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供热系统中循环水泵的变流量调节
 
慧聪网   2005年9月16日9时6分      

    供热计量收费后,散热器上都装有温控阀。由于温控阀的调节作用,使供热系统从定流量(即质调节)运行变成了变流量运行。但这时系统循环流量的变化是由温控阀(或电动调节阀)的节流作用造成的。

    从循环水泵的工作曲线上观察,其工作点将向左偏移,导致水泵扬程增大,流量减小,而电机输出的功率,相当大的比例消耗在调节阀的节流上,造成电能的无谓浪费。目前国内,在相当多的冷热联供的水系统中,采用压差调节器进行变流量的调节。具体做法是将压差调节器装在热源或冷源的旁通管上,当用户需热(冷)负荷变化,散热器(或风机盘管)上的调节阀进行调节,将引起旁通管上压差的变动,此时压差调节器发挥作用,保持旁通管压差恒定,借以调节用户系统循环流量的变化。应该说,这种调节方法,对于改善用户调节阀(如温控阀、电动调节阀)的工作条件是有好处的,但从节电的角度观察,没有任何改善。 

    从提高系统能效的目标出发,在计量收费的供热系统的设计中,应该同步进行系统循环水泵的变流量设计。尽量减少不必要的节流引起的能量损失。这样做,至少可以带来以下一些好处: 

    首先,提高了系统能效。循环水泵实现变流量调节,在整个运行期间,至少节电30-50%。这一技术措施,实际上的节能潜力远比目前大家谈论的循环水泵扬程选择不宜过大的效果更明显。 

    其次,改善了调节阀(温控阀、电动调节阀)的工作条件。如果循环水泵实行定流量运行,当负荷需求变化很大时,调节阀的开度将在很大的幅度范围内变动,不仅影响其使用寿命,而且容易发生故障。当循环水泵实现变流量调节时,其流量的大小,是随负荷的变化而适时控制的。这样,调节阀始终处于微调的状态,不但提高了调节功能,而且大大改善其工作条件,优越性是显而易见的。 

    再其次,还可有效配合自力式平衡阀的调节功能。对于自力式平衡阀,国内目前已逐渐广泛采用。对于自力式平衡阀,在定流量系统中(如循环水泵定速运行,加装三通阀等)的使用,其优越性已为广大专业人员所认可。

    但在变流量系统中,还能否使用自力式平衡阀?更成为业内人员关注的热门话题。应该承认,在循环水泵定转速运行的变流量系统中,使用自力式平衡阀是有缺陷的。人们熟悉:自力式平衡阀的功能就是使系统流量自动地限定为设定流量。当系统需求小流量工况时,调节阀(温控阀、电动调节阀等)将关小,此时自力式平衡阀力图维持原设定流量,其阀芯趋于开大。这就出现调节阀与自力式平衡阀动作不协调现象。如果这时我们采用循环水泵变流量调节,系统总流量将随负荷的减少实时变小,进而导致自力式平衡阀前后压差小于其弹簧的工作压差,这时自力式平衡阀不再开大,不协调现象即可消失。

    那么有人会问,在变流量系统中,为什么还要安装自力式平衡阀?我认为,最主要的作用是在系统内能自动完成初调节作用,这也是非常重要的。 为了使循环水泵变流量调节完满实现,系统的结构形式必须作适当调整,也就是说应该大力推广双级泵系统。目前我们在国内的 供热系统内,还很少采用这种系统,看到的几乎都是一组循环水泵的单级泵系统。所谓单级泵系统,就是该循环水泵即是热(冷)源循环泵又是管网循环泵。而双级泵系统,则是把热(冷)源循环泵与管网循环泵分开。在循环水泵的选择上,其循环流量都是系统的设计流量。只是扬程的选择不同,热(冷)源循环泵的扬程只考虑热(冷)源的阻力;管网循环泵只考虑管网和用户的阻力。

    为什么要强调循环水泵的变流量调节要与双级泵系统相匹配?其目的就是为了充分挖掘节电的潜力。我们知道,对于锅炉或制冷机,其循环水流量一般控制在不低于设计值的70%。这就大大限制了系统循环流量的调节幅度。为了使系统循环流量在低于70%的设计流量下调节,又不影响锅炉或制冷机的正常运行,采用双级泵系统就是顺理成章的事情了。但是现在的问题是,真正在实际工程中应用这一技术,却碰到了许多困难。主要是设计人员以不熟悉双级泵系统为由,拒绝采用这种设计方案。因此,在业内如何取得共识,就成为当务之急了。 

 
作者:清华大学 石兆玉 王智超 
 
 
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