水泵节能改造方案 / The pump energy saving retrofit scheme

在中央空调系统中,冷冻水泵和冷却水泵的容量是根据建筑物最大设计热负荷选定的,且留有一定的设计余量。在没有使用调速的系统中,水泵一年四季在工频状态下全速运行,只好采用节流或回流的方式来调节流量,产生大量的节流或回流损失,且对水泵电机而言,由于它是在工频下全速运行,因此造成了能量的大大浪费。

由于四季的变化,阴晴雨雪及白天与黑夜时,外界温度不同,使得中央空调的热负荷在绝大部分时间里远比设计负荷低。也就是说,中央空调实际大部分时间运行在低负荷状态下。据统计,67%的工程设计热负荷值为94-165W/m2,而实际上83%的工程热负荷只有58-93 W/m2,满负荷运行时间每年不超过10-20小时。

实践证明,在中央空调的循环系统(冷却泵和冷冻泵)中接入变频系统,利用变频技术改变电机转速来调节流量和压力的变化用来取代阀门控制流量,能取得明显的节能效果。

一、普通中央空调工作系统

工作简述

1、中央空调启动后,冷冻单元工作,蒸发器吸收冷冻水中的热量,使之温度降低;同时,冷凝器释放热量使冷却水温度升高。

2、降了温的冷冻水通过冷冻泵加压送入冷冻水管道,在各个房间由室内风机加速进行热交换,带走房间内的热量使房间内的温度降低后,又流回冷冻水端。

3、而升了温的冷却水通过冷却泵压入冷却塔,由冷却塔风机加速将冷却水中的热量散发到大气中,使水温降低后,流回冷却水端。

4、冷冻机组工作一段时间后,达到设定温度,由温度传感器检测出来,并通过中间继电器及接触器控制冷冻机停止工作,温度回升到一定值后又控制其运行。

二、普通中央空调存在的问题

1、 冷冻水,冷却水循环泵不能根据实际需求来调整循环量,电机工作效率低下,造成大量电力浪费,并加速机组磨损;

2、 其控制接触器等电器动作频繁,导致使用寿命短,维修量大;而对于大容量系统,传统的控制线路复杂,可靠性差,需专人负责;

3、 整个系统运行噪音大、控制性能差、耗电量大、使用寿命短;在维护管理,检修调整方面工作量大,维护费用高。

三、节能原理

由流体传输设备水泵、风机的工作原理可知:水泵、风机的流量(风量)与其转速成正比;水泵、风机的压力(扬程)与其转速的平方成正比,而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积,故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比(即与电源频率的三次方成正比)根据上述原理可知:降低水泵、风机的转速,水泵、风机的功率可以下降得更多。例如:将供电频率由50Hz降为45Hz,则P45/P50=(45/50)3=0.729,即P45=0.729P50(P为电机轴功率);将供电频率由50Hz降为40Hz,则P40/P50=(40/50)3=0.512,即P40=0.512P50(P为电机轴功率)。

由以上内容可以看出,用变频器进行流量(风量)控制时,可节约大量电能。中央空调系统在设计时是按现场最大冷量需求量来考虑的,其冷却泵,冷冻泵按单台设备的最大工况来考虑的,在实际使用中有90%多的时间,冷却泵、冷冻泵都工作在非满载状态下。而用阀门、自动阀调节不仅增大了系统节流损失,而且由于对空调的调节是阶段性的,造成整个空调系统工作在波动状态;而通过在冷却泵、冷冻泵上加装变频器则可一劳永逸地解决该问题,还可实现自动控制,并通过变频节能收回投资。同时变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对系统的平稳调节,使系统工作状态稳定,并延长机组及网管的使用寿命。

因此,随热负荷而改变水量的变流量空调水系统显示了巨大的优越性,因而得到越来越广泛的应用,采用SPWM变频器调节泵的转速,可以方便地调节水的流量,根据负荷变化的反馈信号经PID调节与变频器组成闭环控制系统,使泵的转速随负荷变化,这样就可以实现节能,其节能率通常都在20%以上。改造的节电率与用户的使用情况密切相关,一般情况下,春、秋两季运行节电率较高,可达40%以上,夏季由于用户本身需要的电能就大,可节省的空间有限,一般在20%左右。

四、节能效果分析

风机水泵的变频调速可达到理想的节能效果。下面举例说明采用变频调速后系统的节能效果:

假设中央空调的冷冻水泵功率PN=100KW,全速时供水量为QN,每天的平均流量为80%QN,泵的空载损耗约为15%PN,则消耗功率为

P=(100-100*15%)*0.8*0.8*0.8+100*15%=58.52KW

节电率为  (100-58.52)/100=42.48%

即使每天的平均流量为90%QN,则消耗功率为

P=(100-100*15%)*0.9*0.9*0.9+100*15%=76.97KW

节电率为  (100-76.97)/100=23.03%

实践证明,改造后系统节电率一般可达到20%-40%以上。

 

五、中央空调系统经变频改造后的性能

(1)采用变频器闭环控制,可按需要进行软件组态并设定温度进行PID调节,使电机输出功率随热负载的变化而变化,在满足使用要求的前提下达到最大限度的节能。

(2)由于降速运行和软启运,减少了振动、噪音和磨损,延长了设备维修周期和使用寿命,减少了维修维护工作量,并减少了对电网冲击,提高了系统的可靠性。

(3)系统具有各种保护措施,使系统的运转率和安全可靠性大大提高。

(4)变频调速闭环控制系统与原工频控制系统互为互锁,不影响原系统的运行,且在变频调速闭环控制系统检修或故障时,原工频控制系统照样可以正常运行。

改造适合的场合

    中央空调系统

    恒压供水系统

    冷却塔系统

    高楼供水系统

    锅炉补水系统

    锅炉供暖系统

    消防供水系统

    工业生产用水系统等

本站关键词:断路器维保,变频器维保,红外成像,局部放电测试,电能质量,谐波检测,ABB施耐德服务       苏ICP备16038693号-1  

WEBSITE © 2015 无锡宏鼎源电力科技有限公司 版权所有 未经允许 不得转载      地址:江苏省无锡市新区坊前坊广路12号 电话:0510-85855600
友情链接:防静电包装管   无锡防腐木   贴片二极管   液相色谱仪   气动工具   煤油炉取暖器灯芯  无锡会展服务   无锡演艺   无锡快餐   无锡广告设计   江阴演出   电能质量检测服务   无锡景观   工业冷水机组