盧春招

（信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計(jì)研究院科技工程股份有限公司廈門分院，福建 廈門 361000）

二次泵變流量系統(tǒng)在某印刷線路板廠設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

盧春招

（信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計(jì)研究院科技工程股份有限公司廈門分院，福建 廈門 361000）

以江西某印刷線路板廠的制冷站為例，比較了一次泵定流量和二次泵變流量系統(tǒng)的能耗，結(jié)果表明二次泵變流量的耗電量比一次泵定流量至少節(jié)約30%，并且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。

一次泵；二次泵；變流量；節(jié)電

0.引言

工業(yè)建筑中空調(diào)系統(tǒng)的能耗占很大一部分，尤其是冷凍站內(nèi)的冷水機(jī)組和水泵，常規(guī)設(shè)計(jì)一次泵定流量系統(tǒng)是應(yīng)用最廣泛的系統(tǒng)形式，這種系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，冷水機(jī)組蒸發(fā)器的冷水流量維持不變，以確保不會因?yàn)閴嚎s機(jī)卸載不及時(shí)而發(fā)生蒸發(fā)器結(jié)冰。近年來國家大力倡導(dǎo)節(jié)能減排，二次泵變流量系統(tǒng)的合理應(yīng)用，既可以有效地減少空調(diào)能耗，又可以保證系統(tǒng)穩(wěn)定地運(yùn)行，使企業(yè)生產(chǎn)不受影響。本文以江西某印刷線路板廠的制冷站為例，對一次泵定流量和二次泵變流量系統(tǒng)進(jìn)行分析，選出較優(yōu)方案。

1.工程概況

江西某印刷線路板廠項(xiàng)目總占地面積約15萬m2，建筑面積26萬m2，設(shè)有PCB廠4棟，輔助生產(chǎn)車間及廢水處理站1棟，SMT廠2棟，覆銅板廠1棟，及配套的化學(xué)品庫，廢料倉庫，門衛(wèi)等。一期先建一棟PCB廠及相配套設(shè)施，車間的供冷、供熱都由制冷站負(fù)擔(dān)，夏季空調(diào)冷負(fù)荷為10350kW，工藝設(shè)備循環(huán)冷卻水冷負(fù)荷為3990kW，冬季空調(diào)熱負(fù)荷為3465kW。根據(jù)此計(jì)算數(shù)據(jù)，共配置4臺冷水機(jī)組，每臺制冷量為1100冷噸，其中1臺為熱回收型冷水機(jī)組，主要供應(yīng)末端空調(diào)冷熱水系統(tǒng)，工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)。冷水供回水溫度為7/12℃，熱水供回水溫度為45/40℃。

2.系統(tǒng)介紹

2.1一次泵定流量系統(tǒng)特點(diǎn)：選用的水泵與主機(jī)一一對應(yīng)，設(shè)計(jì)流量為冷水機(jī)組蒸發(fā)器的額定流量，揚(yáng)程為克服整個(gè)最不利水環(huán)路的阻力。運(yùn)行中冷凍水生產(chǎn)側(cè)的水量≥冷凍水需求側(cè)水量，生產(chǎn)側(cè)多余的水量經(jīng)壓差控制的旁通管與系統(tǒng)的回水混合再進(jìn)入蒸發(fā)器，末端溫度控制采用電動(dòng)二通閥控制。

2.2二次泵變流量系統(tǒng)特點(diǎn)：在冷水機(jī)組蒸發(fā)側(cè)流量恒定的前提下，把傳統(tǒng)的一次泵分解為兩級，包括冷源側(cè)和用戶側(cè)兩個(gè)水環(huán)路，一次泵為定流量，與主機(jī)一一對應(yīng)，水泵的設(shè)計(jì)流量為蒸發(fā)器額定流量，揚(yáng)程為克服從蒸發(fā)器入口經(jīng)由蒸發(fā)器到旁通管路，再到蒸發(fā)器入口的阻力；二次泵的流量為變流量，根據(jù)空調(diào)末端的負(fù)荷要求（壓差信號）提供相應(yīng)的冷凍水量，揚(yáng)程為克服從旁通管路到末端，再到旁通管路的用戶側(cè)水環(huán)路阻力。

表1　運(yùn)行電費(fèi)表

3.系統(tǒng)選型比較

3.1一次泵定流量系統(tǒng)選型

由于工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)的環(huán)路阻力比空調(diào)系統(tǒng)環(huán)路阻力要大，在選擇一次泵時(shí)先以空調(diào)系統(tǒng)最不利環(huán)路阻力定揚(yáng)程，然后再在工藝?yán)鋮s水環(huán)路串聯(lián)二次接力泵，以滿足兩個(gè)不同環(huán)路的阻力要求。一次泵選型采用5臺一次冷凍水泵（4用1備）與4臺冷水機(jī)組一一對應(yīng)，每臺流量730m3/h，揚(yáng)程為0.45MPa，輸入功率為160kW；再配3臺二次接力工藝?yán)鋮s水變頻泵（2用1備），滿足工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)要求，每臺流量380m3/h，揚(yáng)程為0.33MPa，輸入功率為90kW；同時(shí)為了滿足空調(diào)用熱需求，選用3臺空調(diào)熱水泵（2用1備）與1臺熱回收型冷水機(jī)組對應(yīng)，每臺流量330m3/h，揚(yáng)程為0.63MPa，輸入功率為90kW。

3.2二次泵變流量系統(tǒng)選型

一次泵選型采用5臺一次冷凍水泵（4用1備）與4臺冷水機(jī)組一一對應(yīng)，每臺流量730m3/h，揚(yáng)程為0.18MPa，輸入功率為45kW。再配4臺冷凍水二次變頻泵（3用1備），供空調(diào)系統(tǒng)使用，每臺流量700m3/h，揚(yáng)程為0.25MPa，輸入功率為90kW；配3臺工藝?yán)鋮s水二次變頻泵（2用1備），供工藝?yán)鋮s水系統(tǒng)使用，每臺流量380m3/h，揚(yáng)程為0.60MPa，輸入功率為110kW；同時(shí)為了滿足空調(diào)用熱需求，選用2臺空調(diào)熱水泵（1用1備）與1臺熱回收型冷水機(jī)組對應(yīng)，每臺流量720m3/h，揚(yáng)程為0.18MPa，輸入功率為55kW，配3臺空調(diào)熱水二次變頻泵（2用1備），供空調(diào)末端用，每臺流量330m3/h，揚(yáng)程為0.45MPa，輸入功率為55kW。

4.一次泵定流量和二次泵變流量系統(tǒng)能耗分析

根據(jù)上述設(shè)備選型及運(yùn)行水泵臺數(shù)情況，本項(xiàng)目所在地全年電費(fèi)大約為0.6元/度，按照2015年每月單獨(dú)估算，兩種系統(tǒng)運(yùn)行電費(fèi)大致見表1和圖1所示（單位：萬元）。

5.結(jié)論分析

根據(jù)以上數(shù)據(jù)及圖表，在既有選型的情況下，二次泵系統(tǒng)比一次泵系統(tǒng)年節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用約為69萬元，約30%。

目前的比較方案主要設(shè)定某個(gè)月的負(fù)荷為定值，而在實(shí)際運(yùn)行過程中，末端的負(fù)荷實(shí)時(shí)變化，一次泵系統(tǒng)在實(shí)際負(fù)荷偏離設(shè)計(jì)點(diǎn)不是很大的時(shí)候，其水泵運(yùn)行功率基本不會有太大變化，而二次泵變流量系統(tǒng)的水泵功率則變化較明顯，最終快速響應(yīng)會帶來節(jié)能的效果高于30%。

采用一次泵定流量系統(tǒng)，由于水泵的揚(yáng)程考慮的是最不利環(huán)路的阻力，那么，在近端的區(qū)域，由于水泵揚(yáng)程過高，對設(shè)備的要求較高，特別是空調(diào)設(shè)備，會造成初始投資較高，并且設(shè)備多半為非標(biāo)設(shè)備，價(jià)格較昂貴。同時(shí)在低負(fù)荷時(shí)，定頻水泵的效率很低，這一點(diǎn)也不符合工業(yè)建筑節(jié)能要求。

采用二次變頻泵系統(tǒng)初投資費(fèi)用較高一點(diǎn)，然而二次泵的流量與揚(yáng)程可以根據(jù)不同負(fù)荷特性的環(huán)路分別配置，做到“量體裁衣”，極大地避免了無謂的浪費(fèi)，尤其對于大型工業(yè)廠房來說，節(jié)電量是非?？捎^的。

［1］張娟，馬永亮.二次泵變流量系統(tǒng)在某酒店中的應(yīng)用［J］.科技信息，2012（24）：362-362.

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