趙岐華
(遼寧建筑建筑職業(yè)學院,遼寧 遼陽 111000)
在《民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》(G B 50736—2012)(以下簡稱為“規(guī)范”)中規(guī)定:對于選配空調冷熱水系統(tǒng)和集中供暖系統(tǒng)的循環(huán)水泵時,要分別計算其循環(huán)水泵的“耗電輸(冷)熱比EC(H)R”和“耗電輸熱比EHR”,并應標注在施工圖的設計說明中,其計算公式如下:
公式中 G——每臺運行水泵的設計流量,m3/h;
H——每臺運行水泵對應的設計揚程,m;
η0——每臺運行水泵對應設計工作點的效率,可以查循環(huán)水泵的樣本得到;
∑Q——設計冷(熱)負荷,kW 。
由公式1-1可得:
公式中 Nz——水泵的軸功率,kW 。
在規(guī)范“術語”里對于“耗電輸熱比EHR”和“耗電輸(冷)熱比EC(H)R”做了如下定義:
耗電輸(冷)熱比EC(H)R 是在設計工況下,空調冷熱水系統(tǒng)循環(huán)水泵的總功耗(kW)與設計冷(熱)負荷(kW)的比值;耗電輸熱比EHR 是在設計工況下,集中供暖系統(tǒng)循環(huán)水泵的總功耗(kW)與設計熱負荷(kW)的比值。
按照規(guī)范的上述定義可以知道:在利用公式1-1 和公式1-2計算循環(huán)水泵的“耗電輸(冷)熱比EC(H)R”時,是以水泵的軸功率附加14%的安全系數(shù)作為循環(huán)水泵的總功耗的。
但是筆者在設計工程實踐中發(fā)現(xiàn),上述公式計算出來的結果并不能完全真實反映工程的實際情況,有時還有很大的誤差?,F(xiàn)闡述如下:
按照規(guī)范對EC(H)R的定義得:
公式中 N——水泵的總功耗,kW ;
Nz——水泵的計算軸功率,kW ;
ηm——循環(huán)水泵與配用電機之間傳動部分的效率,其數(shù)值與傳動方式有關,具體可以查表a確定。
ηd——循環(huán)水泵配用電機效率。
表1:循環(huán)水泵與電機傳動效率
如果公式1-2 和公式1-3 相等,則0.003096=0.002723/ηmηd,所 以ηmηd=0.88,或者說,這也驗證了上述所說的規(guī)范上就是把計算的軸功率上附加了14%的安全余量后作為循環(huán)水泵的總功耗。我們假定采用聯(lián)軸器連接,那么ηd=0.90;采用直聯(lián),那么ηd=0.88。很顯然,水泵配用電機的效率ηd不可能只有0.90和0.88兩個數(shù)值。
ηd的意義是水泵配用電機的輸入功率即電機消耗的總功率和輸出功率之比,其數(shù)值的大小和電機的規(guī)格、型號有關,也和電機的負載率等等有關系,通常由實驗獲得,這個數(shù)值在電機的樣本里的電動機工作特性曲線(如圖1)可以查到。但是目前循環(huán)水泵樣本里只有配用電機的規(guī)格型號等參數(shù),沒有電動機工作特性曲線,就是說設計者很難得到ηd的具體數(shù)值。這也許就是規(guī)范里回避這個問題的原因。
表2:電動機能效等級
另外,在國家標準《中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級》(G B 18613——2012)中規(guī)定:電動機能效限定值在額定輸出功率的效率不應低于表1中的3級(如表2)。
而且從該表中可以看出,隨著電動機額定功率的增加,其電動機能效限定值3級標準數(shù)值是增加的,其數(shù)值范圍在75.9%到95.1%。同樣,在實際工程當中,只要配置得當,一般電機的運行效率也是隨著額定功率的增加而增加的。所以按照規(guī)范上計算得到的電機效率不是對任何功率的電機在任何時候都適用的。對于小功率電機偏大,而對于較大功率的電機卻偏小。
表3
所以,規(guī)范上的計算公式是以水泵的軸功率附加14%的安全系數(shù)作為循環(huán)水泵的總功耗,不考慮電機額定功率和電機負荷率等對電機運行效率的影響因素,是一刀切的做法,并不能真實反映耗電輸冷(熱)比,而公式1-3才是真實的反映。
筆者簡單比較了一下兩種計算方法的結果,現(xiàn)舉例計算如下:
根據(jù)公式1-2和公式1-4 得到,當電機效率發(fā)生變化時,采用規(guī)范的計算結果和實際情況兩者的計算誤差為:
其計算結果見表2。
由表3可以看出,隨著水泵與電機連接方式的不同,只有當ηd=0.88或等于0.895時,公式1-1和公式1-2的計算結果才和實際工程一樣,以此為基準,當電機效率分別增大或減少時,其誤差相應增大。由此可見,規(guī)范上給出的公式的計算誤差是相當大的,不能反映工程實際情況的。
綜上所述,筆者認為,規(guī)范上給出的計算公式,不能真實的反映工程的實際能耗情況,對于實際工程的來說計算誤差有時較大。而公式1-3能真實的反映工程的實際情況,建議應該采用公式來計算空調冷熱水系統(tǒng)和集中供暖系統(tǒng)的循環(huán)水泵的“耗電輸(冷)熱比EC(H)R”和“耗電輸熱比EHR”。
[1]中華人民共和國住房與城鄉(xiāng)建設部.G B 50736—2012民用建筑供暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2012.
[2]陸耀慶.實用供熱空調設計手冊(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2007.
[3]李慶武,劉紫林.電機與拖動基礎[M].武漢:武漢理工大學出版社,2009.
[4]劉鶴年.流體力學(第二版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2004.
[5]全國勘察設計注冊工程師公用設備專業(yè)管理委員會秘書處.全國勘察設計注冊公用設備師考試復習教材:暖通空調專業(yè)(第三版)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2013.
[6]中國國家標準化管理委員會.G B 18613—2012中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級[S].北京:中國標準出版社,2012.