供热空调系统的节能措施
仪器信息网 · 2007-06-20 21:40 · 13643 次点击
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。
1供热空调系统节能的意义
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,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。是供热电耗指标。说明供热系统电耗较大,供热空调系统节能具有重大意义。
2空调供热泵电耗在的原因分析
2.1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,而实测值约为52~58W/m2;北京过去一般取70~81W/m2,而实测值约为46~58W/m2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。
2.2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。
2.3一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%。效率的提高往往是指其额定工作点的75%附近。但实际工况常常偏离高效率点,的以实际运行效率还是较低。
2.4泵运行耗电量大的原因
2.4.1大流量运行方式增大了泵的运行功率
为了解决热网水平失调带来的用户冷热不均的问题,许多供热系统采用了“大流量、小温差”的运行方式。如住宅间接供暖的二次循环水泵或直接供暖的一次水循环水泵流量,单位建筑供暖面积约为2~3kg/h,实际运行达到3~5kg/h,流量大,加大了泵的设计电功率容量;流量大,增加了泵的运行功率,降低了供、回水温差,温差从25℃降至5~10℃。住宅间接供暖的一次水循环水泵流量,单位建筑供暖面积约为1.3kg/h,实际为2~3kg/h。流量大使供、回水温差从设计值45℃降至于15~20℃,增加了泵的运行功率。
由于热(冷)水流量与水泵轴功率成三次方关系,流量的增加,将带来耗电量的增大。例如,一般建筑面积3.0万m2供热系统循环水泵的电功率约为15~30kw之间,若系统循环水量提高1.4倍,则消耗电功率提高2.74倍,达41~82kw。
2.4.2水泵运行在低效率区,增大了无效能耗
泵的工作点指的是运行时水泵的流量和扬程,它是由泵的性能曲线和水系统管网特性曲线两方面因素确定的点。目前,泵运行时的流量和扬程比要求的大得多,消耗的功率也比预想的大得多。水泵工作点大于设计水量、设计扬程点是“理想状态”,水泵处于低效运行区,增大了无效运行范围。
2.4.3定流量运行方式增大了水泵运行电耗
一般供热系统平均负荷率约为0.6~0.7。空调系统平均负荷率一般约为0.3~0.35,北京地区98%的时间负荷率均在70%以下。但水泵为恒速泵。为了适应负荷的变化,流量的调节依靠阀门来实现,采用这种方法,如果要求把流量调至额定流量一半