空调、供热水系统设计泵节能

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1、-空调、供热水系统泵的节能李先瑞[中国建筑科学研究院空调所]2003-08-20摘要本文叙述了供热空调系统运行中存在水泵耗能量较大，运行效率较低等问题，分析了能耗大的原因，提出了应从设计、设备、调速方法和管理等诸多方面采取相应措施。降低能耗提高效率。　　关键词水泵设计电功率运行耗电量大流量变频调速强化管理节能运行1序言　　　　根据全国第三次工业普查公布的统计数字，我国风机消耗压缩机类通用机械总装机容量为1.6亿kW，其中风机约为4900万kW，水泵约为1000万kW，年耗电3200亿kWh，占全国耗电总量约1/3，占工业用电量的40%，在国民经济中举足轻重，节能潜力很大。　　北京合

2、理用能评估中心在《北京地区公用建筑空调调查报告》中指出，1999年，北京市空调制冷的装机容量约为200×104Rt夏季空调及制冷用电量约占全市总用电量的15%～20%。其中冷冻水泵用电量约占电制冷机用电量的8%～12%，冷却水泵用电量约为12%～15%。预计北京市公用建筑每年增加空调制冷能力约50×104Rt，增加制冷空调电功率约40×104kW，其中泵电功率约5×104～6×104kW。上述数据表明水泵装机容量及年耗电量很大，与一些相关标准比较，差距较大，因此，节能潜力很大。　　根据"三北"地区29个大、中城市锅炉供暖期实际能耗调查：单方实耗标准煤矿，最高64.9kg/m2，最低

3、19kg/m2;单方实耗电，最高5.6kWh/m2，最低2.4kWh/m2；单方实耗水最高0.34t/m2,最低0.07t/m2。表1是北京市供热电耗指标。说明供热系统电耗较大，节电潜力很大。　　　　　　　　　　　电耗指标[kWh/(m2·a)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表1类别最低较低较高最高分散锅炉房2.13～3.53.6～46集中锅炉房3.74～4.54.6～57　　《民用建筑节能设计标准》规定，供热系统中循环水泵的电功耗一般应控制在单位建筑面积0.35～0.45W/m2的范围内，实际上约为0.5～0.6W/m2,甚至高达0.6～0.9W/m2。　　以上数据表

4、明，供热空调泵系统存在设计电功率容量偏大，运行耗电量较高的问题，而泵的电耗在空调供热系统能耗中占的比重也较大，设计泵电功率容量大要求增大发电容量，增大峰谷差；运行耗电量大意味着发电煤耗的增大和污染物排放量的增大；容量增大使初投资加大，运行电耗增大使耗电费增多，两者都提高了空调供热运行成本，加大了热（冷）费用和用户的负担。为此，必须了解空调供热泵容量和能耗增大的原因，探讨泵节能的方法，并从设计、运行和设备上提出改进的措施。　　2空调供热泵电耗在的原因分析　　　　2．1设计泵功率大的原因.---　　从泵轴功率可知，影响泵功率的主要因素是流量V(m3/min)，扬程H（m）和泵效率η(%

5、)。　　（1）设计热（冷）负荷偏高，造成热（冷）水流量偏大。从可知，设计热（冷）负荷Q和供回水温差Δt是计算流量的主要依据。　　"三北"地区各城市，在以往的供热设计中，设计热指标值均较高。如沈阳市计热指标选用的平均值为88W/m2[76kcal/(m2·h)]，而实测值约为52～58W/m2[45～50kcal/(m2·h)]；北京过去一般取70～81W/m2[60～70kcal/(m2·h)]，而实测值约为46～58W/m2[40～50kcal/(m2·h)]等。热负荷基数偏大，热水流量增大水泵选用偏大，增大了泵初投资，降低了泵运行效率，加大了运行成本，浪费了电能。　　北京市宾馆

6、类建筑设计单位面积冷负荷指标为90～130W/m2，而实测值约为50～80W/m2，制冷机配置容量过大，不仅增加了冷却水泵和冷冻水泵的流量（见表2）和电气导设备安装容量和造价，而且也会造成泵电气设备的闲置和系统的低效运行。　　　　消耗设计流量与实际需要流量表2宾馆空调面积（万m2）单位建筑面积设计冷冻水流量[kg/(m2·h)]单位建筑面积实际冷冻水流量[kg/(m2·h)]实际/设计（%）13.322156826.024125038.71795343.5211152　　(2)扬程选择过高，造成选用泵偏大　　供热系统设计时，二次网循环系统实际扬程一般约为150～300kPa，但水泵

7、选型时，扬程值一般为400～600kPa，水泵电功率与扬程成正比关系，扬程偏高导致水泵电气容量增大。　　空调系统的冷却泵和冷冻泵扬程选择过大也是一个非常普遍的问题。如果办公大楼，制冷量为355Rt，设计冷却水量为300t/h，扬程55m，但实测冷却水泵扬程约为20～25m，节流阀门消耗了34m，即冷却水泵的70%的能量消耗在阀门上。　　（3）一些国产水泵属低效产品，新设计制造的泵或国外引进的泵，效率较高，一般效率提高10%～20%，电动机一般提高1%～5%。效率的提高