分布式变频动态平衡节能改造方案探讨

吴梅花

【摘 要】文中首先对比了分布式变频调节方法和传统调节方法，指出采用分布式变频优势及存在的问题，然后提出采用平衡罐对分布式变频热网进行改造，并通过工程实例，对改造后的热网和传统热网进行了经济比较。

【关键词】分布式变频;平衡罐;节能

中图分类号： TU995 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）04-0140-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.04.056

【Abstract】In this paper，we first compare the distributed frequency conversion adjustment method and the traditional adjustment methods，points out that adopting distributed variable frequency advantages and existing problems，and then puts forward the balancing tank for distributed variable frequency modification of heating network，and through the project example，we do the economic comparison.of  the modified heating  network and traditional network.

【Key words】Distributed variable frequency;Balance tank;Energy saving

1 傳统热网调节方法和分布式变频调节方法对比

传统的热网设计方案是锅炉房用一台循环泵克服整个管路系统和热源和用户的阻力，这样为了满足末端用户的资用压头，循环泵采用大流量、大扬程运行，而为了满足热网的阻力平衡，前端用户采用调节阀消耗掉了过剩压头，电能被白白消耗掉。对一个热网来说，循环泵的电耗占到整个系统能耗的30%。

分布式变频调节方法，是把一个大的循环泵，变成一个热源泵加几个小的用户泵（回水加压泵），热源泵只需克服热源的阻力，用户泵克服各自回路的阻力。采用分布式变频系统消除了阀门的无效能耗。实践证明，水泵装机容量与传统设计方案相比，降低至少30%，采用这种方法可以节约电耗30%～40%。

2 采用回水加压泵方式的分布式变频存在问题

图1为采用回水加压泵方式的分布式变频水压图，假定外网提供的压力只用来克服第一个用户的阻力，后面的用户端加了回水加压变频泵。

从水压图可以看出，采用回水加压方式的分布式变频调节方法有几点问题难以解决

1）压差控制点的选择，也就是分布变频泵的扬程选择。

2）直接在回水加变频泵，对整个管网有影响。

3）从水压图可以看到，管网过大，后面用户的变频泵选择过大，会造成初投资过大。

4）补水点处的补水定压值应不易确定，当将分布泵布置在站内时，对于分支线较长时，有可能引起补水点的飘移。

3 加平衡罐装置改进后的分布式变频

为了解决直接加回水加压泵存在的问题，我们进行了改进，如图2所示，改进后的分布式变频我们现在在接入每一个用户的入口加了平衡罐装置（相当于混水装置），混水装置后加了变频定压泵，其工作原理是根据计算得出用户所需的资用压头和流量，选择水泵、变频器型号，在用户的供回水装了压差变送器，将供回水的压差信号传给PLC来控制变频器让用户侧的压差恒定，作用相当于自力式压差平衡阀。

从改进后的水压图水压图图3可以看出：

1）简化了变频泵和循环泵的定压点的确定。水泵有热源泵和用户泵组成，热源泵克服热源和从热源到最远端用户干管阻力，用户变频定压泵只需克服用户的阻力，这样，选择变频泵只需根据用户的阻力计算。选择循环泵根据主干管的和热源阻力。

2）简化了水力平衡问题。由于加装了平衡装置屏蔽了分布式变频泵对整个管网的影响，我们通过实验得出二次网的压力变化对一次网的影响几乎为零，由于有变频泵的存在，用户需要多少流量取多少，消除了水力失调现象。

3）降低系统能耗。第一，如上所述，和传统方案比较，我们降低了由于调节阀消耗多余压头所浪费的能量。第二，消除了由于系统的阻力不平衡所造成的能量损失。第三，这套系统里一个大循环泵变成了许多小泵，因为水泵的功率和流量扬程的乘积成正比，这样降低了整个管网的水泵能耗。

4）为实行分户计量以后的变流量运行调节提供了一个平台。由于实行分户计量以后，用户按需取热，整个系统流量都是变化的，任何一个用户的调节都会影响其他用户，有可能造成管网压力过大，对管件造成破坏，这套系统使用户压力恒定，非常适用于分户计量。

5）相对其他方法的优点。一般都是在回水分支加平衡阀来减轻水力失调，平衡阀是有阻力的，系统里加很多平衡阀，会加大系统的能耗。而装了这套系统，不需要平衡阀。

4 工程实例

我们对新疆乌鲁木齐某小区供热二次管网进行了加平衡罐的分布式变频的改造。以A、B区为例，A、B两区共用一个换热站，其中A、B两区建筑面积为10.81万㎡，总热负荷约7.6MW，采暖形式为低温地辐射采暖。其供热系统分低、中、高三个区，低区供暖面积53220㎡，中、高区合计供暖面积54880㎡。

4.1 采用传统设计方案：

通过工程实例对比分析可以看出，采用加平衡罐的分布式变频相对于传统的调节方式，二次网的初投资节约了17.33%，电耗节约了42.76%。可见，采用加平衡罐的分布式变频节能效果显著，同时解决了回水加压泵分布式变频压差控制点选择、分户计量变流量存在的问题。

【参考文献】

[1]秦冰，秦绪忠，谢励人，等.分布式变频泵供热系统的运行调节方式[J].煤气与热力，2007，（2）：73-75.

[2]王红霞，石兆玉，李德英.分布式变频供热输配系统的应用研究[J].区域供热，2005，（1）：31-38.

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