空調(diào)專用水泵.doc

利用中央（集中）空調(diào)冷水機(jī)組循環(huán)水系統(tǒng)獨(dú)特的線型工況與自有靜壓，運(yùn)用多道變線三元流動(dòng)虹吸流體推送技術(shù)，使其（中央空調(diào)）充分達(dá)到節(jié)能之目的。產(chǎn)品用途：僅限中央(集中)空調(diào)機(jī)組冷、熱(95)、鍋爐供熱循環(huán)水或工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中使用。BJL系列多道變線節(jié)能空調(diào)專用水泵于其他同類產(chǎn)品的對(duì)比分析：目前，節(jié)能技術(shù)一般分為三種方式：一是變頻調(diào)速；二是切割水泵葉輪；三是采用多道變線節(jié)能空調(diào)專用水泵。我們通過(guò)下述分析比較，逐項(xiàng)介紹各種技術(shù)的節(jié)能方式。1、與變頻調(diào)速對(duì)比分析：變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用在中央（集中）空調(diào)冷凍水和冷卻水系統(tǒng)有一定的局限性。它主要的工作原理是依靠變頻改變泵電機(jī)的頻率，降低泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)整水泵Q、H值工況點(diǎn)以此達(dá)到節(jié)能的目的。該技術(shù)不能從根本上降低能耗，只適應(yīng)于某些中央（集中）空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)因設(shè)計(jì)參數(shù)富裕量選用較大的水泵，即所謂的“大馬拉小車”時(shí)，才有一定的效果。離心泵是以水力特性最佳條件下的比轉(zhuǎn)速作為相似準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)的，每一種泵的流道水力模型的幾何尺寸必須與它的設(shè)計(jì)參數(shù)Q（流量）、H（揚(yáng)程）、r/min（轉(zhuǎn)速）一一對(duì)應(yīng)才能產(chǎn)生水泵的最終效率。因此，泵葉輪水力模型及幾何尺寸不可能隨轉(zhuǎn)速改變而相應(yīng)改變，所以變頻調(diào)速使泵的額定轉(zhuǎn)速降低，隨之泵的輸出流量減小，泵的揚(yáng)程降低，泵實(shí)際效率降低，并遠(yuǎn)低于該泵原效率值。當(dāng)某些中央（集中）空調(diào)系統(tǒng)選用冷卻水泵、冷凍水泵的性能參數(shù)Q、H值富裕量不大時(shí)，如果采用變頻調(diào)速將泵的實(shí)際參數(shù)Q、H值變小后，往往會(huì)造成空調(diào)主機(jī)的負(fù)載增大，造成能耗轉(zhuǎn)嫁，表面上水泵節(jié)電了，實(shí)際運(yùn)行中空調(diào)主機(jī)耗電量增加了，總之，系統(tǒng)總的耗電量增加了。如果，水泵流量減小值過(guò)大，可能會(huì)引起空調(diào)主機(jī)冷凝溫度過(guò)高，造成對(duì)空調(diào)主機(jī)的損壞。2、與切割水泵葉輪對(duì)比分析：切割水泵葉輪是水泵制造商通常根據(jù)某型泵經(jīng)型檢驗(yàn)證后的性能曲線，利用高效區(qū)內(nèi)Q、H、N值，對(duì)其葉輪外徑進(jìn)行適當(dāng)?shù)那懈睿s小葉輪外徑），以期通過(guò)切割葉輪外徑的方法達(dá)到一種泵型產(chǎn)生幾種性能、規(guī)格的泵的目的。由于普通離心泵Q、H線型多為陡降型，因此普通離心泵高效區(qū)域較窄，葉輪切割受高效區(qū)域的制約，切割范圍較小。如對(duì)一個(gè)已經(jīng)投入運(yùn)行的中央（集中）空調(diào)冷卻/冷凍循環(huán)水系統(tǒng)的循環(huán)水泵采用切割水泵葉輪的方法作為達(dá)到減小水泵軸功率，減低能耗的目的，其結(jié)果顯而易見。被切割葉輪后的水泵表面結(jié)果雖然減小了泵的配電容量，但實(shí)際是消減了原系統(tǒng)中水泵選取的合理的Q、H值，其結(jié)果是嚴(yán)重影響了制冷主機(jī)的正常運(yùn)行工礦，危害制冷主機(jī)的正常使用壽命。3、多道變線節(jié)能空調(diào)專用水泵：多道變線節(jié)能空調(diào)專用水泵專為配套各類型中央（集中）空調(diào)冷卻水、冷凍水及供熱鍋爐熱水（95）循環(huán)系統(tǒng)中使用，量身定做。1、泵體吸入口正壓設(shè)計(jì)，減小了流體因普通水泵吸入口負(fù)壓設(shè)計(jì)所造成流向改變帶來(lái)的能耗損失。2、葉片采用三元流設(shè)計(jì)，避免了普通水泵一元流設(shè)計(jì)中水在葉片之間形成的回流，使水在葉輪間的流動(dòng)更接近設(shè)計(jì)狀態(tài)，減少了無(wú)用功。3、泵殼內(nèi)部采用來(lái)復(fù)線的設(shè)計(jì)理念，并運(yùn)用多道變線螺旋錐技術(shù)，減小了泵體內(nèi)的阻力，并充分利用了虹吸功能，經(jīng)虹吸吸程發(fā)揮到極限，減小了泵的出口“H”值，將無(wú)功功率轉(zhuǎn)變?yōu)橛泄β?。提高了泵的效率。與變頻節(jié)能技術(shù)比較，不僅泵的有效軸功率顯著減小，而且，泵的Q、H值不會(huì)發(fā)生任何偏移，完全滿足空調(diào)制冷主機(jī)與系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行工礦，未給空調(diào)制冷主機(jī)增加任何負(fù)載，能耗不轉(zhuǎn)嫁，具有高效率，不增加機(jī)組系統(tǒng)設(shè)備任何故障源，節(jié)能效果明顯。4、變頻產(chǎn)品節(jié)能和節(jié)能泵節(jié)能的比較：變頻產(chǎn)品：即便在適合使用變頻節(jié)能產(chǎn)品的情況下，變頻的節(jié)能效果較小，一般為10%-20%，并且變頻產(chǎn)品對(duì)使用條件和環(huán)境要求較苛刻，變頻產(chǎn)品較便宜，但變頻產(chǎn)品的壽命較短，一般6-8年，變頻節(jié)能改造投資較少，改造投資回收期短，但長(zhǎng)期的節(jié)能受益卻遠(yuǎn)不如節(jié)能泵。節(jié)能泵： 節(jié)能泵的節(jié)能效果很大，在40%-70%，節(jié)能效率遠(yuǎn)高于變頻，產(chǎn)品壽命長(zhǎng)，一般15年，節(jié)能泵改造投資較大，改造投資回收期較長(zhǎng)，但改造后的節(jié)能受益遠(yuǎn)大于變頻。該大廈改造新裝一臺(tái)546RT冷水機(jī)組。其冷凍、冷卻循環(huán)水系統(tǒng)經(jīng)設(shè)計(jì)選型后，業(yè)主采用了BJL多道變線節(jié)能空調(diào)專用水泵。選用節(jié)能冷凍循環(huán)水泵單臺(tái)配電功率為30KW；冷卻循環(huán)水泵單臺(tái)配電功率為37KW，經(jīng)運(yùn)行測(cè)試對(duì)比同流量(Q)、同揚(yáng)程(H)之普通離心水泵，節(jié)電率分別為：55%、53%。(在達(dá)到效果相同的前提下，本產(chǎn)品所需功率比其他同類產(chǎn)品低，節(jié)省電力消耗)一、水泵節(jié)能改造的必要性 中央空調(diào)是大廈里的耗電大戶，每年的電費(fèi)中空調(diào)耗電占60%左右，因此中央空調(diào)的節(jié)能改造顯得尤為重要。 由于設(shè)計(jì)時(shí)，中央空調(diào)系統(tǒng)必須按天氣最熱、負(fù)荷最大時(shí)設(shè)計(jì)，并且留10-20%設(shè)計(jì)余量，然而實(shí)際上絕大部分時(shí)間空調(diào)是不會(huì)運(yùn)行在滿負(fù)荷狀態(tài)下，存在較大的富余，所以節(jié)能的潛力就較大，其中，冷凍主機(jī)可以根據(jù)負(fù)載變化隨之加載或減載，冷凍水泵和冷卻水泵卻不能隨負(fù)載變化作出相應(yīng)調(diào)節(jié)，存在很大的浪費(fèi)。 水泵系統(tǒng)的流量與壓差是靠閥門和旁通調(diào)節(jié)來(lái)完成，因此，不可避免地存在較大截流損失和大流量、高壓力、低溫差的現(xiàn)象，不僅大量浪費(fèi)電能，而且還造成中央空調(diào)最末端達(dá)不到合理效果的情況。為了解決這些問(wèn)題需使水泵隨著負(fù)載的變化調(diào)節(jié)水流量并關(guān)閉旁通。 再因水泵采用的是Y-起動(dòng)方式，電機(jī)的起動(dòng)電流均為其額定電流的34倍，一臺(tái)90KW的電動(dòng)機(jī)其起動(dòng)電流將達(dá)到500A，在如此大的電流沖擊下，接觸器、電機(jī)的使用壽命大大下降，同時(shí)，起動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖擊和停泵時(shí)水錘現(xiàn)象，容易對(duì)機(jī)械散件、軸承、閥門、管道等造成破壞，從而增加維修工作量和備品、備件費(fèi)用。 綜上，為了節(jié)約能源和費(fèi)用，需對(duì)水泵系統(tǒng)進(jìn)行改造，經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查與了解采用成熟的變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便達(dá)到節(jié)能和延長(zhǎng)電機(jī)、接觸器及機(jī)械散件、軸承、閥門、管道的使用壽命。 這是因?yàn)樽冾l器能根據(jù)冷凍水泵和冷卻水泵負(fù)載變化隨之調(diào)整水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，在滿足中央空調(diào)系統(tǒng)正常工作的情況下使冷凍水泵和冷卻水泵作出相應(yīng)調(diào)節(jié)，以達(dá)到節(jié)能目的。水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，電機(jī)從電網(wǎng)吸收的電能就會(huì)大大減少。 其減少的功耗P=P01-(N1/N0)3（1）式 減少的流量Q=Q01-(N1/N0)（2）式 其中N1為改變后的轉(zhuǎn)速，N0為電機(jī)原來(lái)的轉(zhuǎn)速，P0為原電機(jī)轉(zhuǎn)速下的電機(jī)消耗功率，Q0為原電機(jī)轉(zhuǎn)速下所產(chǎn)生的水泵流量。 由上式可以看出流量的減少與轉(zhuǎn)速減少的一次方成正比，但功耗的減少卻與轉(zhuǎn)速減少的三次方成正比。 如：假設(shè)原流量為100個(gè)單位，耗能也為100個(gè)單位，如果轉(zhuǎn)速降低10個(gè)單位，由（2）式Q=Q01-(N1/N0)=1001-(90/100)=10可得出流量改變了10個(gè)單位，但功耗由（1）式P=P01-(N1/N0)3=1001-(90/100)3=27.1可以得出，功率將減少27.1個(gè)單位，即比原來(lái)減少27.1%。 再因變頻器是軟啟動(dòng)方式，采用變頻器控制電機(jī)后，電機(jī)在起動(dòng)時(shí)及運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中均無(wú)沖擊電流，而沖擊電流是影響接觸器、電機(jī)使用壽命最主要、最直接的因素，同時(shí)采用變頻器控制電機(jī)后還可避免水垂現(xiàn)象，因此可大大延長(zhǎng)電機(jī)、接觸器及機(jī)械散件、軸承、閥門、管道的使用壽命。 二、水泵節(jié)能改造的方案 中央空調(diào)系統(tǒng)通常分為冷凍（媒）水和冷卻水兩個(gè)系統(tǒng)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外最新資料介紹，并多處通過(guò)對(duì)在中央空調(diào)水泵系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制改造的成功范例進(jìn)行考察，現(xiàn)在水泵系統(tǒng)節(jié)能改造的方案大都采用變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 1、冷凍（媒）水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制 （1）制冷模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制 該方案在保證最末端設(shè)備冷凍水流量供給的情況下，確定一個(gè)冷凍泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設(shè)定為下限頻率并鎖定，變頻冷凍水泵的頻率調(diào)節(jié)是通過(guò)安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器檢測(cè)冷凍水回水溫度，再經(jīng)由溫度控制器設(shè)定的溫度來(lái)控制變頻器的頻率增減，控制方式是：冷凍回水溫度大于設(shè)定溫度時(shí)頻率無(wú)極上調(diào)。 （2）制熱模式下冷凍水泵系統(tǒng)的閉環(huán)控制 該模式是在中中央空調(diào)中熱泵運(yùn)行（即制熱）時(shí)冷凍水泵系統(tǒng)的控制方案。同制冷模式控制方案一樣，在保證最末端設(shè)備冷凍水流量供給的情況下，確定一個(gè)冷凍泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設(shè)定為下限頻率并鎖定，變頻冷凍水泵的頻率調(diào)節(jié)是通過(guò)安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器檢測(cè)冷凍水回水溫度，再經(jīng)由溫度控制器設(shè)定的溫度來(lái)控制變頻器的頻率增減。不同的是：冷凍回水溫度小于設(shè)定溫度時(shí)頻率無(wú)極上調(diào)，當(dāng)溫度傳感檢測(cè)到的冷凍水回水溫越高，變頻器的輸出頻率越低。 上海迅磊變頻器有限公司設(shè)計(jì)的空調(diào)變頻器控制系統(tǒng)具有以上功能，通過(guò)安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的溫度傳感器（如圖，安裝在冷凍水系統(tǒng)回水主管上的A處）來(lái)檢測(cè)冷凍水的回水溫度，并可直接通過(guò)設(shè)定變頻器參數(shù)使系統(tǒng)溫度調(diào)控在需要的范圍內(nèi)。 另外，針對(duì)已往改造的方案中首次運(yùn)行時(shí)溫度交換不充分的缺陷，上海迅08個(gè)性化飾品折扣店磊變頻器有限公司設(shè)計(jì)的變頻器控制系統(tǒng)增加了首次起動(dòng)全速運(yùn)行功能，通過(guò)設(shè)定變頻器參數(shù)可使冷凍水系統(tǒng)充分交換一段時(shí)間，然后再根據(jù)冷凍回水溫度對(duì)頻率進(jìn)行無(wú)極調(diào)速，并且變頻器輸出頻率是通過(guò)檢測(cè)回水溫度信號(hào)及溫度設(shè)定值經(jīng)PID運(yùn)算而得出的。 2、冷卻水系統(tǒng)的閉環(huán)控制 目前，在冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行改造的方案最為常見，節(jié)電效果也較為顯著。該方案同樣在保證冷卻塔有一定的冷卻水流出的情況下，通過(guò)控制變頻器的輸出頻08個(gè)性化飾品折扣店率來(lái)調(diào)節(jié)冷卻水流量，當(dāng)中中央空調(diào)冷卻水出水溫度低時(shí)，減少冷卻水流量；當(dāng)中中央空調(diào)冷卻水出水溫度高時(shí)，加大冷卻水流量，從而達(dá)到在保證中中央空調(diào)機(jī)組正常工作的前提下達(dá)到節(jié)能增效的目的。 現(xiàn)有的控制方式大都先確定一個(gè)冷卻泵變頻器工作的最小工作頻率，將其設(shè)定為下限頻率并鎖定，變頻冷卻水泵的頻率是取冷卻管進(jìn)、出水溫度差和出水溫度信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)，當(dāng)進(jìn)、出水溫差大于設(shè)定值時(shí)，頻率無(wú)極上調(diào)，當(dāng)進(jìn)、出水溫差小于設(shè)定值時(shí)，頻率無(wú)極下調(diào)，同時(shí)當(dāng)冷卻水出水溫度高于設(shè)定值時(shí)，頻率優(yōu)先無(wú)極上調(diào)，當(dāng)冷卻水出水溫度低于設(shè)定值時(shí)，按溫差變化來(lái)調(diào)節(jié)頻率，進(jìn)、出水溫差越大，變頻器的輸出頻率越高；進(jìn)、出水溫差越小，變頻器的輸出頻率越低。 上海迅磊變頻器有限公司通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查與了解，并經(jīng)多方實(shí)踐應(yīng)用與論證，現(xiàn)用于冷卻水系統(tǒng)閉環(huán)控制的系列采用同制冷模式下冷凍水泵系統(tǒng)閉環(huán)控制一樣的控制方式。 與其他廠家的控制方式相比，其優(yōu)點(diǎn)有： 1、只需在中中央空調(diào)冷卻管出水端安裝一個(gè)溫度傳感器，安裝在冷卻水系統(tǒng)中中央空調(diào)冷卻水出水主管上，簡(jiǎn)單可靠。 2、當(dāng)冷卻水出水溫度高于溫度上限設(shè)定值時(shí)，頻率直接優(yōu)先上調(diào)至上限頻率。 3、當(dāng)冷卻水出水溫度低于溫度下限設(shè)定值時(shí)，頻率直接優(yōu)先下調(diào)至下限頻率。而采用冷卻管進(jìn)、出水溫度差來(lái)調(diào)節(jié)很難達(dá)到這點(diǎn)。 4、當(dāng)冷卻水出水溫度介于溫度下限設(shè)定值與溫度上限設(shè)定值時(shí)，通過(guò)對(duì)冷卻水出水溫度及溫度上、下限設(shè)定值進(jìn)行計(jì)算，從而達(dá)到對(duì)頻率進(jìn)行無(wú)極調(diào)速，閉環(huán)控制迅速準(zhǔn)確。 5、節(jié)能效果更為明顯。當(dāng)冷卻水出水溫度低于溫度上限設(shè)定值時(shí)，采用冷卻管進(jìn)、出水溫度差來(lái)調(diào)節(jié)方式?jīng)]有將出水溫度低這一因素加入節(jié)能考慮范圍，而僅僅由溫度差來(lái)對(duì)頻率進(jìn)行無(wú)極調(diào)速，而采用上、下限溫度來(lái)調(diào)節(jié)方式充分考慮這一因素，因而節(jié)能效果更為明顯，通過(guò)對(duì)多家用戶市場(chǎng)調(diào)查，平均節(jié)電率要提高5以上，節(jié)電率達(dá)到2040。 6、具有首次起動(dòng)全速運(yùn)行功能。通過(guò)設(shè)定變頻器參數(shù)中的數(shù)值可使水系統(tǒng)充分交換一段時(shí)間，避免由于剛起動(dòng)運(yùn)行時(shí)熱交換不充分而引起的系統(tǒng)水流量過(guò)小。 經(jīng)數(shù)十家單位長(zhǎng)期使用，上海迅磊變頻器