改变动力流量调节方式的节能研究

【摘要】： 随着节能和室内环境要求的愈来愈高,供暖和空调系统广泛采用了变流量技术,即用改变动力或改变阻力的方式调节系统、支路以及末端设备的流量,使之与经常变化的动态热(冷)负荷相匹配。改变阻力的调节即阀门的节流调节,显然,这种调节方式是不经济的。在动力集中系统中,对支路和末端设备的流量调节,采用改变阻力的方式是不得已而为之。对于系统流量的集中调节,采用改变动力的方式已成为人们的共识和技术潮流。改变动力的调节主要有改变泵/风机的转速、改变泵/风机联合运行的台数以及二者的结合。 泵/风机的变速调节因有显著的节能效益,被认为是最好的调节方式,但这种方式的节能效益与管路特性有着密切的关系。本文通过理论分析和实例计算,探讨了变速节能效益与背压之间的关系,在此基础上提出了水泵变速调节节能效益的无因次预测方法。这个方法,对于各种工程采用变速调节的节能评价,和各种工程是否应当采用变速调节的决策,有重要的参考价值。 多泵并联改变运行台数的调节,在调节过程中,单机工况会发生很大的改变,这可能导致两个问题,一是效率的降低,二是超载现象的发生。本文通过大量的计算和分析,提出了水泵并联变台数调节过程中,单台流量和系统流量的无因次预测方法。该方法的计算结果,对于防止超载,对于设备选型及运行指导都有参考意义。 变速和变台数相结合的调节,对于同一个流量目标,可以有多种组合方案,各种方案能耗是不相同的。本文以四台并联水泵为例,对各种运行方案的能耗进行了比较分析,所得结论对于这种调节方式的方案优化有一定的指导意义。 常规的动力集中系统,不得不用调节阀进行系统的平衡和支路的流量调节,因而存在调节阀能耗。动力分散系统不但在系统的母管上,而且在各支路上设泵(或风机),并实行变速控制以调节流量,可以减少乃至消除调节阀能耗,但投资增大,控制复杂。本文依据流体系统水力平衡原理分析了动力集中系统中调节阀能耗在动力设备的输出功率中所占的份额,结果表明,系统愈大,这个份额愈高。在设计工况,就热水供暖系统而言,小型系统可超过20%,大中型系统可超过30%。这个结论对于动力分散系统的合理推广,有重要的参考意义。 【关键词】：变流量 变速调节 变台数调节 动力集中系统 动力分散系统
【学位授予单位】：武汉科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TU831
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 课题的意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-16
• 1.2.1 变流量系统的发展10-13
• 1.2.2 水泵的变速运行13-14
• 1.2.3 水泵的变台数运行14-15
• 1.2.3.1 运行台数减少14-15
• 1.2.3.2 运行台数增加15
• 1.2.4 定速泵和变速泵的并联运行15-16
• 1.2.5 动力分散系统16
• 1.3 本文的主要工作16-18
• 第二章 背压对泵与风机变速调节节能效益的影响18-26
• 2.1 引言18
• 2.2 泵装置的能耗计算18-19
• 2.3 变速节能效益的计算方法19-20
• 2.4 实例计算及分析20-23
• 2.4.1 扬程随背压的变化21
• 2.4.2 效率随背压的变化21-22
• 2.4.3 节能效益随背压的变化22-23
• 2.5 变速节能幅度的估算方法23-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第三章 多泵并联变台数调节的流量预测26-34
• 3.1 引言26
• 3.2 理论分析26-28
• 3.2.1 水泵并联变台数调节的单泵流量变化26-27
• 3.2.2 (?)的影响因素27-28
• 3.2.2.1 泵的特性对(q|-)的影响27-28
• 3.2.2.2 背压对(q|-)的影响28
• 3.3 计算方法28-30
• 3.3.1 水泵曲线的无量纲处理28-29
• 3.3.2 计算方法29-30
• 3.4 计算结果及分析30-33
• 3.4.1 比转速对(q|-)的影响31-32
• 3.4.2 比转速对(Q|-)的影响32-33
• 3.5 变台数调节的流量预测33
• 3.6 本章小结33-34
• 第四章 增加水泵联合工作台数的运行分析34-40
• 4.1 引言34
• 4.2 理论分析34-35
• 4.3 并联增泵35-37
• 4.4 串联增泵37-38
• 4.5 串并联混合结构38-39
• 4.6 本章小结39-40
• 第五章 定速泵和变速泵并联运行的能耗分析40-49
• 5.1 引言40
• 5.2 定速泵与变速泵并联运行的能耗计算40-42
• 5.3 定速泵和变速泵联合运行的调节范围42-44
• 5.4 定速泵和变速泵联合运行的能耗分析44-48
• 5.4.1 效率的变化44-46
• 5.4.2 能耗的比较46-48
• 5.5 本章小结48-49
• 第六章 流体系统的动力配置与节能49-59
• 6.1 序言49
• 6.2 常规系统调节阀的能耗49-56
• 6.2.1 设计工况49-54
• 6.2.1.1 简单系统49-51
• 6.2.1.2 复杂系统51-54
• 6.2.2 调节工况54-56
• 6.3 动力分散系统的结构56-57
• 6.4 动力分散系统的应用57-58
• 6.5 本章小结58-59
• 第七章 结论与展望59-61
• 7.1 主要结论59-60
• 7.2 展望60-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文66-67
• 中文详细摘要67-70

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