在传统的城市供热系统设计中, 是根据最远、最不利用户的资用压差选择系统的循环水泵, 通常仅在热源处设置循环水泵, 以克服热源、热网和热用户系统的阻力。然而在供热系统的近户端, 则会形成过多的资用压头, 近端用户要通过调节各种流量阀门来消耗多余的资用压头。这样的节流调节则会导致系统循无效电耗和水力失调现象, 为了解决这个问题, 我们采用了分布式变频泵供热系统。
由于传统供热系统中循环水泵的设计方法, 从根本上造成供热系统近户端形成过大的资用压头, 极易形成水力失调, 并为大流量小温差运行方式提供了平台。
分布式供热则是在热源处设置扬程较小的循环泵, 然后在外网沿途设置多个加压循环泵, 采用“接力棒”的办法, 共同实现热媒的输送工作。热源处设置的循环泵只承担热源内部的水循环, 换热站内的循环泵则承担热媒输送和保证热用户必要的资用压头的功能, 并通过变频装置实现变流量调节。这种方式基本上消除了无效电耗, 减少了初投资。
假设模型的供回水管道完全对称, 直接连接, 设计供回水温度为110/70℃, 节能建筑热指标为45W/m2, 共10个用户, 第10个用户为最不利用户, 各热用户的资用压头相等。
根据特兰根定律, 则传统供暖系统热源循环水泵轴功率Pn为:
其中h=Δhs+Δhu+hA
Pn为传统供热系统中热源循环水泵的轴功率, k W;q为热源循环泵流量, m3/h;h:热源循环泵扬程, m;
η为热源循环泵效率, 取70%;Δhs:
热源内部压力损失, 取15m;
Δhu为换热站内压力损失, 取15m;h A为最不利环路总沿程阻力损失, m。
当采用分布式变频泵系统时, 循环泵的轴功率P m为:
其中P m为分布式系统循环泵的轴功率, k W;q为热源循环泵流量, m3/h;qi为第i个换热站循环泵流量, m3/h;hi为第i个换热站与热源之间的总沿程阻力损失, m;η为热源循环泵效率, 取70%;Δhs为热源内部压力损失, 取15m;Δhu为换热站内压力损失, 取15m。
当取模型中前5个用户时, 经计算可知q=159.65m3/h, h=33m。
则传统供暖系统热源循环水泵的轴功率Pn为:
分布式变频泵供热系统的循环水泵轴功率之和P m为:
由此可知, 其节能0.55KW, 节电率β= (Pn-Pm) /Pn=0.55/20.55×100%=2.68%
当10个用户时, 同理可知q=400.56m3/h, h=35.1m。
则其节能2.59k W, 节电率β=4.72%。
由以上计算分析可知, 对于分布式变频泵供热系统, 热用户越多、流量越大、供热距离越远, 则其节能效果越明显, 节电率也越大;分布式变频泵供热系统基本上消除了系统的无效电耗, 不需要节流调节, 有利于热网的平衡和节约能源。
摘要：本文简要介绍了分布式变频泵供热系统及其与传统供热系统的差异, 并且通过计算供热管网模型在两种用户数量时, 传统供热系统热源循环水泵的轴功率Pn与分布式变频泵供热系统的循环泵轴功率Pm, 经过比较显示出分布式变频泵供热系统在节能方面取得的良好效果。
关键词：供热系统,分布式变频泵,节能
[1] 王红霞, 石兆玉, 李德英.分布式变频供热输配系统的应用研究[J].区域供热, 2005.
[2] 陈鸣, 康永虎.利用分布式变频泵系统提高热网的供热能力[J].煤气与热力, 2009.
