冷卻水節(jié)能系統(tǒng)方案

冷凍、冷卻水泵及循環(huán)水泵

自動(dòng)控制系統(tǒng)節(jié)能方案目錄1.冷卻、冷凍控制系統(tǒng)概述2.水泵轉(zhuǎn)速與節(jié)能率的關(guān)系3.方案設(shè)計(jì)4.控制方案5.系統(tǒng)主要特點(diǎn)6.關(guān)于冷凍水泵末端的壓力問題一、冷卻、冷凍控制系統(tǒng)的節(jié)能目錄1.應(yīng)用領(lǐng)域2.當(dāng)前現(xiàn)狀3.各種技術(shù)對策比較4.變頻技術(shù)節(jié)能分析5.控制策略6.系統(tǒng)特點(diǎn)7.選型及型號說明二、循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的節(jié)能8.售后服務(wù)9.總結(jié)冷卻、冷凍控制系統(tǒng)概述在眾多制冷設(shè)備中，冷凍水泵和冷卻水泵的容量是按照最大設(shè)計(jì)熱負(fù)載(即最高氣溫時(shí))選定的，且留有10%左右的余量。在一年四季中，水泵系統(tǒng)長期在固定的最大水流量下工作。由于季節(jié)、晝夜的溫度變化及用戶負(fù)荷的變化，設(shè)備實(shí)際的熱負(fù)載在絕大部分時(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)比設(shè)計(jì)負(fù)載低。由圖1可見，與決定水泵流量和壓力的最大設(shè)計(jì)負(fù)載(負(fù)載率為100%)相比，一年中負(fù)載率在50%以下的運(yùn)行小時(shí)數(shù)約占全部運(yùn)行時(shí)間的50%以上。一般冷凍水設(shè)計(jì)溫差為6-8℃，冷卻水的設(shè)計(jì)溫差5-7℃最為理想，而事實(shí)上在全年絕大部分運(yùn)行時(shí)間里，冷凍水、冷卻水的溫差僅為2-4℃、即水泵系統(tǒng)長期在低溫差、大流量情況下工作，從而增加了管路系統(tǒng)的能量損失、浪費(fèi)了水泵運(yùn)行的輸送能量。冷卻、冷凍控制系統(tǒng)概述因此，采用本節(jié)能控制系統(tǒng)，可使水泵的轉(zhuǎn)速隨室內(nèi)溫度的變化而自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)速(或自動(dòng)停止、啟動(dòng)水泵)水泵全年平均節(jié)能率保證達(dá)到40%以上。水泵轉(zhuǎn)速與節(jié)能率的關(guān)系對于水泵來說，流量Q與轉(zhuǎn)速N成正比，溫差ΔT與轉(zhuǎn)速N成反比，楊程H與轉(zhuǎn)速N的二次方成正比，而軸功率P與轉(zhuǎn)速N的三次方成正比，下表告訴我們上述幾量的變化關(guān)系：轉(zhuǎn)速流量Q％溫差T％楊程H％軸功率P％10010010010010090901118172.980801256451.270701434934.360601673621.650502002512.5水泵轉(zhuǎn)速與節(jié)能率的關(guān)系顯然，變流量控制系統(tǒng)的節(jié)能效果是十分突出的，請見下面的比較曲線：方案設(shè)計(jì)1.對于冷凍水泵組(管道并聯(lián))，安裝1套相應(yīng)功率的節(jié)能控制系統(tǒng)，采用一拖N的辦法在多臺(tái)冷凍水泵之間切換(視具體使用現(xiàn)場而定)。并且有自動(dòng)和手動(dòng)進(jìn)行切換。

2.

對于冷卻水泵組(管道并聯(lián))，安裝1套相應(yīng)功率的節(jié)能控制系統(tǒng)，采用一拖N的辦法在多臺(tái)冷凍水泵之間切換(視具體使用現(xiàn)場而定)。并且有自動(dòng)和手動(dòng)進(jìn)行切換。

3.對冷凍泵及冷卻泵組采用微電腦恒壓供水控制系統(tǒng)，使水泵根據(jù)外界溫度的變化及用戶使用空調(diào)的狀況，在不影響冷氣效果的前提下實(shí)現(xiàn)對工頻運(yùn)行水泵“自動(dòng)停止、自動(dòng)啟動(dòng)”控制，最大限度地提高節(jié)能效果有效地降低值班人員的工作強(qiáng)度?？刂品桨窤.對于冷凍水系統(tǒng)，低溫冷凍水(出水)的溫度由制冷主機(jī)控制(7℃左右)，一般來說，我們只需控制高溫冷凍水(回水)的溫度，即可控制冷凍水的溫差。但是，對于一些用冷量變化較大的系統(tǒng)，盡管制冷主機(jī)對低溫冷凍水(出水)有調(diào)節(jié)作用，但其溫度仍有較大的波動(dòng)。為此，我們采用兩個(gè)溫度變送器、一個(gè)PID溫差調(diào)節(jié)器和一臺(tái)變頻器組成溫差閉環(huán)控制系統(tǒng)，對冷凍水的出水、回水的溫度進(jìn)行控制，使冷凍水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負(fù)載的變化而變化。冷凍水泵控制方案圖

控制方案B.對于冷卻水系統(tǒng)，由于其高溫冷卻水(出水)和低溫冷卻水(回水)的溫度變化較大，為保證工藝需求，我們只能采用溫差控制方式，即采用兩個(gè)溫度變送器、一個(gè)PID溫差調(diào)節(jié)器和一臺(tái)變頻器組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，對冷卻水進(jìn)行溫差控制，使冷卻水泵的轉(zhuǎn)速相應(yīng)于熱負(fù)載的變化而變化。冷卻水泵控制方案圖

系統(tǒng)主要特點(diǎn)1.變頻器閉環(huán)控制電機(jī)，按工藝要求設(shè)定時(shí)、出水溫差，電機(jī)輸出功率隨熱負(fù)載的變化而變化，在滿足使用要求的前提下達(dá)到最大限度的節(jié)能。

2.由于降速運(yùn)行和軟啟動(dòng)，減少了振動(dòng)、噪聲和磨損，延長了設(shè)備維修周期和使用壽命，并減少了對電網(wǎng)沖擊。

3.先進(jìn)的設(shè)置和監(jiān)控及調(diào)節(jié)功能改善了系統(tǒng)運(yùn)行特性使系統(tǒng)使用方便。

4.系統(tǒng)具有各種保護(hù)措施，使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率和安全可靠性大大提高。

5.系統(tǒng)具有故障報(bào)警及自動(dòng)切換功能(即變頻器故障時(shí)自動(dòng)切換到原工頻系統(tǒng)運(yùn)行)保證了運(yùn)行的可靠性。關(guān)于冷凍水泵末端的壓力問題冷凍水泵降低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，人們擔(dān)心會(huì)不會(huì)影響末端壓力不足，導(dǎo)致缺水現(xiàn)象。實(shí)際上，由于轉(zhuǎn)速雖然會(huì)使水泵供水壓力降低，然而管道特性的壓力損失也會(huì)隨流量的減少而減少，即需要的壓力也會(huì)減少，供水壓力與轉(zhuǎn)速的二次方成正比例降低，需要壓力(管道損失)則與流量的二次方成正比減少，二者可以相互補(bǔ)償。另外，由于冷凍水系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的水系統(tǒng)，瓷瓶流動(dòng)提供動(dòng)力，即水泵轉(zhuǎn)速下降對冷凍水系統(tǒng)的正常工作沒有影響，這與普通的供水系統(tǒng)有所區(qū)別。許多單位的實(shí)踐也證明了這一點(diǎn)。二、循環(huán)水泵控制系統(tǒng)的節(jié)能循環(huán)水泵的應(yīng)用領(lǐng)域循環(huán)水泵在供暖、空調(diào)等系統(tǒng)中處于心臟位置，為系統(tǒng)運(yùn)行提供動(dòng)力，因此是極為重要的。然而，在眾多運(yùn)行著的循環(huán)水泵中，由于各種原因，這個(gè)"心臟"并不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，應(yīng)當(dāng)改善這些水泵，使之為業(yè)主節(jié)省電費(fèi)、為國家節(jié)約能源。循環(huán)水泵的當(dāng)前現(xiàn)狀1.小區(qū)、樓宇、廠房的供暖、空調(diào)負(fù)荷，會(huì)隨著外界的氣象條件而變化，如果采用流量調(diào)節(jié)的方法，就要求循環(huán)水泵的流量能容易調(diào)節(jié)和控制。尤其是現(xiàn)代化的熱網(wǎng)和智能建筑與智能小區(qū)，對這一方面的要求是迫切的。

在一般供熱、空調(diào)系統(tǒng)中，用戶側(cè)采用二通閥調(diào)節(jié)流量，當(dāng)總管上流量減小時(shí)，壓差控制閥就會(huì)旁通掉多余的流量，多余的壓頭消耗在閥門節(jié)流上。但是，泵的流量沒有發(fā)生變化，能量沒有節(jié)約。循環(huán)水泵的當(dāng)前現(xiàn)狀2.舊有的系統(tǒng)，由于選型不合理，或系統(tǒng)實(shí)際供熱、供冷面積發(fā)生變化，造成水泵運(yùn)行壓力和流量遠(yuǎn)離額定工況，產(chǎn)生諸如水泵電機(jī)超電流，“大馬拉小車”等情況。

當(dāng)水泵實(shí)際工作點(diǎn)由于選擇不當(dāng)或熱網(wǎng)阻力減小時(shí)，水泵工作點(diǎn)向右移動(dòng)，如下圖水泵與熱網(wǎng)特性曲線分析圖2所示：由圖可見，當(dāng)循環(huán)水泵與管路特性曲線不相匹配時(shí)，如果仍采用原水泵并不加節(jié)流時(shí)，工作點(diǎn)將會(huì)超過水泵最大流量，長期運(yùn)行會(huì)燒毀電機(jī)。為了不燒毀電機(jī)，就必須采用閥門節(jié)流，水泵工作點(diǎn)將從C點(diǎn)移到A點(diǎn)，這樣大量電能消耗在閥門節(jié)流上。由于閥門開得過小，會(huì)有大量管網(wǎng)資用壓頭浪費(fèi)在閥門上，閥后壓頭減少，遠(yuǎn)端用戶水量不足，造成嚴(yán)重的水力失調(diào)。循環(huán)水泵的當(dāng)前現(xiàn)狀3.分期建設(shè)的熱網(wǎng)或房地產(chǎn)項(xiàng)目中，供熱、空調(diào)面積加大后，流量也要加大，此時(shí)如果按照一期完成的負(fù)荷選擇循環(huán)水泵，二期完成后，就得重新?lián)Q泵；如果按照二期完成后的負(fù)荷選擇循環(huán)水泵，一期到二期這段時(shí)間內(nèi)就會(huì)浪費(fèi)很多能量，而且系統(tǒng)運(yùn)行狀況不佳。當(dāng)選擇水泵流量、揚(yáng)程過大造成“大馬拉小車”時(shí)，在這種情況下，如果不采用節(jié)流，就會(huì)使系統(tǒng)流量過大，造成大流量、小溫差的運(yùn)行方式，這顯然是不經(jīng)濟(jì)的。如果采用節(jié)流，使流量達(dá)到實(shí)際所需要的，浪費(fèi)在閥門上的能量一定會(huì)很大，而且閥門老是工作在節(jié)流狀態(tài)下，對閥門不利（因?yàn)橐话闼贸隹陂y門是起關(guān)斷作用的，不適合節(jié)流）。對水泵而言，一般這種情況下，水泵會(huì)偏離最佳效率點(diǎn)，容易損壞。循環(huán)水泵的各種技術(shù)對策比較針對以上三種情況，人們有各種各樣的解決方案，下面只對水泵超電流這種情況比較以下各種方案的優(yōu)劣。閥門節(jié)流更換水泵換電動(dòng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行切削葉輪采用變頻初投資小中中小小高流量可調(diào)性差一般

一般

良好一般

很好系統(tǒng)安全性

差一般一般差一般好對電力負(fù)荷的影響無無無不好無較好增加供熱面積與否能不能不能能不能能運(yùn)行能耗大中中最大中小注：1，閥門節(jié)流指上文提到的使電動(dòng)機(jī)不燒毀而關(guān)小水泵出口閥門方案；

2，并聯(lián)運(yùn)行指設(shè)置兩臺(tái)一用一備的水泵，現(xiàn)在一同運(yùn)行，不設(shè)備用；

3，系統(tǒng)安全性是指水泵、閥門是否易于損壞，系統(tǒng)備用是否得當(dāng)；

4，對電力負(fù)荷的影響是指水泵啟動(dòng)安全性，是否需要增容。各種解決方案技術(shù)比較表變頻技術(shù)節(jié)能分析對循環(huán)水泵進(jìn)行變頻控制有兩種策略，一種為“定壓變流量”，另一種為“變壓變流量”;“定壓變流量”的控制方式就是通過變頻器恒定循環(huán)水泵的進(jìn)出口壓差或最不利熱用戶的資用壓差，來實(shí)現(xiàn)循環(huán)水泵的變流量運(yùn)行。由下圖可以看到，如果不采用閥門節(jié)流的措施，是無法按照系統(tǒng)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整的。如果采用“變壓變流量”，根本無須調(diào)節(jié)閥門，是最方便和最節(jié)能的方式。變頻喚技術(shù)墳節(jié)能貸分析下圖獸為采畜用變汁頻后槍的節(jié)領(lǐng)能比竄較效招果圖怖，A為采塵用閥雙門節(jié)劣流后駝的水腎泵工攏作狀勵(lì)態(tài)點(diǎn)渠，B為采糧用定歐壓變賊流量慘控制等方式緩水泵捕工作吸狀態(tài)襲點(diǎn)，C為采西用變斯壓變抬流量微控制搬方式般水泵建工作腹?fàn)顟B(tài)邁點(diǎn)，O為零魯點(diǎn)。據(jù)由圖灘可見登，采爹用變根壓變也流量蜘，由端于功舍率和正流量箭是三陷次方胖的關(guān)合系，辯當(dāng)流牧量下屆降為墊額定艷流量借的80跪%時(shí)，全功率抽下降勁為原狀功率血的51笛.2渴%，當(dāng)哄流量佳下降廳為原償來的50碌%時(shí)，鑰功率切只有擇原來報(bào)的12號.5帽%。節(jié)遞能效饑果不頑僅大械大超埋過了摩閥門顧節(jié)流甜的方負(fù)法，圓也遠(yuǎn)稻勝于胖“定商壓變政流量僅”。蜓大量燦統(tǒng)計(jì)宿結(jié)果絡(luò)表明筋，采致用變傅頻后鑒，每肯年節(jié)塘約電刊量可打達(dá)30～60策%，兩析年內(nèi)歪即可軍回收胃全部悠投資輔于變作頻裝蒜置的貪成本州。變頻拴技術(shù)陣節(jié)能溫分析下圖項(xiàng)是按美月份綱計(jì)算獅的節(jié)策能比堂較效離果圖躲。很果明顯無：循遞環(huán)水潤泵采違用"變壓術(shù)變流賞量"的控喉制方干式是顫最節(jié)螞能的繳。變頻炸技術(shù)肚節(jié)能恩分析循環(huán)燭水泵棄設(shè)置御的兩辜種形訴式對于換熱妄器來說喚，在隔運(yùn)行吩期間殿，換夏熱器桑對循環(huán)甚流量大小介并無隔嚴(yán)格就限制謊。因巷此，咱循環(huán)浙水泵撓的設(shè)顫置一包般如儀圖所單示，四換熱餓站循棉環(huán)泵犬與熱否用戶抬循環(huán)騰泵合諒二為尊一。魔這種翼情況彈也適華用于敲采用吸收可式冷殊熱水亭機(jī)組，吸插收式僅冷水劉機(jī)組妹的負(fù)類荷調(diào)摔節(jié)可純以在10～10巧0%內(nèi)無嚴(yán)極調(diào)貢節(jié)；儀冷水禿流量玩可在50～10暗0%內(nèi)無搬極調(diào)項(xiàng)節(jié)，島如果蠶采用但兩臺(tái)矛機(jī)組息即可辛在25～10步0%內(nèi)進(jìn)迷行調(diào)雙節(jié)。變頻越技術(shù)遺節(jié)能譽(yù)分析對于鍋爐來說思，鍋栽爐循環(huán)吹流量一般朗不應(yīng)絲式小于弊額定處流量清的70褲%，當(dāng)畝循環(huán)手流量示過小創(chuàng)時(shí)，欣會(huì)引蹲起鍋斤爐浸狡水管顛水量壞分配陵不均突，出貧現(xiàn)熱孫偏差岡，導(dǎo)哪致鍋五爐爆刻管等模事故影；同鋤時(shí)由刺于回伸水溫滴度過際低，飾造成最鍋爐頓尾部六腐蝕四。因清此常丹采用雙級豈泵系甚統(tǒng)。線對于啟壓縮喘式冷恒水機(jī)棚組，批流經(jīng)助蒸發(fā)正器的繞流量掩低于床其額譽(yù)定流讓量時(shí)嘉，冷眼水溫笛度會(huì)柳很低睜，甚池至結(jié)饅冰，似造成毀喘振罰，可刪能引濱起機(jī)悅器停備車，飽造成辯冷量蘇波動(dòng)測。所拿以，怪壓縮年式冷菠水機(jī)都組也并得采宴用雙級擺泵系粉統(tǒng)。冷琴熱源浩側(cè)循太環(huán)泵洽一般降采用掌定流攏量運(yùn)毫行，萍負(fù)荷脅側(cè)泵鎮(zhèn)采用代變流坦量運(yùn)秘行，揮以適口應(yīng)負(fù)戶荷的牛變化忌?？刂苹ゲ呗詫τ诹髁?揚(yáng)程銹曲線比較駕平緩危循環(huán)派水泵咬，采構(gòu)用壓服差控嚇制比迎較困漿難，趨可以養(yǎng)采用蠅流量賤控制為，就滾是時(shí)攻時(shí)采傭集泵薯出口柱流量如的數(shù)輔值，汽將其椅與當(dāng)藏時(shí)外米溫條糞件下儀為保銀證室盜溫所幅需要斧的流塞量比乒較，仁進(jìn)而切通過該變頻檢控制轉(zhuǎn)水泵涼流量蠢，實(shí)歲現(xiàn)系陡統(tǒng)的筍變流雖量運(yùn)僅行。玩但雙是一臨個(gè)問謹(jǐn)題是升，流乖量的噸測量翻比較矩麻煩悶，尤劣其對肥于大墾管徑層的流劍量測譯量裝組置，恒造價(jià)尊十分朋昂貴倘，我趨公司拼技術(shù)天人員哪在綜疫合研誓究國茂內(nèi)外欄供熱/空調(diào)額現(xiàn)狀嗎的基翅礎(chǔ)上售，推欺出了訊獨(dú)特蹲的控索制策督略?？刂频虏呗圆徽撋喂?空調(diào)鵝系統(tǒng)服是采頑用質(zhì)幕調(diào)節(jié)鴨、量輕調(diào)節(jié)坦，還奮是質(zhì)舞量并從調(diào)的鄙調(diào)節(jié)車方式儀，系泉統(tǒng)供灶回水孝溫度具在室唐內(nèi)溫焦度要腦求恒藝定、濁室外臉溫度隨已知玻的情辭況下妹，都側(cè)是系彩統(tǒng)循籃環(huán)流麥量的憑單值胡函數(shù)美，這結(jié)樣，學(xué)時(shí)時(shí)揀采集物系統(tǒng)伯回水蕉溫度崇或分乏集水捉器的賀壓差曠，并曉反饋著至變挽頻器旬中，改與系耐統(tǒng)在辭當(dāng)時(shí)幣外溫置條件撞下計(jì)應(yīng)算出害的回銹水溫孟度或移壓差什進(jìn)行凳比較傾，指聰導(dǎo)變慌頻器俗控制挽循環(huán)素水泵賽的運(yùn)雷行頻源率。霜對金于不碗同的遭供熱/空調(diào)幫系統(tǒng)誰，是攻采用短壓差居控制壁、流日量控叛制還握是溫眠度控餐制，謝應(yīng)當(dāng)兆綜合炒考慮襲水泵川流量狐特性肢、系盛統(tǒng)調(diào)疏節(jié)方冰式，接各種獻(xiàn)系統(tǒng)否參數(shù)樸變送玩器的剛?cè)〉梦译y易農(nóng)與否輩來確逼定?？刂扑鞑呗赃@套窯控制臭策略華實(shí)現(xiàn)糟于變薯頻控季制柜閉中非編常容碼易，膛并可托以通軋過一團(tuán)定的南通訊暢方式緊與上絞位機(jī)也聯(lián)系介，實(shí)聚現(xiàn)集糕散式增控制很。系統(tǒng)黑特點(diǎn)變壓技變流總能法量實(shí)恐現(xiàn)“戰(zhàn)按需薪供給素”高效淋節(jié)能州，高俯達(dá)30～60％，眠優(yōu)于遠(yuǎn)定壓文變流龍量控驢制供回巡壽水壓嗎力、盤溫度乒顯示各用紹戶流涌量變睛化比社率一戰(zhàn)致系統(tǒng)暗動(dòng)態(tài)文調(diào)節(jié)旬元件墻動(dòng)作銳小或日不變奶，延溝長使稱用壽士命水泵虧軟啟而動(dòng)，拜延長肌水泵銅壽命循環(huán)裹水泵栗噪聲蠟降低叼，無自污染冷、柴熱源腎流量惰保護(hù)遠(yuǎn)程零通訊遠(yuǎn)程爸控制型號除說明按照稱循環(huán)城水泵造的功洋率進(jìn)焦行選策擇。員如果裙循環(huán)丟水泵搜已有爆了電今控柜腹，僅盾需加柜一個(gè)準(zhǔn)“智叔能控信制柜秋”，廈即可顧實(shí)現(xiàn)害上述期功能秒。CP飄CS－X－XX－1/午2X-循環(huán)召水泵些功率XX叨-循環(huán)記水泵