1、试议二次网采暖水泵的变频控制摘要：我国北方地区在施行冬季采暖分室控温措施以后，利用二次网供水管道循环供热的方式得到了较为广泛的应用。本文通过应用分析，探讨了温差变频控制的优势所在，在实际应用中应大力推广。 关键词：二次网；采暖；变频；控制 中图分类号：TE08 文献标识码：A 文章编号： 当前我国供暖系统中节能技术的应用已获得了很大发展，水泵变频的应用在供暖节能中发挥了重要作用。尤其是近年来随着人们生活水平的提高，建筑供暖已成为我国北方城市主要的采暖方式。 在水泵变频技术中，普遍采用的方式主要分为两种：一是压差，二是温差。这两种方法各有自己的优点，本文将进行分析。我们可以假设在一个小区内的 4
2、 幢建筑，热负荷都是 300kW，流量为 10.32m3/h，室内供暖压力为 40Pa，管井阀门阻力为 20Pa，换热站内部阻力为 100Pa，换热站到最远一栋住宅 100m，换热站采用 1 台 1200kW 的板换，2 台水泵（1 台备用）参数为 41.28t/h，20m 扬程，功率 5.5kW，定压点 40m。某小区二次网供热原理如图 1 所示。 图 1 某小区二次网原理图 1 压差变频 压差变频早在空调水系统中应用了，有定压差和变压差控制之说。在暖通上比较成熟的是定压差变频。 定压变频中一般要找合适的定压点，通过压差信号控制水泵转速。在图 1 中，假设设定点在最末端 4#AA段， 当末端
3、用户关小阀门，压差值大于设定值，压差传感器就会通过变送器将偏差送至控制器，后者产生输出信号控制水泵电机频率降低，泵转速降低而流量降低，压差回到设定值。反之亦然，使取值点的压差始终等于该设定工况压差。定压变频的理论比较容易被大家接受，实施也比较简单可靠，缺点是定压点在实际工程中比较难以选取。在实际工程中，由于外管网都埋地敷设，末端定压信号不好传送，所以一般都采用在机房内定压，即图 1 中的 BB处。又由于一般膨胀水箱的定压点大都取在 B附近，所以定压其实就是恒压，恒定 B点的压力不变。表 1、表 2 是假设 2#用户关闭后，各支路流量与压降变化及水泵的功率的变化。表 1 定压点在 BB，定压值为
4、 10m 时各支路流量及压降 表 2 定压点在 AA，定压值为 6m 时各支路流量及压降 从表 1 可以发现，机房内定压或者称干管定压，在部分负荷时会发生过流现象，越到末端越明显。但在实际工程中，它也有个好处，不会发生因流量不够造成不热的现象，过流和过热可以通过阀门调节，而且可以把最不利环路尽量放在靠近热源处，缺点是水泵节能稍差一些。 表 2 中水泵的节能最大，但它的缺点是 1#出现了流量不足，在实际工程中甚至会出现当支路较多时，近热源处即使阀门开到最大流量也不够的情况，即调节性差，采用这种控制方式要把最不利环路布置在最远端。通过上述可以看出，节能和调节是有矛盾的，在工程中要根据每个工程的特点
5、选取，最大限度地做到安全、稳定、节能和高效。 2 温差变频 温差变频可分为恒温差变频和变温差变频，它的理论基础是下列 3个公式13： 供热量公式：Q=mC（tgth）/3.6 （1） 式中 Q 热负荷，kW； m 流量，t/h； C 水的比热容，kJ（/kg） ； tg供水温度，； th回水温度，。 热负荷公式：Q/Q=（tntw）/（tn-tw） （2） 式中 Q 变化后热负荷，kW； Q 设计热负荷，kW； tn室内设计温度，； tw室外设计温度，； tw 室外实际温度，。 根据参考文献3相关公式：tg=tn+0.5（tg + th2tn）1（/1+b）+0.5（tgth） 式中相对热负荷
6、比，即室内外温差比3； b 散热器传热系数的指数，取 0.3 定温差变频根据上面的公式就是保持温差（tg-th）不变，改变水泵的流量 m，即水泵的流量发生变化，从而使水泵变频成为可能。下面做一组具体数据分析图 1 系统中设计条件的室外温度-11，室内设计温度20，供、回水温度 85/50，那么当室外温度分别为-11、-5、0和 5时水温的变化见表 3。 表 3 定温差水泵参数变化 变温差是保持供水温度不变，既改变温差又改变水泵流量。我们知道散热片的散热量与供回水的平均温度有关，保持表 3 的供、回水平均温度不变，就意味着散热片的散热量不变，即室内温度不受影响，列出数据分析见表 4。 表 4 变
7、温差水泵参数变化 从表 4 可以看出其数据具有明显的优势，这是因为温差的增大。当然实际工程中水泵流量不可能降低这么多，一般会多配几台泵，使单台泵节能到 30%会比较可靠一些。 3 结语 在比较前，先分析引起热量重新分配的原因。目前实施分户计量后，对于热用户来说，当室外温度波动时，用户可以通过末端装置（散热器或地板采暖水分配器）前的恒温阀自动调节，改变室内系统流量，维持室温不变。室内系统流量变化，引起二次网流量改变。从以上分析可以看出，引起流量变化的根本原因还是因为室外温度改变引起的用户的主动调节（类试于空调系统的风机盘管） ，所以二次网的调节，温差变频要比压差变频效果明显，温差变频尤以变温差变频节能效果更好。有条件的情况下尽量采用变温差变频，但控制比较复杂，换热站要经过 12a 的实际运行、采集数据、不断优化，节能效果才能更好地显现出来。 参考文献： 1陆耀庆.使用供热空调设计手册M.北京：中国建筑出版社，2008. 2贺平，孙刚.供热工程M.北京：中国建筑出版社，1993. 3马仲元，冀卫东，李德英.热水供热系统变频循环水泵节能分析J.暖通空调，2008（5）：118120.
