的生活水平,怎样降低空调的能耗是现下要解决的问题。

中央空调水系统简介和试验平台的描述

中央空调水系统简介

中央空调系统供冷的冷源是冷水机组,其中冷凝器侧是冷却水系统,蒸发器侧为冷冻水系统,空调水系统有冷却水系统与冷冻水系统组成。冷却水系统包含冷却循环水泵、冷却塔和相应的阀门、管道。冷冻水系统包含冷冻循环水泵、分集水器、阀门、管线与相应的空调末端设备。

试验平台的描述

试验所需要的设备有:一套拟建的两单元五层楼的空调冷水机组的给水系统,每个单元分别装有风机盘管,系统中的水量从高位水箱补充,水流扬程是由两台型号的变频水泵提供,每层楼的供水由阀门进行控制,供水管道中装有压力传感器、阀门、流量计等,除此以外还包括两台变频柜和功率表、转速仪、流量计等。设置两单元五层的十个阀门都可以打开,这时负载为百分之百。每关闭一个阀门,负载降低为百分之十。实验中分别测试两台水泵的负载与流量的变化,两台均使用工频、一台使用工频一台使用变频、均变频时可以通过性能曲线图对这三种运行方式进行对比,并对节能效果进行分析。

试验和理论分析

两台水泵均工频

在这次实验中始终保持这两台泵的频率是额定值50HZ,利用关闭阀门来降低负载并且测量出各阶段的参数值。绘制出的总功率总流量会随着负载率变化的曲线图进行表示。

两台水泵均工频时的总流量与总功率曲线图

两台水泵均工频时的总流量与总功率曲线图

从绘制的曲线图中可以看出,随着流量的降低水泵的功率在减少,当负载率减少为百分之三十,流量减少到37.9(m³/h)时,这时的功率依旧是3.92KW,这就说明即便有很小的室内负荷,依然会耗费较大的水泵功率,导致电能的严重浪费节能效果会变差。

一台泵工频一台泵变频

在这项实验中一台泵随着流量的变化而变频,另一台泵的工频负载率分别是百分之百、百分之九十、百分之八十、百分之七十、百分之六十、百分之五十、百分之四十时,利用调频改变流量。

当一台泵工频一台泵变频时,在同一负载的情况下,会随着流量的降低所耗功率明显呈指数递减,流量越低功耗递减的越慢,当流量低于30(m³/h)时,各负载率下所耗的功率差别不是很大,流量高于35(m³/h)后,相同流量下负载率越大水泵功耗越低,这是由于流量越低管网阻力越大水泵中的一部分能量要用来克服阻力。

两台水泵均变频

在这次实验中,两台水泵都随着流量的变化而变频,负载分别是百分之百、百分之九十、百分之八十、百分之七十、百分之六十、百分之五十、百分之四十时利用调频改变流量。

两台水泵均变频时随着流量的降低功率也会有所降低。这就说明均变频的运行方式节能效果优于一台泵工频一台泵变频的运行方式,自然也会优于均工频的运行方式。比如对应和流量是30(m³/h)时,一台水泵工频一台水泵变频的运行方式各自为负载下所耗的功率大约是2.4(KW),两泵都变频时各自负载下所耗的功率大约是1(KW)左右,节能率接近百分之六十节能效果明显。流量越低时均变频的运行方式较一台泵工频一台泵变频的运行方式节能效果明显。流量越低时各自负载率下消耗的功率降低度很小的原因是:流量越低水泵需要克服的管网阻力就会越大,等流量小到一定值时,管网的阻力会达到较大限值,这时各负载率下所消耗的功率值也会相近。

水泵并联图

水泵并联图

从上面三组数据和曲线分析中可以得出,变频调速技术可以用在中央空调循环水泵控制系统中使用,优点是节能效果明显、调速性能好。可以总结出以下结论:针对两台同型号水泵并联的运行情况,两台均工频的节能效果较差。流量较低时就能的效果就会越好。流量越低水泵需要克服的管网阻力就会增大。

空调水系统水泵并联节能分析有水泵厂家总结。

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