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中國深井水泵變頻技術(shù)的地源熱泵中的運(yùn)用

點(diǎn)擊次數(shù):200 發(fā)布時間:2014-3-10

近幾年來,變頻調(diào)速技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和可靠的控制方式在空調(diào)系統(tǒng)中水泵和風(fēng)機(jī)應(yīng)用較多,并且其技術(shù)也比較成熟,但在地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中深井泵供水應(yīng)用,目前還很少見,但是卻相當(dāng)有必要。對沈陽地區(qū)的地下水源熱泵應(yīng)用試點(diǎn)調(diào)查發(fā)現(xiàn),在地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中,當(dāng)熱泵容量不大一臺深井泵的供水量能滿足兩臺或更多熱泵機(jī)組所需的水量。在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),熱泵機(jī)組大部分時間部分負(fù)荷運(yùn)行,而深井泵一直在滿負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行,結(jié)果造成了電費(fèi)及水費(fèi)的大量增加。因此深井泵變頻調(diào)速供水技術(shù)在地下水源熱泵系統(tǒng)中的應(yīng)用具有很大的節(jié)能潛力。
       某高校新校區(qū)辦公樓層數(shù)五層,建筑面積11030m2,夏季空調(diào)設(shè)計冷負(fù)荷為894kw,冬季空調(diào)設(shè)計熱負(fù)荷為1012kw。辦公樓冷熱源采用兩臺地下水源熱泵機(jī)組,制熱工況:制熱量515kw,輸入功率136.02kw,冷水流量65m3/h,熱水量88.6m3/h,一臺抽水泵抽水量160m3/h,功率37kw。冬季運(yùn)行時間:11月份~3月份,每天24小時運(yùn)行。

       1、深井泵變頻調(diào)速供水控制方法
       深井泵采用溫差控制法。由于熱泵機(jī)組在制熱工況下,必須保證蒸發(fā)器出水溫度不能過低,所以在深井泵回水管道上設(shè)溫度傳感器,設(shè)定溫度為tjh。井水源側(cè)回水溫度大于tjh值時,深井泵控制器向變頻器發(fā)出降低電流頻率信號,變頻器將輸入電源的頻率降低,深井泵的轉(zhuǎn)數(shù)相應(yīng)降低,水泵供水量、軸功率和電動機(jī)輸入功率也隨之降低,從而達(dá)到了節(jié)能的目的。當(dāng)水源側(cè)回水溫度低于tjh值時,增頻調(diào)節(jié)。

      2、水泵變速調(diào)節(jié)原理
      改變水泵的轉(zhuǎn)速,可以改變水泵的性能,從而達(dá)到調(diào)節(jié)工況點(diǎn)的目的。

      3、水泵變頻范圍的確定
      當(dāng)熱泵機(jī)組負(fù)荷變化時,深井泵的供水量也隨之變化。深井泵的供水量在(Qmin~Qe)之間,即深井泵的變頻范圍(nmin~ne)。冬季制熱工況深井泵的變頻范圍:725轉(zhuǎn)/分~2900轉(zhuǎn)/分。
 
       4、 不同頻率下深井泵供水量和耗電量
       深井泵變頻供水設(shè)備采用HT微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備,其中變頻器型號為(VFD-F,45KW/60HP,460HP,3phase)。深井泵變頻后,在不同頻率下,深井泵供水量和耗電量實(shí)測結(jié)果:     
當(dāng)電源輸入的頻率下降時,深井泵的供水量和耗電量也隨著逐漸降低。當(dāng)頻率45hz下降到30hz時,深井泵供水量由122m3/h下降到54m3/h,與額定轉(zhuǎn)速時的供水量相比分別下降了23.75%、66.25%。而輸入功率由26.2kw下降到8.9kw,與額定轉(zhuǎn)速時的輸入功率相比分別下降了29.1%、75.9%。由此可見,節(jié)能效果相當(dāng)明顯。但是當(dāng)頻率下降到20hz時,雖然深井泵仍在運(yùn)行,由于揚(yáng)程不夠,供水量接近等于零?! ?br />
       5、深井泵變頻運(yùn)行實(shí)測及節(jié)能效果分析
       熱泵機(jī)組大部分的時間都是在部分負(fù)荷運(yùn)行,而且運(yùn)行zui高負(fù)荷不超過機(jī)組zui大負(fù)荷50%(即一臺熱泵機(jī)組額定負(fù)荷100%),負(fù)荷為額定負(fù)荷37.5%的運(yùn)行時間占了55%。深井泵采用變頻后,此工況深井泵的流量由原來的160m3/h下降到52m3/h,減少了67.5%的供水量;耗電量由37kwh下降到8.8kwh,節(jié)省了76.2%。節(jié)能*。
      通過整個冬季供暖期深井泵實(shí)際運(yùn)行工況跟蹤測量,將深井泵不變頻和變頻日供水量和日耗電量變化:
深井泵在十一月、十二月、一月、二月、三月與不變頻相比分別節(jié)省供水量82222m3、80924m3、78942m3、77440m3、84841m3。整個冬季供暖期深井泵采用變頻技術(shù)后,總共節(jié)省供水量404369m3。同樣,深井泵采用變頻技術(shù)后,耗電量在十一月、十二月、一月、二月、三月與不變頻相比分別節(jié)省21136.8kwh、21284.5kwh、20813kwh、20155.4kwh、21858.2kwh。整個冬季供暖期深井泵采用變頻后,總共節(jié)省耗電量105247.9kwh。
 
       6、深井泵變頻供水方式經(jīng)濟(jì)性分析
      根據(jù)整個冬季供暖運(yùn)行實(shí)測,深井泵采用變頻后,總共節(jié)省耗電量105247.9kwh,節(jié)省供水量為404369m3。

       在地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中,根據(jù)熱泵機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷情況,深井泵采用變頻調(diào)速供水技術(shù),可有效地減少耗電量和供水量,明顯地節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用,帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
 

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