分布式变频泵供热系统
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分布式变频泵供热系统随着集中供热系统的不断发展,供热管网规模的逐年增加,城市规划的不断调整,供给用户或热力站的负荷也发生了变化,造成了管网的局部水力失调,局部用户或热力站的资用压头不足。
同时传统的调节方式耗电多,不能满足用户的各种运行工况,特别是在大的供热系统中,其弊端尤为突出。
而分布式变频系统可以解决管网的水力失调,降低管网的输配能耗,实现管网的变流量调节。
分布式变频系统所体现的这些优点使得其在越来越多的工程中得以应用。
一、分布式变频泵系统的原理在传统供热系统中,一般在热源处或首站内设有一组循环泵,根据管网系统的流量和最不利环路的阻力选择循环泵的流量、扬程及台数;管网系统各用户末端设手动调节阀或自力式流量控制阀等调节设备,以消耗掉该用户的剩余压头,达到系统内各用户之间的水力平衡; 通过阀门节流,总循环水泵所提供的能量很多被浪费掉。
随着新型调节设备和控制手段的出现,使得对水泵的数字控制成为可能,这样理论上可以取消管网中的调节设备,代之以可调速的水泵,在管网的适当节点设置,并在该位置后部各个热用户的回水管上增设二级水泵(增压泵,即分布式变频泵)用于系统用户的供热需求,这样主循环泵的选择,只要能够满足流量和热源到该节点的阻力即可,这样可大大降低循环泵的扬程,使得主循环泵电机功率下降多。
节点之后的每个用户设置相应的分布变频泵,成为分布式变频泵系统。
由于水泵可用变频器调速,主循环泵可大大降低电能消耗,理论上可省去调节设备,同时供热系统可工作在较低的压力水平,系统更加安全。
二、分布式变频调节系统分析分布式变频供热与传统供热管网水压系统,如图2所示。
由图1可以看岀,传统供热管网所需水压原全由循环水泵提供, 循环水泵扬程要满足最不利用户水压要求,故使水泵扬程高,功率大, 而在资用压力太过富余的各用户处还需设置减压用的调节阀,使得能源没有很好利用而口口损耗。
同时这种方式难以克服管网水平失调现象,易出现近端热、远端冷的现象。
集中供热分布式变频控制方案方案目录目录1、概述: ....................................................................................................................................... - 3 -1.1传统热网的设计方法特点:............................................................................................ - 3 -1.2分布式变频泵的设计方法特点:.................................................................................... - 4 -2、分布式变频系统设计方案:.................................................................................................... - 6 -2.1根据系统背压和压差控制点选取方案:........................................................................ - 7 -2.1.1压差控制点:....................................................................................................... - 7 -2.1.2系统背压:........................................................................................................... - 9 -2.2根据二级泵位置数量选取方案:.................................................................................. - 12 -2.3均压管的设计:.............................................................................................................. - 13 -3、分布式变频控制方式:.......................................................................................................... - 15 -3.1热源主循环泵控制方式:.............................................................................................. - 15 -3.1.1变零压差点调节:............................................................................................... - 16 -3.1.2定零压差点调节:............................................................................................... - 17 -3.2一次网加压泵控制方式:.............................................................................................. - 18 -3.3二次网循环泵控制方式:.............................................................................................. - 18 -3.4补水泵控制方式:.......................................................................................................... - 19 -4、分布式变频设计应该注意的地方:...................................................................................... - 19 -分布式变频控制方案1、概述:分布式变频系统是一种新型的供热系统形式,其实质是在各换热站用变频泵替代调节阀。
《分布式变频供热系统节能特性研究》篇一一、引言随着社会经济的快速发展和人民生活水平的日益提高,城市供热系统的能源消耗已成为城市能源消耗的重要组成部分。
因此,研究和开发高效、节能的供热系统,对于减少能源消耗、保护环境以及实现可持续发展具有重要意义。
分布式变频供热系统以其灵活的供热方式、良好的节能效果和智能化的控制手段,在近年来受到了广泛的关注和应用。
本文将对分布式变频供热系统的节能特性进行深入研究和分析。
二、分布式变频供热系统概述分布式变频供热系统是一种基于微网技术、集成了分布式能源设备和变频技术的供热系统。
该系统通过智能控制技术,根据用户需求和实际供热情况,实时调整供热设备的运行状态和功率输出,以达到最优的供热效果和能源利用效率。
三、分布式变频供热系统的节能特性1. 高效节能:分布式变频供热系统通过实时调整供热设备的运行状态和功率输出,使系统始终处于最优的工作状态,从而大大提高了能源利用效率。
同时,由于采用了先进的变频技术,使得系统在低负荷运行时仍能保持较高的效率,有效避免了能源的浪费。
2. 智能控制:分布式变频供热系统采用了智能化的控制手段,可以根据用户需求和实际供热情况,自动调整系统的运行参数和策略,实现了对供热系统的精确控制。
这种智能化的控制方式不仅提高了供热系统的稳定性和可靠性,而且可以实现对供热负荷的精准匹配,避免了过度供热或供热不足的问题。
3. 环保效益:由于分布式变频供热系统具有高效节能的特点,因此可以大大减少能源的消耗和二氧化碳等温室气体的排放,对于保护环境、实现可持续发展具有重要意义。
同时,该系统还可以根据用户的实际需求,灵活地选择使用可再生能源或清洁能源作为供热能源,进一步提高了系统的环保性能。
4. 灵活适应:分布式变频供热系统具有很好的灵活性和适应性,可以根据不同地区、不同建筑、不同用户的实际需求进行定制化设计和优化。
同时,该系统还可以与其他能源系统进行互联互通,实现多能互补、协同优化,进一步提高系统的整体性能和效益。
《分布式变频供热系统节能特性研究》篇一一、引言随着社会经济的快速发展和城市化进程的加速,供热系统的能耗问题日益突出。
为了应对能源消耗和环境保护的双重挑战,分布式变频供热系统作为一种新型的供热技术,因其高效、节能的特性而备受关注。
本文旨在深入研究分布式变频供热系统的节能特性,分析其工作原理及在实际应用中的节能效果,为供热系统的优化与升级提供理论支持。
二、分布式变频供热系统概述分布式变频供热系统是一种基于变频技术的供热系统,通过变频器控制供热设备的运行,实现能源的合理利用和高效供应。
该系统由多个分布式供热单元组成,每个单元均配备有变频器、水泵、换热器等设备,可以根据实际需求进行独立调节,达到节能的目的。
三、分布式变频供热系统的工作原理及节能机制1. 工作原理:分布式变频供热系统通过变频器控制水泵的运行速度,根据供暖需求自动调节水流量。
同时,通过换热器等设备实现热能的转换和传递,将热能输送到各个供暖区域。
2. 节能机制:分布式变频供热系统通过实时监测供暖需求,自动调节设备运行状态,避免能源的浪费。
此外,该系统还可以根据室外温度、用户需求等因素进行智能调节,实现能源的最优利用。
四、分布式变频供热系统的节能特性分析1. 精确控制:分布式变频供热系统可以根据实际需求进行精确控制,实现按需供热,避免了传统供热系统中能源的浪费。
2. 高效运行:该系统通过变频技术控制设备的运行速度,实现高效的水流控制和热量传递。
3. 智能调节:系统具备智能调节功能,可以根据室外温度、用户需求等因素自动调节设备运行状态,实现能源的最优利用。
4. 降低峰值负荷:通过分布式供热单元的独立调节,可以降低供热系统的峰值负荷,减少能源的浪费。
5. 延长设备寿命:由于系统可以实时监测设备运行状态并进行智能调节,可以降低设备负荷,延长设备的使用寿命。
6. 环保效益:分布式变频供热系统可以减少能源消耗和排放,对环境保护具有积极意义。
五、实际应用中的节能效果经过实际运行数据的分析,分布式变频供热系统在节能方面取得了显著的效果。
供热系统分布式变频循环水泵的设计清华大学 石兆玉摘 要:本文详细阐述了供热系统分布式变频循环水泵最优方案的确定过程,并对其设计、运行的基本方法进行了介绍。
关键词:供热系统 循环水泵 分布式变频作者在2004年的供热技术交流会议上曾作过“供热系统循环水泵传统设计思想亟待更新”[1]的学术论文报告。
文章对六种新的设计方案与传统的循环水泵的设计方案进行了比较,并指出:新的设计方案比传统设计方案,其循环水泵的装机电容量可节约1/3~2/3。
但文章没有明确给出新的最优设计方案是什么?也没有阐述新的设计方案如何进行具体设计与运行?经过近二年的进一步研究,作者在这次论文中,即“供热系统分布式变频循环水泵的设计”中试图就上述问题作出明确回答,以期在同行中进行讨论。
一、最优方案的确定在“供热系统循环水泵传统设计思想亟待更新”(以下简称“更新”)一文中指出:在传统的热源单循环水泵的设计中,存在过多的无效电耗。
为防止无效电耗的发生,本文在“更新”一文的六种方案的基础上,重新提出了三种设计方案与传统方案进行比较。
为叙述方便,仍沿用“更新”一文中的供热系统:该系统共10个热用户(或10个热力站),供回水设计温度85/70℃,各热用户设计流量均为30t/h ,热用户资用压头为10m 水柱,供回水管道总长度7692.3m ,设计比摩阻60Pa/m ,局部阻力系数30%。
各热用户之间的外网供、回水干管长度各为384.6m 。
热源内部总压力损失为10m 水柱。
循环水泵的效率按70%选取。
根据上述参数,该供热系统按照传统设计方法,设置在热源处的循环水泵的扬程为80m 水柱,流量为300t/h ,理论功率为93.4kw 。
所选定的三种新的设计方案为:方案1,热源泵与热用户泵合一,承担热源内部的水循环和各热用户资用压头的建立;热网泵由设在各热用户供回水干管上的共20个加压泵承担。
方案2,热源泵、热网泵和热用户泵各司其职,即热源泵只承担热源内部的水循环,热网泵由供回水干管上的20个加压泵承担,热用户泵由热用户各自的共10个加压泵承担资用压头的建立。
《分布式变频供热系统节能特性研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快和人们生活质量的提高,供热系统的需求日益增长。
传统的集中供热系统在应对能源需求和环境保护的双重压力下,逐渐显露出其局限性。
分布式变频供热系统作为一种新型的供热方式,以其高效、节能、环保的特点,逐渐成为供热领域的研究热点。
本文旨在研究分布式变频供热系统的节能特性,为供热系统的优化和升级提供理论依据。
二、分布式变频供热系统概述分布式变频供热系统是一种基于变频技术的供热系统,通过变频器调节水泵和风机的转速,实现供热系统的流量和风量的自动调节。
该系统具有分散式、模块化、智能化的特点,能够根据实际需求进行灵活的能量调节,有效提高供热效率。
三、分布式变频供热系统的节能原理1. 流量调节:分布式变频供热系统通过变频器调节水泵的转速,实现流量的自动调节。
与传统的定速泵相比,变频泵能够根据实际需求自动调整流量,避免能源的浪费。
2. 温度控制:系统通过智能控制算法,实时监测供暖区域的温度,并根据实际需求调整热量输出,保证供暖区域的温度稳定,同时避免不必要的能源消耗。
3. 负载自适应:系统采用模块化设计,各模块之间相互独立,能够根据实际负载情况进行自动调节,实现能量的按需分配。
四、分布式变频供热系统的节能特性分析1. 高效性:分布式变频供热系统能够根据实际需求进行精确的能量调节,避免能源的浪费,提高供热效率。
2. 灵活性:系统采用模块化设计,各模块之间相互独立,能够根据实际需求进行灵活的组合和扩展,适应不同规模的供热需求。
3. 智能性:系统具备智能控制功能,能够实时监测供暖区域的温度和负荷情况,自动调整热量输出,保证供暖区域的温度稳定。
4. 环保性:通过精确的能量调节和智能控制,减少能源的浪费和排放,对环境的影响较小。
五、实例分析以某小区的分布式变频供热系统为例,通过对比分析发现,采用分布式变频供热系统的区域在同等供暖需求下,能耗明显低于传统集中供热系统。
分布式变频系统与传统式供热系统的探讨摘要:本文简单的介绍了传统式供热系统与分布式变频系统的流程和特点,并对两种系统设计、运行做出分析,同时对分布式变频系统的前景作了展望。
关键词:传统式供热系统分布式变频系统加压泵abstract: this paper briefly introduces the traditional heating system and frequency conversion system process and distributed the characteristics of two kinds of system design and operation to analysis, at the same time described prospects of distributed frequency conversion system.key words: traditional heating system distributed frequency conversion system pressure pump中图分类号:tu833+.1文献标识码:a文章编号:1.概况城市供热是以保证人们生产生活用热为目的的,在我国自改革开放以来,把节约能源改善生活环境放在首位,各个地区的采暖热源由原来耗煤量大、污染严重的的小锅炉,改变成由区域性锅炉房或者大型火力发电机组做为城市采暖的热源,城市的集中供热得到迅猛的发展。
中国做为能源消耗大国,近几年为实现我国的可持续发展战略,国内很多地区都采用了一种新型的供热系统,叫做分布式变频泵系统。
该系统为一种新型的循环泵多点布置形式,与传统的供热管网循环泵单点布置相比,具有节约电能、运行成本低的特点,以下就对传统式供热系统与新型的分布式变频泵系统做简单的论述和比较。
2.传统式供热系统在国内实行了集中供热的城市的,不论是以区域性锅炉房做热源,还是大型火力发电机组做为热源其室外管网系统大多都采用了传统式的供热系统,即运行时通过热源产出高温水,在热源处设置一台或者多台循环水泵,为整个系统的一级管网提供动力。
分布式变频泵供热系统的节能性分析摘要: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。
1 分布式供热与传统供热的比较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。
2 分布式系统节能性分析模型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:3 结语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。
参考文献[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.。
分布式变频泵供热系统
随着集中供热系统的不断发展,供热管网规模的逐年增加,城市规划的不断调整,供给用户或热力站的负荷也发生了变化,造成了管网的局部水力失调,局部用户或热力站的资用压头不足。
同时传统的调节方式耗电多,不能满足用户的各种运行工况,特别是在大的供热系统中,其弊端尤为突出。
而分布式变频系统可以解决管网的水力失调,降低管网的输配能耗,实现管网的变流量调节。
分布式变频系统所体现的这些优点使得其在越来越多的工程中得以应用。
一、分布式变频泵系统的原理
在传统供热系统中,一般在热源处或首站内设有一组循环泵,根据管网系统的流量和最不利环路的阻力选择循环泵的流量、扬程及台数;管网系统各用户末端设手动调节阀或自力式流量控制阀等调节设备,以消耗掉该用户的剩余压头,达到系统内各用户之间的水力平衡; 通过阀门节流,总循环水泵所提供的能量很多被浪费掉。
随着新型调节设备和控制手段的出现,使得对水泵的数字控制成为可能,这样理论上可以取消管网中的调节设备,代之以可调速的水泵,在管网的适当节点设置,并在该位置后部各个热用户的回水管上增设二级水泵(增压泵,即分布式变频泵)用于系统用户的供热需求,这样主循环泵的选择,只要能够满足流量和热源到该节点的阻力即可,这样可大大降低循环泵的扬程,使得主循环泵电机功率下降多。
节点之后的每个用户设置相应的分布变频泵,成为分布式变频泵系统。
由于水泵可用变频器调速,主循环泵可大大降低电能消耗,理论上可省去调节设备,同时供热系统可工作在较低的压力水平,系统更加安全。
二、分布式变频调节系统分析
分布式变频供热与传统供热管网水压系统,如图2所示。
由图1可以看岀,传统供热管网所需水压原全由循环水泵提供, 循环水泵扬程要满足最不利用户水压要求,故使水泵扬程高,功率大, 而在资用压力太过富余的各用户处还需设置减压用的调节阀,使得能源没有很好利用而
口口损耗。
同时这种方式难以克服管网水平失调现象,易出现近端热、远端冷的现象。
当前供热企业的运行调节基本为质调节方式,通过气候补偿器采集室外气温,根据室外温度改变锅炉供水温度同时保证循环流量恒定。
这种调节方式使系统运行相对稳定, 操作简单。
然而此系统中循环水泵流量与扬程无法根据实际情况进行调节。
当室外气温升高时,锅炉通过温度传感器采集信息后,降低供水温度,管网内水量和水压不变,循环水泵仍满负荷运转,出现了所谓•大马拉小车”的现象。
此现象造成耗电量过大,尤其在低负荷期耗电量更大。
同时此方式由于循环水泵扬程和定水压线都较高,提高了管道公称压力,增加了管网投资费用。
变频供热方式从根木上解决了上述现象的不足,此方式是将热源与热用户水压分离,热源循环泵仅克服锅炉及管道附件阻力损失,并在用户处增设加压泵,满足自身资用压力要求,即从解耦管至用户处及用户回水管至解耦管间管道及附件阻力损失和,水泵流量按用户设计流量选取。
这种方式大大减小了水泵功率,节能的效果显箸。
另外分布式供热系统定水压线很低,这是由于一次网高温水管网要通过换热站置换为低温水供热用户使用,而换热站大多设于一层或地下室,故静水压低,因此降低了系统定压水头。
这样就使得管网整体的管道承压降低,大幅度减少管网管道投资。
根据《公共建筑节能设计标准》有关集中热水采暖系统热水循环泵耗电输热比(EHR)计算公式为EHR二N/Qr]其中,N为水泵在设计工况点的轴功率,kW; Q为供热负荷,kW; r]为水泵效率。
由公式可知主循环泵功率大辐度降低,降低了管网的耗电输热比,为扩大供热半径提供了条件。
三、分布式变频泵供热系统的控制策略
1•热源的控制
传统锅炉的控制是“看天烧火”,即司炉工或者管理人员根据经验, 当室外气温升高时,降低锅炉的给煤量和鼓引风量,所供的热量就会减小;当室外气温降低时,增加锅炉的给煤量和鼓引风量,所供的热量就会增加。
这种控制方式的最终目标是控制热量,但是控制效果并不理想,且控制周期长。
该控制是凭经验,而没有对所供的热量进行量化。
而采用热量控制就可以对热量进行量化管理,从而节约能源。
如果要做到量化管理,
则必须根据供暖系统的现状,即现有的设备、管道和建筑物的特点、用途
以及所在的地区等计算出采暖建筑的热指标以及概算热负荷。
另外在实施
热量控制前,还需要在热源、热力站、建筑物入口处安装热计量表。
其次
需要知道每天的室外氣象情况,包括未来24h的昼夜最高、最低和平均气温,以及风力、降雪等气候条件。
通过对这些数据进行分析并综合供热厂
的参数,得出当H的锅炉控制参数值。
2•主循环泵的控制
要研究主循环泵的控制,就需要先研究零压差点的控制方式。
因为主循环泵是仅克服零压差点之前的干管阻力以及热源的阻力。
在整个采暖期,热网要做到按需供热,其网路的流量就一直处在变化中。
相应的,分布式变频系统零压差点的控制方式分为定零压差点控制和变零压差点控制两种方式。
定零压差点控制,即在热网流量变化过程中,通过调整主循环泵的转速来保持零压点位置不变的方法。
同理,变零压点控制,即在热网流量变化过程中,尽量利用主循环的输送能力。
在该控制方式下,零压差点的位置会随流量的变化而变化。
通过分析,可知定零压差点控制比变零压差点控制管理方便,节能率高,且适用于多用户的加压泵系统。
所以本文采用定零压差点的控制方式,也就是说主循环泵的频率由零压差点位置处的压差进行控制。
同时以下的分析也是在定零压差点控制的基础上进行分析的。
3.分布泵的控制
分布泵的控制,直接影响到各用户的供暖效果。
本文所采用的控制方式是按照热量来控制分布泵的频率。
热力系统木身是一个大滞后、大惯性的系统,很难保证室外温度所对应的热量能与室内温度的效果一一对应,因此很难精确地对热力系统进行控制。
但是热力系统木身也是一个大的热容系统,这样当环境气象条件急剧变化时,可以被热力系统所吸收,做到以慢制快,再加上用户木身的适应能力对环境舒适度的要求留有余地,那么从这个意义上讲,对热力系统进行控制又是容易的。
根据这一特点,热力系统就可以通过热量来控制水泵的频率。
此处的热量控制是一种热量预控制方式。
此种控制方式允许用户的室内温度在一定时间内存在一定的波动幅度。
具体地说,
在确定用户下一个时间段的供热负荷之前,除了需要考虑室外温度对负荷的不同需求外,还应对上一时间段内的历史遗留偏差在尽可能短的时间内给以补偿,从而预测出下一个时间段所需要提供的负荷量。
这种控制方式是从宏观上把握供热系统的热平衡,跳出了供热系统微观的复杂变化,那么这样就可以使控制变得简单易行,同时还可以保证供热质量,从而最大限度地保证供热系统的稳定性,延长设备的使用寿命。
四、结束语
本文针对分布式变频泵供热系统,提出按照热量控制的方法。
一方而这种控制方法最大限度地保证了供热系统的稳定性,延长了设备的使用寿命,降低了电量消耗,做到了按需供热;另一方面这种控制方法的适用性很广,它可以指导各种变频供热系统中水泵的运行。
但是该方法还有些不足,如由于供热系统大的热惯性,温度变化明显滞后,该多长时间进行动作还有待研究。
另外,针对不同的工程温差值应该取多少,系统的最小流量值取多少等,还需要进一步的研究。