小区生活热水系统节能改造设计与实现 杨硕 北京博大开拓热力有限公司【摘要】本文从小区生活热水系统的实际现状出发，针对小区生活 北京１００１７６ 力），流量Ｑ与转速Ｎ的一次方成正比，压力Ｈ与转速Ｎ的平方成正比， 热水系统存在的循环水泵、补水泵设计选型不合理，缺乏调节节能装置， 功率Ｐ与转速Ｎ的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下 以至造成能耗较大情况的问题，对小区生活热水系统进行了改造 通过比 降时，转速Ｎ可成比例的下降，而此时轴输出功率Ｐ成立方关系下降。即 较，小区生活热水系统仅耗电量改造后就此改造前减少６５％之多。 Ｉ关键词】循环水泵；补水泵；变频器 前言 随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，对生活热水的需求量 也越来越大，许多小区都设有２４小时热水供应，大量建设生活热水系统 给人们带来便利，却给运行单位带来生活热水系统能耗巨大，浪费巨大 的困扰。２００７年１Ｏ月颁布的《中华人民共和国能源法》中已将节约能源 定为我国继计划生育、环境保护之后的第三个基本国策。生活热水系统 能耗大也说明了节能潜力巨大。今通过本公司一生活热水系统改造工程 实例展示—下供热系统节能的潜力，同时也交流—下改造情况。 一 概括介绍 我公司负责的大雄花园以住宅建筑为主，包括４个小区，分别是馨 冬苑、一副画卷、百合园和秋胜居。具体情况如下： 馨冬苑，住宅面积２１８３９．０９ｍ ，层高２３层ｌ一副画卷住宅面积 ４９０９７．２５ｍ ，层高２３层；百合园住宅面积２５０２５．６７ｍ ，层高４层ｌ秋盛居 住宅面积４１５５４．６７ｍ ，层高５层。 小区生活热水为全日供应热水系统，分为两套机组，ｌ＃机组负责 秋胜居、百合园以及馨冬苑、一副画卷低区的生活热水供应、２＃机组负 责馨冬苑，一副画卷高区的生活热水供应，每套系统有四台补水泵一用 三备，补水泵未配置变频装置。改造前具体设备型号具体如］ （１）补水泵：秋胜居，百合园，馨冬苑，一副画卷高区低区四台补水 泵，参数为ｈ＝６０ｍ，Ｑ＝１００ｍ ／ｈ，使用状况一用三备，罄冬苑，一副画卷 高区四台补水泵，参数分别为ｈ＝１２９ｍ，Ｑ＝１６ｍ ／ｈ、ｈ＝１２１ｍ，Ｑ＝１６ｍ ／ ｈ、ｈ＝１２１ｍ，Ｑ＝１６ｍ ／ｈ、ｈ＝１３６ｍ，Ｑ＝４ｍ’／ｈ，使用状况一用三备。 ２０１２年本站电耗量为３４２０００ｋｗｈ。 二 问题分析 从上面介绍情况看，该小区生活热水系统只有补水泵，补水量按照 满足小区最大的生活用水需求量设计，补水泵流量较大，但是由于生活 热水使用分高峰和低谷，绝大部分时间的使用量都是处于低谷状态， ｌ：００－５：００基本无人使用，但是由于设计原因，水泵又只能工频运行，造 成小区的生活热水系统耗电量巨大。 三，改造方案及运行效果 针对该小区生活热水系统存在的问题，我公司于２０１２年初做如下 改造： ｌ、根据把原先生活热水系统只设置补水泵的方式改为分别安装 循环泵和补水泵，并计算出生活热水管路的基本循环量及配水管道的 热损失，选出合适的循环水泵，根据相关资料及用户用水特性选定补水 泵，补充用户生活热水用水的水量。 通过这种水泵控制方式，在用户不用水的情况，只启动循环泵，以 较小的流量运行，有用户用水的情况才启动补水泵，达到节能的效果。 根据计算选定水泵参数具体如下： （１）循环泵：秋胜居，百合园，馨冬苑，一副画卷高区低区两台循 环泵，参数ｈ＝３０ｍ，Ｑ＝７ｍ ／ｈ，使用状况一用一备；馨冬苑，一副画卷高 区两台循环泵，参数ｈ＝９５ｍ，Ｑ＝２ｍ ／ｈ，使用状况一用一备。 （２）补水泵：秋胜居，百合园，馨冬苑，一副画卷高区低区三台补 水泵，参数ｈ＝６０ｍ，Ｑ＝１５ｍ ／ｈ，使用状况两用一备；馨冬苑，－－ｅｌｉ画卷 高区两台补水泵，参数ｈ＝８５ｍ，Ｑ＝２５ｍ ／ｈ，使用状况一用一备。 ２、在补水泵上加装变频控制系统，根据供水压力控制补水泵频 率。加入变频器共有四个好处： （１）变频节能：由流体力学可知，Ｐ（功率）＝Ｑ（流量）×Ｈ（压 水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如：一台水泵电机 当转速下降到原转速的４／５时，省电４８．８％，当转速下降到原转速的１／２ 时，省电８７．５％。 （２）功率因数补偿节能：无功功率不但增加线损和设备的发热，更 主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能 消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式Ｐ＝Ｓ×ｃ０ｓ ， Ｑ＝Ｓ×ＳＩＮ中，其中Ｓ一视在功率，Ｐ一有功功率，Ｑ一无功功率，ｃ０ｓ中一 功率因数，可知ＣＯＳ中越大，有功功率Ｐ越大，普通水泵电机的功率因数 在０．６－０．７之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作 用，ＣＯＳ￣＇一ｌ，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。 （３）软启动节能：由于电机为直接启动或Ｙ／Ｄ启动，启动电流等于 （４－７）倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且 还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门 的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置 后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过 额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀 门的使用寿命。节省了设备的维护费用。 （４）在安装变频器节能的同时，还可以保证供水压力的稳定，解决 了在供水高峰期出现供水压力不足的情况，确保用户生活热水的使用。 生活热水系统水泵安装变频控制系统，控制水泵出水压力的方式 由原来的控制阀门调节压力，改为控制水泵转速控制压力。通过这种控 制方式，既保证生活热水压力的稳定，又节约了能源。 经过上述改造后，利用“小流量循环，大流量补水”的方式进行运 行，节能效果显著，生活热水系统２０１２年的年度耗电量为３４２０００ｋｗｈ， ２０１３年的年度耗电量为１２１３２０ｋｗｈ，一年可节约电量为２２０６８０ｋｗｈ＿，节 电效果高达７０％。 结论 通过本站生活热水系统改造比对分析可以看到： １、生活热水系统节能潜力是巨大的； ２、小区生活热水系统应从小区实际使用需求出发，通过变频 实现对流量的控制，利用“，ｊ、流量循环，大流量补水”的方式进行运行， 使供热系统节能实现最大化。 参考文献 【１１９华人民共和国国家标准ＧＢ５００１５—２００５．建筑给水排水设计规范 【２】泵与风机．王寒栋．机械工业出版社．
