水泵及流量匹配

水泵数量及流量匹配是冬季和夏季匹配运行的最关键问题。以1台制热量1200kW,制冷量1000kW机组为例,在各自独立考虑的情况下,其系统热泵及流量参数如表2-5所示。

表2-5　某系统热泵及流量参数

由此可见,末端流量、水源侧二次流量、水源侧一次流量冬夏均不同,有六种配置方案:

第一,以冬夏两种工况的最大流量不变频进行设计。该方案造成夏季末端循环泵能耗增加20%以上,而冬季水源侧二次泵和水源侧一次泵增加近40%的能耗,这还没有考虑由于流量减小,管路水阻减小,水泵扬程降低,从而水泵能耗可以进一步显著降低的问题。

第二,将水泵进行变频运行设计。以最大流量工况进行设计,冬夏流量不一致时,进行变频。例如水源侧一次、二次流量按夏季的215t/h进行设计,冬季变频到155t/h。该方案的主要问题是当冬季部分负荷运行时,例如仅需要75t/h,考虑管路水阻显著降低,单台水泵的变频幅度过大,因为即使仅变频到155t/h,水泵做功就已降到37%(流量减小到72%,水阻减小到52%)。

第三,冬夏各自匹配水泵不变频。冬季与夏季使用的是两套水泵,其流量和扬程各自独立设计。该方案显著降低了需要流量小的季节的水泵能耗。例如水源侧二次流量夏季215t/h,冬季155t/h,冬夏两者的水泵功率相差60%以上。

第四,冬夏各自配置水泵且变频运行。该方案有效控制了冬夏水泵运行能耗,需要说明的是冬夏流量不同,水泵扬程也不相同,尤其是季节流量小的扬程显著小、能耗低。

第五,通过水泵数量和水量来调整匹配。表2-6所示参数中,将水源侧二次、一次水泵设计3台运行,每台75t/h,冬季运行2台,夏季运行3台,该方案的主要问题是水泵数量相对较多,且水泵扬程按最大水阻设计,扬程在季节流量小时偏高,但考虑机组在部分负荷下运行,例如不低于50%时,可通过数量控制泵的台数,冬季可运行1台,夏季可运行1台或2台,该方案运行管理、操作相对适用,尤其是水泵台数与压缩机台数对应后实施联动控制。

第六,通过水泵数量及变频调整匹配。同时选择1～2台水泵变频运行,该方案主要考虑在设计工况下采用水泵数量调整控制后,在部分负荷情况下,由于流量减小,管路水阻显著降低,水泵实际扬程降低后,水泵流量增加,通过1～2台水泵变频运行,以充分降低水泵能耗。

表2-6总结了上述六种方案及其合理性,其中方案6最合理,方案5易操作,方案4水泵数量少。

表2-6　系统冬夏两用水泵的配置方案