【摘要】本文從小區(qū)生活熱水系統(tǒng)的實(shí)際現(xiàn)狀出發(fā)，針對小區(qū)生活熱水系統(tǒng)存在的循環(huán)水泵、補(bǔ)水泵設(shè)計(jì)選型不合理，缺乏調(diào)節(jié)節(jié)能裝置，以至造成能耗較大情況的問題，對小區(qū)生活熱水系統(tǒng)進(jìn)行了改造。通過比較，小區(qū)生活熱水系統(tǒng)僅耗電量改造后就比改造前減少65%之多。

【關(guān)鍵詞】循環(huán)水泵；補(bǔ)水泵；變頻器

前言

隨著社會的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對生活熱水的需求量也越來越大，許多小區(qū)都設(shè)有24小時(shí)熱水供應(yīng)，大量建設(shè)生活熱水系統(tǒng)給人們帶來便利，卻給運(yùn)行單位帶來生活熱水系統(tǒng)能耗巨大，浪費(fèi)巨大的困擾。2007年10月頒布的《中華人民共和國能源法》中已將節(jié)約能源定為我國繼計(jì)劃生育、環(huán)境保護(hù)之后的第三個(gè)基本國策。生活熱水系統(tǒng)能耗大也說明了節(jié)能潛力巨大。今通過本公司一生活熱水系統(tǒng)改造工程實(shí)例展示一下供熱系統(tǒng)節(jié)能的潛力，同時(shí)也交流一下改造情況。

一、概括介紹

我公司負(fù)責(zé)的大雄花園以住宅建筑為主，包括4個(gè)小區(qū)，分別是馨冬苑、一副畫卷、百合園和秋勝居。具體情況如下：

馨冬苑，住宅面積21839.09m2，層高23層；一副畫卷住宅面積49097.25m2，層高23層；百合園住宅面積25025.67m2，層高4層；秋盛居住宅面積41554.67m2，層高5層。

小區(qū)生活熱水為全日供應(yīng)熱水系統(tǒng)，分為兩套機(jī)組，1#機(jī)組負(fù)責(zé)秋勝居、百合園以及馨冬苑、一副畫卷低區(qū)的生活熱水供應(yīng)、2#機(jī)組負(fù)責(zé)馨冬苑，一副畫卷高區(qū)的生活熱水供應(yīng)，每套系統(tǒng)有四臺補(bǔ)水泵一用三備，補(bǔ)水泵未配置變頻裝置。改造前具體設(shè)備型號具體如下。

（1）補(bǔ)水泵：秋勝居，百合園，馨冬苑，一副畫卷高區(qū)低區(qū)四臺補(bǔ)水泵，參數(shù)為h=60m，Q=100m3/h，使用狀況一用三備；馨冬苑，一副畫卷高區(qū)四臺補(bǔ)水泵，參數(shù)分別為h=129m，Q=16m3/h、h=121m，Q=16m3/h、h=121m，Q=16m3/h、h=136m，Q=4m3/h，使用狀況一用三備。

2012年本站電耗量為342000kwh。

二、問題分析

從上面介紹情況看，該小區(qū)生活熱水系統(tǒng)只有補(bǔ)水泵，補(bǔ)水量按照滿足小區(qū)最大的生活用水需求量設(shè)計(jì)，補(bǔ)水泵流量較大，但是由于生活熱水使用分高峰和低谷，絕大部分時(shí)間的使用量都是處于低谷狀態(tài)，1：00-5：00基本無人使用，但是由于設(shè)計(jì)原因，水泵又只能工頻運(yùn)行，造成小區(qū)的生活熱水系統(tǒng)耗電量巨大。

三、改造方案及運(yùn)行效果

針對該小區(qū)生活熱水系統(tǒng)存在的問題，我公司于2012年初做如下改造：

1、根據(jù)把原先生活熱水系統(tǒng)只設(shè)置補(bǔ)水泵的方式改為分別安裝循環(huán)泵和補(bǔ)水泵，并計(jì)算出生活熱水管路的基本循環(huán)量及配水管道的熱損失，選出合適的循環(huán)水泵，根據(jù)相關(guān)資料及用戶用水特性選定補(bǔ)水泵，補(bǔ)充用戶生活熱水用水的水量。

通過這種水泵控制方式，在用戶不用水的情況，只啟動循環(huán)泵，以較小的流量運(yùn)行，有用戶用水的情況才啟動補(bǔ)水泵，達(dá)到節(jié)能的效果。根據(jù)計(jì)算選定水泵參數(shù)具體如下：

（1）循環(huán)泵：秋勝居，百合園， 馨冬苑，一副畫卷高區(qū)低區(qū)兩臺循環(huán)泵，參數(shù)h=30m，Q=7m3/h，使用狀況一用一備；馨冬苑，一副畫卷高區(qū)兩臺循環(huán)泵，參數(shù)h=95m，Q=2m3/h，使用狀況一用一備。

（2）補(bǔ)水泵：秋勝居，百合園， 馨冬苑，一副畫卷高區(qū)低區(qū)三臺補(bǔ)水泵，參數(shù)h=60m，Q=15m3/h，使用狀況兩用一備；馨冬苑，一副畫卷高區(qū)兩臺補(bǔ)水泵，參數(shù)h=85m，Q=25m3/h，使用狀況一用一備。

2、在補(bǔ)水泵上加裝變頻控制系統(tǒng)，根據(jù)供水壓力控制補(bǔ)水泵頻率。加入變頻器共有四個(gè)好處：

（1）變頻節(jié)能：由流體力學(xué)可知，P（功率）=Q（流量）×H（壓力），流量Q與轉(zhuǎn)速N的一次方成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速N的平方成正比，功率P與轉(zhuǎn)速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量下降時(shí)，轉(zhuǎn)速N可成比例的下降，而此時(shí)軸輸出功率P成立方關(guān)系下降。即水泵電機(jī)的耗電功率與轉(zhuǎn)速近似成立方比的關(guān)系。例如：一臺水泵電機(jī)當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的4/5時(shí)，省電48.8%，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到原轉(zhuǎn)速的1/2時(shí)，省電87.5%。

（2）功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能：無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費(fèi)嚴(yán)重，由公式P=S×COSФ，Q=S×SINФ，其中S-視在功率，P-有功功率，Q-無功功率，COSФ-功率因數(shù)，可知COSФ越大，有功功率P越大，普通水泵電機(jī)的功率因數(shù)在0.6-0.7之間，使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，COSФ≈1，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。

（3）軟啟動節(jié)能：由于電機(jī)為直接啟動或Y/D啟動，啟動電流等于（4-7）倍額定電流，這樣會對機(jī)電設(shè)備和供電電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動時(shí)對擋板和閥門的損害極大，對設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設(shè)備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。

（4）在安裝變頻器節(jié)能的同時(shí)，還可以保證供水壓力的穩(wěn)定，解決了在供水高峰期出現(xiàn)供水壓力不足的情況，確保用戶生活熱水的使用。

生活熱水系統(tǒng)水泵安裝變頻控制系統(tǒng)，控制水泵出水壓力的方式由原來的控制閥門調(diào)節(jié)壓力，改為控制水泵轉(zhuǎn)速控制壓力。通過這種控制方式，既保證生活熱水壓力的穩(wěn)定，又節(jié)約了能源。

經(jīng)過上述改造后，利用“小流量循環(huán)，大流量補(bǔ)水”的方式進(jìn)行運(yùn)行，節(jié)能效果顯著，生活熱水系統(tǒng)2012年的年度耗電量為342000kwh，2013年的年度耗電量為121320kwh，一年可節(jié)約電量為220680kwh，節(jié)電效果高達(dá)70%。

結(jié)論

通過本站生活熱水系統(tǒng)改造比對分析可以看到：

1、生活熱水系統(tǒng)節(jié)能潛力是巨大的；

2、小區(qū)生活熱水系統(tǒng)應(yīng)從小區(qū)實(shí)際使用需求出發(fā)，通過變頻調(diào)控實(shí)現(xiàn)對流量的控制，利用“小流量循環(huán)，大流量補(bǔ)水”的方式進(jìn)行運(yùn)行，使供熱系統(tǒng)節(jié)能實(shí)現(xiàn)最大化。

參考文獻(xiàn)

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