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最优设计供回水温差的水泵运行流量计算

[ 时间:2018-03-14 来源:http://www.kenflor.com 作者:佛山肯富来水泵厂 点击: ]

热泵机组的存在致使复合能源供热系统的设计供回水温差较常规供热系统小,设计供水温差下降导致系统设计水流量的增加,并致使系统循环侧的输配能耗大幅增加。

 

热泵机组蒸发侧、冷凝侧均存在水泵,而且蒸发侧的供回水温差较小、流量较大,导致蒸发侧水泵输入功率较大,并进一步导致输配能耗在整个复合能源采暖系统能耗中占有相当大的比例。综上所述,降低输配能耗是提高复合能源采暖系统能源利用效率的主要手段之一。为降低系统的输配能耗,应该对系统中的佛山肯富来水泵进行优化控制。

 

针对复合能源供热系统,增大设计供回水温差将会导致系统供水温度上升、热泵机组COP下降,供水温度升高也会减少热泵机组所承担的热负荷,进而导致燃气锅炉承担的负荷增加、燃气消耗量耗增加,最终导致热源能效大幅下降。因而对于包含热泵机组的供热系统,必然存在一个最优的设计供回水温差,最优设计供回水温差所对应水流量即为系统的最优运行流量。

 

传统条件下,科研和设计人员根据厂家提供的水泵特性参数和管网特性曲线方程,通过查询图表的方式来获取水泵变工况下实际运行工况点。上述数据处理方法较为繁琐,难以对大量数据进行快速准确的处理,有着巨大的局限性。本文基于厂家提供的特性曲线参数和水泵变工况下的理论计算方法,对水泵变频工况下的运行工况点进行分析,以期找到一种简单科学的计算方法。

 

空调水系统中,存在两种类型的水泵,应用于开式管网水系统中的开式水泵和应用于闭式管网水系统中的闭式循环泵。为简化分析,我们对系统的管网和水泵作如下假设:

(1)水泵变工况下管网阻抗不变;

(2)忽略水温变化对水密度影响;

(3)并联运行下,各台并联水泵的运行状态点相同。

 

闭式循环系统中,水泵理论输入功率与流量的三次方成正比,变频控制可以取得显著的节能效果。闭式循环水泵的扬程全部用来克服水系统的沿程损失和局部损失。水泵相似定律表明,闭式循环水泵在不同转速下的运行工况点是相似的。

 

闭式循环泵变频工况下的H-Q曲线见图1。图中曲线2为水泵额定工况下的H-Q曲线,曲线1为水泵变频工况下的H-Q曲线,曲线3为管网特性曲线,点B为额定工况下水泵工作状态点,点A为变频工况下水泵工作状态点。

 

根据水泵的相似定理,图中B点为A点的相似工况点,B点对应的水泵效率即为变频后水泵效率。根据厂家提供的样本数据,对水泵效率-流量进行二次非线性回归,可以得到水泵效率随流量的变化曲线。

图1:闭式循环泵变频工况下的H-Q曲线

闭式循环泵变频工况下的H-Q曲线

根据上述计算方法,已知水泵运行频率或者流量,可以推导水泵变频工况下的实际工况点,进而求解工况点所对应的流量、扬程、水泵效率、电机效率、变频器效率,并求解该工况下水泵瞬时输入功率。

图2:闭式水泵变频工况下瞬时输入功率的计算流程图

闭式水泵变频工况下瞬时输入功率的计算流程图

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