文档介绍：空调循环水泵变频调速能耗分析
空调循环水泵变频调速能耗分析
摘要:本文基于水泵与管网的性能曲线,理论上分析了单台循环水泵,多台水泵并联的变频调速的能耗计算方法。以实际工程为例,根据变频调速的原理,利用TRNSYS软件对比了冷冻水系统定流量与变流量的水泵电耗。
关键字:TRNSYS;变频;水泵;能耗模拟
中图分类号: : A
1引言
建筑的冷负荷全年大约有98%的时间是在设计负荷的80%以下运行,大约有80%以上的时间在设计负荷的50%~55%以下运行[1]。而在设计中空调系统的设备都是按满足最大的冷热负荷选型的,且大多处于定流量的运行工况下。这就使得空调冷冻水、冷却水系统中常常存在“大流量、小温差”的现象,造成的水泵能耗过大,浪费大量能源。所以对空调系统循环水泵采用变频技术是一种有效的节能途径。
2水泵变频调速节能原理
本文水泵变频调速的能耗计算方法是基于水泵的“扬程—流量”曲线,“效率—流量”以及管网的特性曲线。

(1)性能曲线
空调管网的性能曲线为H=ΔP+SQ2其中ΔP为管网的恒压值,S为管网性能系数。水泵的“扬程—流量”,“效率—流量”曲线可以通过厂家样本的工况点进行拟合分别为H=A1Q2+B1Q+C1、η=A2Q3+B2Q2+C2Q+D2,其中A1,B1,C1,A2,B2,C2,D2分别为拟合系数。
(2)变频调速泵的实际效率
调速泵的实际效率由电机效率ηm、水泵有效输出效率ηp、变频器效率ηVFD组成。其中ηm ,ηVFD都并非定值,而是水泵调速比X的函数,文献[2,3]给出了典型电机与高效变频器的效率曲线。ηm=×(1-EXP(-))、ηVFD=+-+。在水泵转速低于30%时电机效率剧烈下降,变频调速节电率被抵消,所以水泵的最低转速应不能低于额定转速的30%。
(3)单台能耗计算
:其中H为所需扬程,Q为水泵流量,NT为水泵耗电量(KW)
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(1)调速泵台数设置与调速范围
水系统一般是由多台相同规格的水泵并联运行,水泵组的流量调节方式主要是变转速与变台数相结合的调节方式。以三台同型号水泵为例,,当目标流量QK时,采用二台泵并联无法满足要求,三台泵定速运行必然造成能耗的浪费。当采用2台定速泵+1台调速泵运行时水泵的能耗有所降低。所以水泵在不同的流量范围内可以启动不同数量的调速泵。当0<Q≤QA:一台调速泵;当QA <Q≤QB:一台调速泵+一台定速泵,两台调速泵;
当QB <Q≤QC:一台调速泵+二台定速泵:两台调速泵+一台定速泵,三台调速泵。,调速泵流量过低,此时调速泵所能提供的扬程小于系统的阻力,导致了变速水泵无法为系统提供流量。泵体内水不再流动,并且被加热。水温会不断升高,最终被转化为水蒸气,从而导致水泵的损坏。所以水泵必须有一个最小流量的限制。建议的最小流量应该是最佳效率点流量的25%。

调速泵与定速泵并联运行
(2)调速泵定速泵联合运行能耗计算
根据上述理论以及水泵的