专利名称：一种流体循环泵工况点高效动态矫正节能系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流体循环节能泵矫正系统，尤其涉及一种循环流体工况点高 效动态矫正节能系统。主要应用于流体循环系统技术领域。
背景技术：
目前，循环泵广泛应用于工矿企业的流体输送、设备冷却及酒店、商场等中央空调 系统。水泵选型的主要参数为功率、流量、扬程等，泵的选型工作一般在工作系统的设计 阶段，通常按照最大负荷、最差工况来设计，并且在这个基础上还留有10-20%的冗余。但在 实际使用中，系统对泵的运能需求往往达不到最大负荷，甚至在满载的一半都不到，也很少 在最差工况工作。这样的系统设计虽然保证了系统即使面临大负荷时也能稳定工作，但是 却造成了大量的能耗浪费。影响能耗的主要参数是水泵电机的功率，其选型主要是根据系统设计时所计算的 流量和扬程来确定的，而不同的设计师所计算的循环泵的扬程及流量会有很大差别，普遍 都存在水泵电机功率大大高于系统实际所需的功率，形成了系统运行的工况点严重偏离了 管路实际的工况点，造成了系统运行成本的增加。因此，有必要针对该系统的管路特性进行 有效的计算，对管路进行合理的技术改造，选用合适的高效节能水泵，使水泵的扬程和流 量与系统实际需要的扬程和流量相一致，从而使水泵工作在最高效率区域，达到减小系统 电机的功率，降低系统运行能耗的节能目的。下面以中央空调系统为例来说明。中央空调广泛应用于城市的大型楼宇中，它调 节室内温度的同时，也是建筑物中的主要能源消耗系统。中央空调的工作原理是制冷机对 冷媒进行压缩、膨胀的一种放、吸热过程。系统通常用水作媒介，通过热交换将热量输送至 建筑物的各空调末端设备，然后利用风机送风，最终将热量输送至建筑物空间，对该空间进 行制冷或制热。中央空调系统的能耗主要包括，制冷机驱动压缩机或加热媒质的能耗、空调 水泵送水克服水流阻力的能耗、空调风机克服气流阻力的能耗。中央空调水系统的输送介质通常使用水为载冷剂，氟利昂为制冷剂。主要是由室 外主机、管道系统、室内末端(风盘)、控制开关等组成。它主要通过室外主机的热交换产生 冷热源，管道中的冷、热水通过水泵压力输送到室内空间的各个末端装置，冷热水通过风盘 中的翅片与室内空气进行热量交换，产生冷、热风，从而对整个室内空间进行温度调节。工程项目中，中央空调水系统的常规设计和选择水泵是按最不利工况设计和匹配 的，但中央空调系统的实际运行是按变化的负荷要求采用一台或多台空调机组合运行；同 时，在设计配量时，空调机组又有10-30%的富余能力，这就使以最不利工况设计而选择的 水泵必定处在大流量、低效率、高功耗状态下运行，造成运行水泵与系统特性不匹配，在很 大程度上浪费了水泵的耗能。鉴于中央空调系统的水泵有较大富余能力，人们通过控制开停机时间和主机温度 来节能。虽然目前有采用水泵变频调整方法来节约能耗，但其节电率在0-30%，而水泵实 际运行效率在40-60 %，变频器本身耗电3-5 %，此外，在水泵转速降低时，其效率还要按相
3似率关系降低，因此采用单一变频节能方案，系统耗能仍比较高。现有的技术问题是需要一种和在线流体循环系统实际负荷的动力需求相匹配泵 组，可根据实际的功率需要，为在线流体循环系统配置各参数都和实际运行需要相近的泵， 方便不同工作场所，不同工况泵的选择和适配。发明内容本实用新型的目的是提供一种循环流体循环泵工况点高效动态矫正节能系统。能 够监测各时间点泵的实际运行状态，并给出泵的参数，改善泵的耗能浪费问题。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样实现的，一种流体循环泵工 况点高效动态矫正节能系统，其特征在于包括测量进、出节点流体的流量、压力及功率的 检测装置、用于对检测结果进行处理运算得出实际负载的运算装置、对运算结果与原有参 数进行比较的比较分析装置及备选泵组，所述检测装置依次与运算装置、比较分析装置相 连；所述备选泵组与比较分析装置后的各参数相配合。所述检测装置包括测量流量的流量仪、测量压力的压力表及测量功率的功率测试 仪。所述备选泵组是按特定工作场合的典型工况设计的一组由小至大的泵系列。所述备选泵组的叶轮由优质不锈钢构成，叶轮的直径D2、叶轮的进口直径D1、叶 轮的出口宽度b2及叶片的出口安放角β，经过精确的数据计算分析后得出；所述叶轮直径 D2为270-980mm，叶轮的进口直径D1为143_780mm，叶轮的出口宽度b2为63_250mm，叶片的 出口安放角β为63度至85度。所述备选泵组的泵管为由45#钢构成的无缝钢管，该泵管由高硬度耐磨内层及保 持原有硬度的泵管外层构成。所述备选泵组的泵管外壁上还设有橡胶外护套。本实用新型的有益效果本实用新型循环流体节能泵工况点高效动态矫正系统， 可以通过测试在线循环流体中泵的实际工况，与载荷需求量进行比较，选择合适的备选泵， 装入循环系统中。这种根据工况选择泵的方法大大降低了循环流体泵的能耗浪费问题。此外，选用优质不锈钢材料的叶轮，可以降低叶轮与水流的摩擦系数，从而提高液 体的输送速度，降低了输送能耗，从而进一步节约能源。另外，提高泵管内壁的硬度，可以降低内壁的摩擦系数，从而提高液体的输送速 度，降低了输送能耗，从而进一步节约能源。
图1为本实用新型实施例的冷冻水循环系统示意图。图2为水泵特性曲线和管路特性曲线图。图3为本实用新型流程图。图4为本实用新型叶轮的结构示意图。图5为本实用新型叶轮的剖视图。图6为本实用新型泵管的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型作详细说明图1为本实用新型实施例的冷冻水循环系统示意图，6为冷却水泵，7为冷冻水泵，
48为冷凝器，9为蒸发器，10为冷却塔，11为分水器，12为集水器。本实用新型循环流体节能泵工况点高效动态矫正系统，包括测量进、出节点流体 的流量、压力及功率的检测装置1、用于对检测结果进行处理的运算装置2、对运算结果与 原有参数进行比较的比较分析装置3及备选泵组，所述检测装置1依次与运算装置2、比较 分析装置3相连；所述备选泵组与比较分析装置的各参数相配合。上述检测装置1包括测量流量的流量仪及测量压力的压力表。运用流量仪和压力 表等专业工具对吸压水管路系统及水泵进行实测。所述运算装置2是运用恒定元流能量方 程式，即伯努利方程式来计算管路实际的动扬程，即管路总压力损失，并测算出水泵的实际 功率。分析比较系统实测的数据及计算的数据，矫正原系统不合理的设计部分，重新绘制新 的管路特性曲线，计算出新的最佳工况点。根据新的最佳工况点选择量身定做的、与系统相 匹配的高效节能水泵。上述备选泵组是按特定工作场合的典型工况设计的一组由小至大的泵，根据需要 进行选择。运用流量仪测出系统的实际流量，并与设计流量做比较。运用功率测试仪精确测 量冷却水泵的实际功率。用压力表读取冷凝器压力参数LN1，LN2及冷却水泵的压力参数 LQl，LQ2，根据伯努利方程式H = HST+SQ2绘制出图2所示的管阻特性曲线R1，及原水泵性能曲线图(Q-H) 1，图中可以看到 该管阻特性曲线Rl已偏离了原设计管阻特性曲线R2，工况点也从原设计的B点偏移到了 A 点，水泵的流量也从Q2偏移到了 Q1，大于设定值，工作在低效率区域，能耗大大降低。如果将水泵的流量矫正到原设定值Q2，在图2中将发现对应管阻特性曲线Rl的工 况点C，扬程为H3，动态矫正后的扬程明显减少了 Δ H。依据新的最佳工况C对应的流量和扬程，就可以选用量身定做的高效节能水泵， 与原水泵相比，在满足系统设计要求的前提下，高效节能水泵的功率将大幅下降，说明系统 在动态矫正后的能耗将大幅降低，节能效果良好。上述备选泵组的叶轮由优质不锈钢构成，叶轮的直径D2、叶轮的进口直径D1、叶轮 的出口宽度b2及叶片的出口安放角β，经过精确的数据计算分析后得出；所述叶轮直径込 为270-980mm，叶轮的进口直径D1为143_780mm，叶轮的出口宽度b2为63_250mm，叶片的出 口安放角β为63度至85度。参见图4及图5所示。另外，选用优质不锈钢材料的叶轮，可以降低叶轮与水流的摩擦系数，从而提高液 体的输送速度，降低了输送能耗，从而进一步节约能源。上述备选泵组的泵管为由45#钢构成的无缝钢管，该泵管由高硬度耐磨内层及保 持原有硬度的泵管外层构成；参见图6所示。所述备选泵组的泵管外壁上还设有橡胶外护 套。从而减少输送的能源损耗，同时又保有了原有泵管的高韧性及高抗扭屈的机械性能。本实用新型保护范围不局限于上述实施方式，无论系统在其组件方面做任何变 化，凡是循环水系统中，利用测量工具监测泵的工作状况，并根据测得的参数计算出合理的 工况点，且根据计算结果选用 先设计的泵，此类系统均落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种流体循环泵工况点高效动态矫正节能系统，其特征在于包括测量进、出节点流体的流量、压力及功率的检测装置(1)、用于对检测结果进行处理运算得出实际负载的运算装置(2)、对运算结果与原有参数进行比较的比较分析装置(3)及备选泵组，所述检测装置(1)依次与运算装置(2)、比较分析装置(3)相连；所述备选泵组与比较分析装置后的各参数相配合。
2.根据权利要求1所述的一种流体循环泵工况点高效动态矫正节能系统，其特征在 于所述检测装置(1)包括测量流量的流量仪、测量压力的压力表及测量功率的功率测试 仪。
3.根据权利要求1所述的一种循环流体泵工况点高效动态矫正节能系统，其特征在 于所述备选泵组是由一组由小至大的泵系列构成。
4.根据权利要求1至3中任一种所述的一种循环流体泵工况点高效动态矫正节能系 统，其特征在于所述备选泵组的叶轮由优质不锈钢构成，叶轮的直径D2、叶轮的进口直径 D1、叶轮的出口宽度b2及叶片的出口安放角β，所述叶轮直径D2为270-980mm，叶轮的进口 直径D1为143-780mm，叶轮的出口宽度b2为63-250mm，叶片的出口安放角β为63度至85 度。
5.根据权利要求1至3中任一种所述的一种循环流体泵工况点高效动态矫正节能系 统，其特征在于所述备选泵组的泵管为由45#钢构成的无缝钢管，该泵管(5)由泵管外层 (52)及高硬度耐磨内层(51)构成。
6.根据权利要求5所述的一种循环流体泵工况点高效动态矫正节能系统，其特征在 于所述备选泵组的泵管(5)外壁上还设有橡胶外护套(53)。
专利摘要本实用新型涉及一种流体循环泵工况点高效动态矫正节能系统，尤其针对工矿企业冷却水循环系统及大型中央空调循环水系统的节能改造，其结构包括测量进、出节点流体的流量及压力的检测装置、用于对检测结果进行处理的运算装置、比较分析装置及备选泵组，所述检测装置依次与运算装置、比较分析装置相连；所述备选泵组与比较分析装置的各参数相配合。本实用新型的有益效果是可以通过测试在线循环流体中泵的实际工况，与载荷需求量进行比较，选择合适的备选泵，装入循环系统中。这种根据工况选择泵的方法大大降低了流体循环泵的能耗浪费问题。
文档编号F04B51/00GK201763589SQ20102016826
公开日2011年3月16日 申请日期2010年4月21日 优先权日2010年4月21日
发明者刘训伟, 刘训强 申请人:上海易齐节能科技有限公司