关于循环水泵变频调速投资回收年限问题

暖通空调HV&AC问题讨论●23●关于循环水泵变频调速投资回收年限问题太原西山矿务医院文成功*山西省冶金设计院张汇芳提要探讨了循环泵变频调速时 单管和双管系统的相对电耗,计算得出了18 个城市的相对电耗值,给出了实际系统变频调速投资的静态回收年限计算公式和一算例。关键词热水供暖 变频调速 回收年限Payback period of investment in frequency control ofcirculating pumpsBy Wven (nenggong* ond Zhang jangfongAbstract Discusses the relative electric power consumption for the single - and double-pipe system using frequency control of the pumps, provides their values calculated for 18 citiesin China and a fomula to estimate the static payback period for actual systems and an example.Keywords hot water heating, frequency control, payback period★Tayuan Xisan Mining HospItal. Cnina1供暖热负荷无因次公式2双管系统的相对根据有关气象统计资料,供暖期相对热负荷电耗Q的表达式为门多层楼房上供下Q=1-日(二-120)°(1)回的双管系统,在最- 120)佳调节工况时，相对.其中β。=(5- l'w)/in- l'w),h = (5 -流量G=Q3i2]。循μtp)/(μtη-t w).μ = 1n1/(nx小 - 120)。以上诸式环泵电耗与流量的三图1相对热负倚图中,t= I8C,1w是供暖室外设计气温,tpi为供次方有关,设变频调速前后泵效率相等,双管系统暖期日平均气温,n山为供暖期总小时数。l 'w,lpi,循环泵的相对电耗Ex则为nxh虽然随地域不同而不同,但对某--给定地域而山可视为定值,由此Bo,b也为定值。n是供暖期Ea=」。[1- A(i- B>"]di=内，空外气温等于或低于某气温Iw的延续小时数，它是变量。令A = β。/(1-B)",B= 120/na.in=中国煤化工(3)n/n小,则式(1)可表为YHCNMHG.Q=1-A(n-B)b(2)文成功,男,1942年7月生。大学，高级工程!030053太原西山煤电集团公医院(维修)030053太原西山式中A,B为定值,但i是变量。式(2)的图形如图收病日期:1999-04-01所示。稿件修回日期:000-04 - 08●24●问题讨论2001年第31卷第2期3单管系统的相对电耗5变频调速投资 回收年限.上供下回单管顺序式系统,在最佳调节工况所谓实际供暖系统，指设计有少许误差,循环时.G = QfK(K是散热器特性指数)。与上同理.泵的参数与设计值又不吻合.系统还有一定程度的非- -致水力失调。此系统在作厂平衡调节基本达该系统变频调速时,循环泵的相对电耗E单为到一致水力失调之后,它必在某一T.况点A处运E单-」[1- A(i- B)°]ikdi(4)转(图2)。用下式可得出其流量比m 4I[5将式(4)中被积函数展开为幂级数,根据相对电耗m:这.('n一1.)(1g二1)(7)0实(n-.)(1g-1n)要求的精度,取展开式的前四项积分，结果如下:式中带撇号者为设计工3Kβ。Eφ=(1- 1-(+0(1+K)+况下的温度值;反之为实测温度值(当然,若事先3Kβ。2(2K - 1)能较准确地预知其m值2(1 + 26)(1+ K)一就不用再实测了)。设A3K(2K二1)(K -2)31点对应的功率为N,B点6(1+36)(1+K)3」对应的功率为Ng,当由当K=0.3时!3],式(5) 可写成129)(1 _ 0.692 31p。_2流量比示意图A变频调速到设计流量Em=(1-的B点时，功率降至n山.1+b0.10651.22. 0.04642照) (6)m3N,可省电耗为(1 - m3)Nc这说明,在B点运1+2b1+3b行一个供暖期可省电费(1 - m')NnsCj,CJ为电4主要城市 的相对电耗价。此后再按最佳调节T.况变频调速.由前述知，.由(3) .(6)二式,可求出各主要城市的相对电一个供暖期的运行电耗为ENg= Em?N,即个耗,其值如表1所示。供暖期可省电费(1- E)m'NumCg。由上.可得实表1单双管 系统相对电耗E际系统按上述方式变速运行,总共可省电费[(1-相对电耗E/%E)m3+(1- m3)]NnxCj=(1 - Fm')NnanCso成才nahb-双管单管于是实际系统的变频调速投资静态回收年限为哈尔滨4296 0. 7050 9100.6140.701佳术斯4 392 0.705 0.998 0. 6290.714T;=(8)牡丹江4 3200.690 0.981 0. 634.0.717(1 - Em')Nn.C长”春4176 0.683 0.897 0. 6220.708睁和普特4104 0.649 0.857 0.632 0.716式中T;为回收年限,a;C为变频调速投资额,元。，4008 0.658 1.004 0.652 0.731例如,太原某单管系统,已知N = 30 kW,C=搅阳36480.649 0.831 0.625 0.710乌鲁木齐3768 0.675 1.042 0.648 0.72839 000元.C。= 0.375元/(kW●h),m = 0. 833。银川35760.606 0.742 0.6310.715因E = 0.73,n小= 3 456 h,所以按式(8)计算可西宁39600.581 0.856 0. 6670.74434560.567 0.730. 0. 6490.730得T,= 1.74 ao3240 0.552 0. 9040. 6840.757全于循环泵过于偏大的供暖系统,即使作了认北京29280.519 0.737 0. 6730.748096 0.519 0.909 0. 7000.769真的平衡调节,但变频调速时由于过调，泵将在低石家庄28080.5000.6690.671.0.7460.650效区内运行。应对该系统调整换泵,然后再用变频2448 0.435 0. 4960.675调速方法,使其节能又满足住户室温要求。西_安24240.435_0,6520.700在最佳调节工况下.虽然单双管系统的流量变参考文献中国煤化工定采暖负衙延续图化差别不大,但从表1中可以看出,它们的相对电耗有差距。初看差距也不大,但反映在可省相对电CTHCNMH G动态热平衡的一些问耗上就明显了,均在28. 9%以上(以太原为例，题.暖通空凋, 1992 ,22(1).1(1-0.73)-(1- 0.649)|/(1 - 0. 73) =3 贺平.供热工程(第3版).北京:中国建筑工业出版社，29.5% ),所以不宜相互代替,而以分别计算为妥。1994.