导航： >> 安全论文>> 机械安全论文>>正文

水泵变频能耗的试验研究

文档作者：邹同华马淑媛文档来源：天津商业大学天津市制冷技术重点实验室		点击数：	更新时间： 2021年10月10日
下载地址：点击这里	文件大小： 239.54 KB 共4页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共4页]

本文件共4页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：239.54 KB 共4页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇：输油泵在线监测与故障诊断系统

上一篇：风机变频加装预警装置

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

2011年第39卷第10期 流体机械
文章编号： 1005—0329(2011)10—0001—04
水泵变频能耗的试验研究
邹同华。马淑媛
(天津商业大学天津市制冷技术重点实验室，天津300134)
摘要： 对并联水泵采用变频调节及变流量调节多种组合方案，得出开式循环和闭式循环中水泵能耗的异同。结果表
明，无论在开式和闭式循环中，采用变频调节相比变流量调节功率比小，更节能；在2个水泵并联时，采用同时变频调节
方案最节能，且闭式循环比开式循环的节能效果明显；3个水泵并联时，闭式循环的最佳调节方案比开式循环的最佳调
节方案节能10％ 。
关键词： 能耗；水泵；闭式循环；开式循环；变频调节：变流量调节
中图分类号： TD442 文献标识码： A doi：10．3969／j．issn．1005—0329．2011．10．001
Experimental Research on Energy Consumption of W ater Pump with Variable Frequency
ZHOU Tong—hua，MA Shu—yuan
(Tianjin Key laboratory of Refrigeration Technology Tianjin University of Commerce，Tianjin 300134，China)
Abstracts： Various combination schemes of paralleled pumps with variable frequency regulating and variable flow regulating
had been adopted，and pump energy consumption contrast of the open—type cycle and the close·type cycle had been concluded．
The results were showed as follows．In both the open—type and close-type cycle，variable frequency regulating of a single pump
running Was of less power rate and was more energy saving compared with variable flow adjusting；in the case of two pumps paral—
leled，variable frequency regulating scheme on the both pumps Was the most energy—saving，and energy saving efect on the close—
type cycle was more obvious than the open-type cycle；in the case of three pumps paralleled，the best scheme in the close-type cy—
cle was more energy-saving than that in the open—type cycle for 10％ ．
Key words： energy consumption；water pump；close--type cycle；open--type cycle；variable frequency adjustment；variable flow
adjustment
1 前言
一般空调水系统的输配用电，在冬季供暖期
间约占整个建筑动力的20％ ～25％ ，夏季供冷期
间约占12％ ～24％ 。另外从空调系统能耗分配
情况来看，输送动力能耗约占整个空调系统的
50％ 以上 。
国内外学者对水循环系统变频调节的节能性
做了很多研究。文献[2]在对水泵变频调速应用
的节能分析中提出水泵变频调速的适用范围及注
意事项。文献[3]考虑冷水机组制冷效率会因冷
收稿日期 z011一O1一l4 修稿日期： 2011—03—14
却水流量的降低而降低，能耗会因此而增加，实际
节能率为12．3％ (基准是冷却水泵和冷水机组
的总耗电量)。在冷却水节能研究中，文献[3—
6]支持冷却水泵变频。近年来，变频调速在供
水系统发展很快，但在实际应用中仍然存在着
较大的盲目性，导致节能效果不尽人意 J。因
此，有必要对水泵调速运行及其节能进行对比
分析。
就空调水系统而言，分为开式和闭式2种循
环，冷冻水或热水循环为闭式循环，冷却水循环为
开式循环。水泵变频调节在不同循环方式下的最
2 FLUID MACHINERY Vo1．39，No．10，2011
佳组合研究较少，因此，搭建一个开式闭式一体试
验台，将3台水泵并联，采用不同组合，试验研究
变频调节在不同循环方式下的节能性。
2 试验方案设计
搭建一个开闭式水泵循环试验台。该试验台
主要由3台离心泵并联成一个开闭式水循环系
统。泵前后压力分别由真空表及压力表测量，流
量信号由WM100数据采集传输到电脑上，各水
泵电动机的转动频率由ABB变频器控制，电功率
由电功率表测量。
开闭式水泵循环系统的试验中，各种工况下，
对并联给水泵组采用单台泵变流量调节、变频调
节，2台泵同时变频调节、1台定频1台变频调节、
变流量调节及3台泵变频、变流量等多种不同组
合方案运行。在实际运行条件下，水泵的实际扬
程与额定扬程有差值，所以在试验之前要做一下
初步的测量，为试验方案的设计提供依据。根据
测得各组合的最大流量，对流量需求分段，实现单
个水泵运行，2个水泵并联运行及3个水泵并联
运行的工况。
2．1 开式循环中水泵组合的流量测量
对1 ，2 ，3 泵进行流量测量，得到在试验条
件下的最大流量如下表所示。
表1 水泵组合的最大流量汇表
水泵 1 ．2 试验 1 ．3 2 ．3 1 ．2#．
1 2 3
组合 并联 并联 并联 并联
最大 开式 9
． 33 10．5 8．56 19．21 16．17 l8．54 26．37
流量 循环
Q 闭式
( ／h) 循 环 8．85 10．57 9．25 l8．81 l7．42 l9．42 26．5
2．2 水泵组合方案的设计
根据所得水泵组合的最大实际流量，分出3
个流量区间，在各流量范围内，实现不同的调节方
式配置，分3个工况区间。
(1)开式循环
当所需流量q≤ 10．5 m ／h时，采用单泵运
行，选用2 泵作为试验对象，分2种模式运行：2
泵变流量调节、2 泵变频调节；
当所需流量10．5 m ／h≤ Q≤ 19．21m ／h
时，采用两用一备式运行，对1 、2 泵进行并联启
动，分3种模式运行：1 、2 泵都变频，1 定频2 变
频和变阀门开度调节；
当所需流量19．21 m ／h≤Q≤26．37m ／h
时，对1 、2 、3 泵进行并联启动。分3种模式运
行：1 、2 泵变频3 定频，1 变频2 、3 定频和变阀
门开度调节。
(2)闭式循环
当所需流量Q≤ 10．5 m ／h时，采用单泵运
行，选用2 泵作为试验对象，分2种模式运行：2
泵变流量调节，2 泵变频调节；
当所需流量1O．5 m ／h≤ Q≤ 19．42m ／h
时，采用两用一备式运行，对2 、3 泵进行并联启
动，分3种模式运行：2 、3 泵都变频，2 变频3 定
频和变流量调节；
当所需流量19．42 m ／h≤Q≤26．50m ／h
时，对1 、2 、3 泵进行并联启动。分3种模式运
行：1 、2 泵变频3 定频，1 变频2 、3 定频和变流
量调节。
3 试验结果及其分析
通过多次调节测量每个工况下水泵有效压
头、流量，计算求得水泵的电功率、功率比，从而绘
制Q一叼曲线，从图中各曲线走向分析不同水循环
下变流量调节与变频调节的运行特征区别，计算
出变频调节与变流量调节的节能的差异，实现最
佳组合方案。
3．1 2 水泵单独运行调节的结果分析
当流量调整p≤ 10．5 m ／h时，分别进行开
式及闭式水循环，2 泵单独运行，对2 泵变流量调
节、2 泵变频调节的测量计算，并利用Origin软
件，根据流量与电功率(功率比卵即为各次试验
中水泵的电功率与其最大电功率之比，故77越
小，表示节能越明显)的关系绘制Q一叼曲线如图1
所示。从图中可以看出，开式循环中，变流量调节
下的水泵的功率比随流量的减小由1．0减小到
0．87，变化率为13％ ，而闭式循环中，变流量调节
下的水泵的功率比变化率为10％，故无论闭式还
是开式循环，变流量调节时实际电功率随流量的
减少降低的幅度很小；而变频调节时电功率的变
化均较明显，开式循环中功率比的变化率是
76％ ，闭式循环中其变化率是70％，随流量的减
小功率比几乎呈线性下降，且闭式循环与开式循
环的功率比变化曲线几乎完全重合，同一流量下，
两者的差值最大为0．09<10％。并且从图中还
可以发现，流量越小，变频调节比变流量调节越节
2011年第39卷第10期 流体机械 3
能，其中开式循环中，在6m ／h流量下出现最大
节能率61％，闭式循环中，在7．15m ／h流量下出
现最大节能率52％。
0．9
O．1
q(m ／h)
图1 单台水泵独立运行调节Q一，7
3．2 2台水泵并联运行调节的结果分析
开式循环，当流量为1O．5 m。／h≤ Q ≤
19．2m ／h时，对1 2 泵进行并联启动。分3种模
式运行：1 、2 泵都变频；1 定频、2 变频；变流量调
节。闭式循环，当流量为10．5m ／h≤ Q ≤
19．42m ／h时，对2 、3 泵进行并联启动。分3种
模式运行：2 、3 泵都变频；2 变频、3 定频；变流量
调节。将各参数进行测量和计算，得出Q．’7曲线
如图2所示。
1．0
0．6
0．2
l4 20
Q(m ／h)
图2 2台水泵并联运行调节Q一叼
由图2可知，水泵在3种模式下运行时，变频
调节下的水泵功率比均小于变流量调节下的功率
比，且随着流量的减小其功率比都成下降的趋势，
闭式循环中，2台泵都变频时的节能效率最高，并
且随着流量的减少节能效果越显著，当流量为
10．77m ／h，两台水泵同时变频调节达到最小功
率比0．27，即最大节能73％。开式循环中，一定
频一变频的调节达到最小功率比0．37，即最大节
能63％ 。
闭式循环的最佳调节方案(即两台同时变
频)比开式循环的最佳调节方案(即一台泵定频
一台泵变频)节能10％ 。
3．3 1 、2 、3 水泵并联运行调节的结果分析
开式循环，当所需流量l9．21nl ／h≤ p≤
26．37m ／h时，可对1 2 3 泵进行并联启动。分3
种模式运行：1 、2 泵变频3 定频；l 变频2 、3 定
频；变流量调节。闭式循环，当所需流量
19．42m ／h≤p≤26．50m。／h时，可对1 、2 、3
泵进行并联启动。分3种模式运行：1 、2 泵变频
3 定频；l 变频2 、3 定频；变流量调节。各项参
数绘制成Q一 曲线如图．3所示。
0舟0
0．O
23 28
Q(m ／h)
图3 1 、2 、3 水泵并联运行调节Q一
从图中可看出，显然，无论开式还是闭式循
环，变频调节功率比均比变流量调节的小。变流
量调节中，同一流量下，开式和闭式循环的功率比
最大差别不大于5％，可忽略。且在变频调节下，
两条曲线总有一交叉。开式循环中，交叉点在
23．25 m ／h流量处，闭式循环的交叉点在24．6
m ／h流量处。即工况一定时，流量小于交点时，
双泵变频方案功率比单泵变频方案的小，节能率
高；流量大于交点时，单泵变频比双泵变频功率比
小，节能率高。
将开式循环和闭式循环的曲线比较得出，3
台水泵并联组合时，采用变流量调节的节能率相
同，采用变频调节则无论单泵变频还是双泵变频，
闭式循环比开式循环的节能率高，最大节能率可
达到45％ 。
(下转第9页)
2011年第39卷第lO期 流体机械 9
从图9分析可见，由于转速减小引起压缩终
了内压力减小，进而导致压缩终了单位质量有效
气体获得的压缩能量头减小。上述试验结果和理
论分析结论完全吻合。
240
140
15OO 2750
n(r／min)
图9 单位质量有效气体获得的多变压缩
能量头一转速关系曲线
4 结论
(1)试验所得曲线表明了变频涡旋压缩机的
主要压缩性能参数随压缩机主轴转速的变化规
律，为变频涡旋压缩机的研发和操作提供了可靠
的依据；
(2)理论分析和试验结果均表明，变频涡旋
压缩机的单位曲柄转角下的排气量、压缩终了内
压力及单位质量有效气体获得的压缩能量头均随
压缩机主轴转速的降低而减小，说明变频涡旋压
缩机在低转速下的压缩性能欠佳；
(3)由转速引起的动静涡旋齿间的泄漏量的
变化是引起变频涡旋压缩机压缩性能变化的根本
原因。要提高变频涡旋压缩机在低转速下的压缩
性能，需从减小泄漏方面着手研究。
参考文献
[1] 刘兴旺，王华，刘振全，等．转速对变频涡旋压缩机
多变效率的影响研究[J]．压缩机技术，2008，(1)：
8．11．
[2] 马贞俊，孙嗣莹．涡旋式制冷压缩机的输气量调节
[J]．制冷与空调，2004，4(1)：55-57．
[3] 屈宗长，李元鹤，王开宁，等．转速对涡旋压缩机性
能的影响[J]．陕西工学院学报，1997，13(4)：32．
37．
[4] 屈宗长，闰毓，王迪生．涡旋油泵转速的优化[J]．压
缩机技术，1997，(5)：30-33．
作者简介：刘兴旺(1970一)，男，博士研究生，主要研究方向为
气体压缩机械理论及应用研究，通讯地址：730050甘肃兰州市兰
州理工大学石油化工学院。
(上接第3页)
4 结论
(1)单泵运行时，开式和闭式循环中，采用变
频调节均比变阀门调节功率比小，更节能，且同一
流量下，开式和闭式循环的功率比差值<10％ ；
(2)在2个水泵并联时，采用同时变频调节
方案最节能，闭式循环比开式循环的节能率高
10％ ；
(3)3台水泵并联组合时，采用变流量调节的
节能率相同，采用变频调节则无论单泵变频还是
双泵变频，闭式循环比开式循环的节能率高，最大
节能率可达到45％ 。
参考文献
[1] 马炎坤，梁成儒，聂凯正．中央空调系统水泵节能
改造的试验研究[J]．节能技术，2009，(4)：368．
370．
[2] 袁望浪．水泵变频调速应用的节能分析[J]．变频
器世界，2009，(2)：75-76．
[3] ASHRAE．ASHRAE handbook—HVAC Systems and Equipment[
M]．Atlanta：American Society of Heating，
Refrigerating and Air Conditioning Engineers，
2008．
[4] 刁乃仁，方肇洪．地埋管地源热泵技术[M]．北京：
高等教育出版社，2005．
[5] 徐伟．中国地源热泵发展研究报告2008[M]．北
京：中国建筑工业出版社，2008．
[6] Hayes J．New twist of heat pumps[J]．Popular Sci—
enee，1992，240(2)：69-72．
[7] 曾树人．变频调速技术在水泵节能中的应用[J]．
甘肃水利水电技术，2009，(8)：45-47．
作者简介：邹同华(1966-)，男，博士，教授，通讯地址：300134
天津市天津商业大学天津市重点制冷实验室。

网友评论 more

机械安全论文最新内容

03-05