供热系统分布式变频循环水泵的设计
分布式变频泵供热系统的设计探讨
１ 分布式变频泵供热系统的设计
１ ． １ 案例简述 ２ 锅炉房配置 ２ 台 ７ 供水 、 回水温度为 １ ／ 供热面 积 ２ ， 供 热半径 ０ ＭＷ 燃煤层燃炉 ， ３ ０ ７ ０ ℃； ０ １万 ｍ 下设１ 供热区域特点 ： 各热用户分布在高低不一的丘陵上 ， 且高差相差较大 ； 锅 为１ ３ ． ２Ｋｍ， ８ 个换热站 ； 炉房位于采暖季最大频率风向的下风 侧 ， 处 于 地 势 最 低 处； 集 中 供 热 一 次 管 网 见 图 １， 图中标注了各换 热站 的 绝 对 标 高 ； 集中供热网中绝对标高最高的热力站为９ 最低锅炉房的绝对标高为８ １ ４ ． １ ｍ， ４ １ ． １ 最高最低高差达 ７ ｍ， ３ｍ． 供热系统水力计算 １ ． ２ 确定供热 系 统 系 统 管 径 的 步 骤 ： （ 主 干 线 为 ３ 条， 分别为① 、 、 、 １ ２ １ ３ １ ４ １ ５ １ ６ １） ① ⑦ ○ ○ ① ⑥ ○ ① ⑦ ○ ○ ， 依据 《 城镇供热管网设计规范 》 （ ） ， 平均比摩阻控制在３ ／ （ 确定支管线管 １ ７ １ ８ Ｃ Ｊ Ｊ ３ ４ ２ ０ １ ０ ０ ７ ０Ｐ ａ ｍ； ２） ○ ○ 径： 传统集中供热系统是依据并联环路阻力损失相等的原则 ， 在并联环路阻力较小的支路需设置调节阀 调节 ； 分布式变频泵供热系统 ， 采用一次网变频加压泵 ， 避免了传统系统中调节阀的使用 ， 设计时必须依 据《 城镇供热管网设计规范 》 （ ） 的规定 ： 热力网 支 干 线 、 支 线 按 允 许 压 力 降 确 定 管 径， 流速不 Ｃ Ｊ Ｊ ３ ４ ２ ０ １ ０ 应 大于 ３ ／ ， 支干线比摩阻不应大于 ３ ／ 连接一个换热站的支线比摩阻可大于 ３ ／ 系 ． ５ｍ ｓ ０ ０Ｐ ａ ｍ， ０ ０Ｐ ａ ｍ； 统管径确定结果见图 １． １ ． ３ 零压差点控制方式的选取 若选取变零压差点设计 ， 各用户的加压泵工作时间有 可 能较 短 ， 但 运 行 调 节 相 当 复 杂； 若热源循环
分布式变频泵供热系统
分布式变频泵供热系统随着集中供热系统的不断发展，供热管网规模的逐年增加，城市规划的不断调整，供给用户或热力站的负荷也发生了变化，造成了管网的局部水力失调，局部用户或热力站的资用压头不足。
同时传统的调节方式耗电多，不能满足用户的各种运行工况，特别是在大的供热系统中，其弊端尤为突出。
而分布式变频系统可以解决管网的水力失调，降低管网的输配能耗，实现管网的变流量调节。
分布式变频系统所体现的这些优点使得其在越来越多的工程中得以应用。
一、分布式变频泵系统的原理在传统供热系统中，一般在热源处或首站内设有一组循环泵，根据管网系统的流量和最不利环路的阻力选择循环泵的流量、扬程及台数；管网系统各用户末端设手动调节阀或自力式流量控制阀等调节设备，以消耗掉该用户的剩余压头，达到系统内各用户之间的水力平衡; 通过阀门节流，总循环水泵所提供的能量很多被浪费掉。
随着新型调节设备和控制手段的出现，使得对水泵的数字控制成为可能，这样理论上可以取消管网中的调节设备，代之以可调速的水泵，在管网的适当节点设置，并在该位置后部各个热用户的回水管上增设二级水泵（增压泵，即分布式变频泵）用于系统用户的供热需求，这样主循环泵的选择，只要能够满足流量和热源到该节点的阻力即可，这样可大大降低循环泵的扬程，使得主循环泵电机功率下降多。
节点之后的每个用户设置相应的分布变频泵，成为分布式变频泵系统。
由于水泵可用变频器调速，主循环泵可大大降低电能消耗，理论上可省去调节设备，同时供热系统可工作在较低的压力水平，系统更加安全。
二、分布式变频调节系统分析分布式变频供热与传统供热管网水压系统，如图2所示。
由图1可以看岀，传统供热管网所需水压原全由循环水泵提供, 循环水泵扬程要满足最不利用户水压要求，故使水泵扬程高，功率大, 而在资用压力太过富余的各用户处还需设置减压用的调节阀，使得能源没有很好利用而口口损耗。
同时这种方式难以克服管网水平失调现象，易出现近端热、远端冷的现象。
分布式变频供热系统设计实例
分布式变频供热系统设计实例简要介绍了分布式变频供热系统的原理，与传统的供热系统相比具有节约电能、运行成本低的优点，使热用户达到按需供热。
标签：分布式变频节能自动控制【Abstract】The principle of distributed variable frequency heating system are briefly introduced，compared with the conventional heating system has the advantages of saving energy，low operation cost，to achieve on-demand heating in heat users.【Keywords】Distributed variable frequency Energy saving The automatic control引言节约能源是我国经济建设中的一项重大政策，国家明确提出，今后国家建设，要遵循全面、协调和可持续发展的方针，目前能源建设是制约国家经济发展的重要方面，因此，节能工作已被提到了空前的高度。
随着节能步伐的加快，供热系统也在不断发展，由传统供热方式，变为按需供热的系统形式，已经被实际应用，并在实际运行中产生了良好的经济效益。
1、设计实例项目概况本项目位于邢台市某县，目前县城内没有实现集中供热，已建成小区主要为自建小型燃煤锅炉供热，效率较低，污染严重，供热质量难以保证，已经严重制约城市发展。
为了满足城市建设和经济发展的需要，改善生态环境，提高城市品位，降低大气污染，只有迅速实施本集中供热项目，才能有效地控制和减少大气污染，提高人民生活水平。
目前县经济技术开发区淀粉厂区内7.5MW抽凝式热电机组的低温循环水可以作为采暖热源，后续还有热电机组投运，用以满足县城集中供热需求。
本项目设计采用低温水直供方式，进行县城集中供暖（极端天气情况下补充新蒸汽），以满足规划的220万m2供热需求。
集中供热分布式变频控制方案
集中供热分布式变频控制方案方案目录目录1、概述： ....................................................................................................................................... - 3 -1.1传统热网的设计方法特点：............................................................................................ - 3 -1.2分布式变频泵的设计方法特点：.................................................................................... - 4 -2、分布式变频系统设计方案：.................................................................................................... - 6 -2.1根据系统背压和压差控制点选取方案：........................................................................ - 7 -2.1.1压差控制点：....................................................................................................... - 7 -2.1.2系统背压：........................................................................................................... - 9 -2.2根据二级泵位置数量选取方案：.................................................................................. - 12 -2.3均压管的设计：.............................................................................................................. - 13 -3、分布式变频控制方式：.......................................................................................................... - 15 -3.1热源主循环泵控制方式：.............................................................................................. - 15 -3.1.1变零压差点调节：............................................................................................... - 16 -3.1.2定零压差点调节：............................................................................................... - 17 -3.2一次网加压泵控制方式：.............................................................................................. - 18 -3.3二次网循环泵控制方式：.............................................................................................. - 18 -3.4补水泵控制方式：.......................................................................................................... - 19 -4、分布式变频设计应该注意的地方：...................................................................................... - 19 -分布式变频控制方案1、概述：分布式变频系统是一种新型的供热系统形式，其实质是在各换热站用变频泵替代调节阀。
分布式变频泵供热系统分析
分布式变频泵供热系统分析【摘要】科学技术的发展推动了我国供热系统的发展，分布式变频泵供热系统被应用到我国的供热系统中，不仅减少了供热系统的耗电量，而且还节约了资金成本的投入，实现了我国供热系统的绿色发展。
本文先是对分布式变频泵供热系统进行了概述，又详细阐述了分布式变频泵供热系统与传统供热系统的比较和分布式变频泵供热系统的节能性，最后分析介绍了分布式变频泵供热系统的工程举例。
【关键词】分布式变频泵供热；节能；耗电量随着我国变频技术的不断发展，在我国的供热系统中还出现了分布式变频泵供热系统，由于分布式变频泵供热系统具有良好的节能优势，在我国供热系统中得到了大范围的应用。
分布式变频泵供热系统能够在现有的供热系统基础之上，尽可能的节约能源资源，将供热系统的运行费用控制在最小化的范围内。
分布式变频泵供热系统在城市供热系统中的应用不仅大大提高了城市供热方案的可行性，而且还有效降低了城市供暖系统的资金成本投入，减少了浪费现象的出现。
1 分布式变频泵供热系统的概述分布式变频泵供热系统是通过气候补偿器进行控制的，不仅能够对供热设备进行及时、有效的调节，而且还能够根据室外温度进行回水温度的调节，有效控制城市供热系统中的能源消耗。
分布式变频泵供热系统的设计如下：（1）对管网中存在的阻力进行计算，以保证管网系统设计的科学性与合理性。
（2）根据使用的设备进行压差控制点的选择，以实现城市供热系统的经济运行。
（3）进行主循环泵的选择，需要对供热系统中的流量、扬程、应变能力等进行综合性的考虑，在保证城市供热系统正常运行的前提条件下，尽可能的减少经济的投入和能源资源的消耗。
（4）对分布式变频泵进行选择，要对城市供热系统的所有分支用户所产生的流量与阻力进行思考，通常情况下，都是选用特性曲线较陡的分布式变频泵进行使用，以保证城市供热系统的正常运行。
分布式变频泵供热系统是通过供热系统中的循环泵取代调节阀来满足资用压头的需求，但是分布式变频泵供热系统中的热源循环泵只负责热源正常运行所需的循环动力。
分布式变频技术
分布式变频技术简介第一节什么是分布式变频在传统的热源单循环水泵的设计中，存在过多的无效电耗。
为防止无效电耗的发生，有学者提出“供热系统分布式变频循环水泵的供热系统”，其水泵装机容量与传统设计方案相比，节电1/3。
分布式供热是一种新型的供热输配方式。
整个分布式供热系统中热源泵、热网泵和热用户泵各司其职，锅炉房内的热源泵，负责热源内部的水循环、热站一次网侧设置热网循环水泵，负责一次网的水循环；热站二次网侧设置热用户循环水泵，负担用户侧的水循环。
分析分布式循环水泵泵节电原因，主要是能更多的消除管网在热媒输送过程中的无效电耗，进而提高了管网的输送效率。
采用分布式循环水泵系统，最大的特点是减少了一次网的设计循环流量（增大了供、回水温差，对于高温水供热更是如此）。
众所周知：当管网比摩阻相同时，分布式循环水泵的设计方案与传统设计方案相比，水泵扬程基本相等。
水泵电机装机电量的节省，主要体现在流量的选择上。
对于传统设计方法，由于循环水泵设置在热源处，其循环流量必然是系统的总设计流量，这就造成系统循环水泵的电功率，远大于实际需要的数值，其结果是在系统的近端热用户形成过量的资用压头，以至于不得不加装流量调节阀进行节流，造成大量电能的无谓浪费。
采用分布式循环水泵系统，不但避免了上述电能的浪费，而且大大降低系统一次网总的循环流量，从而实现在最小的耗电功率下达到最大供热量的输送，这是分布式混水泵节电的根本原因。
第二节分布式变频原理分布式变频原理图传统供热系统一网水压图第三节分布式变频必要性1、及时监测参数、了解系统工况全面及时的掌握供热系统的温度压力、流量等参数，相当于供热系统安装了眼睛，运行人员可以“居调度室而知全局”。
2、均匀调节流量、消除冷热不均通过分布式变频水泵自动实现温度调节，不仅提高了供热效果，同时达到了系统水力工况的自适应调节降低煤耗、电耗，彻底消除冷热不均。
3、合理匹配工况、保证按需供热当系统总供热量与系统总负荷不一致时可能造成全网的平均室温偏高或偏低，总供热量的浪费与不足总是交替出现。
分布式循环水泵供暖系统的设计
控 制 静压线 的确定 ：以热源 首站 标高 为 基 准 标 高 ± ．ｍ，考 虑 到 热 源 供 热参 数 为 ０Ｏ
一
该 工 程 为 泰 安 市 东 部 区 域 集 中 供 热 工 程 ， 划 总供 暖面积 ３ ９８万 ｍ ， 中现有 非 规 ８． 其 节 能建 筑 热 指标 为 ６ Ｗ／ 现 有节 能 建筑 和 ３ ｍ，
２ — ９
区域供 热
２１． ０ ０４期
换 热站 内的一级 网 变频循 环 泵设 置在 回
“
一 水泵 ， 少 减 初投 资 。选择 ２台循 环 泵 同 时 使 用 不 设 备
用 ， 为 变 频 ， 台泵 的流量 按设计 流 量 的 均 单 ６ ％， 程 按 设 计 扬 程 １０ ０ 扬 ０ ％选 型 ， 计 扬 程 设 为从热 源至该 换热 站 的供 、回水沿 程阻 力损
及补水 系统 的设计 ， 不涉 及对其 他部 分 的设
计。 ２１ 热 源循环泵 设计 ．
热 源循环 泵 的选择 ，重 点是 确定 设计 扬
节阀， 减少 了初投 资 。 实 际运 行 中该系 统不 在 但 降低 了能耗 ， 而且 利 于热 网水力 平衡 ， 得 取
了很好 的效果 。
１ 工 程 概 况
炉。
２ 系统设计
本文 只说 明分 布式 循环 水泵 供 暖系统 中
对 热源循 环泵 、 换 热 站 内 一 级 网侧 循 环 泵
能是 承担 热源 内部 的水 循 环 ，而换 热 站 内的 循 环 泵 既 有 承 担 热 网 循 环 泵 的 热 媒 输 送 功 能 ，又有在 热用 户建 立 必要 的资用 压头 的功 能， 并能通 过变 频装 置实现 变 流量调节 。此设 计基 本上 消 除 了无 效 电耗 ，不 用 安装 电动调
分布式供热输配系统理论解析
14暖M空调HV&AC2021年第51卷第5期f分布式输配系统$ W In'^d V^S V^>*分布式供冷供热输配系统是应用于建筑行业暖通空调专业领域的一项新技术。
我国供冷供热的输配方式在过去几十年内采用的都是集中式输配系统。
集中式供冷供热输 配系统在系统设计、运行和调试等方面的问题愈来愈突出，主要体现在：集中式输配系统主循环 泵设置在冷热源处，其扬程是按最不利环路的压力损失确定的，在运行中会出现管网近端用户资 用压力过大、流量过多，远端用户资用压力过小、流量过少的情况，从而使管网系统水力失调，并产生热力失调，导致用户冷热不均。
对此，通常采用调节阀节流来消除近端用户的资用压力，导 致产生无功电耗，使供冷、供热管网输送效率降低。
当系统管路较长、用户支路的阻力相差较悬 殊、负荷变化较大、使用时间及供回水温度不同时，不仅造成输送能耗增大，而且用户的舒适性无 法得到满足，直接影响供冷供热的效果。
随着输配技术的发展,许多集中空调系统和集中供热系统采用了二级泵、三级泵等输配系统 形式，虽然也是采用调节阀节流的方式，但也取得了一定的节能效果。
通过节流的方法平衡系统阻力，暖通空调行业内的专家们过去曾花费很大精力进行了研究，功不可没，今后必要的节流调节会依然存在。
分布式输配系统以泵代阀，整个输配系统没有任何调节阀门，理论上不存在无功电耗，在实 际工程中无功电耗极小。
系统的冷热源泵、沿程泵、用户泵均变频运行，从调节流量、消除系统冷 热不均来说是有效调节。
可根据不同用户的使用要求，在冷热用户侧设置与冷热源循环泵串接 的直连式系统或混连式系统，每个用户按需要从管网提取冷热量。
管网系统采用合理的大温差、小流量运行，用户侧供回水温度可与管网供回水温度相同或不同，实现了同一温度管网不同供回 水温度用户的运行方式，从而降低输配能耗，节电节能，获得更高的输送效率，提高了系统的水力 稳定性，实现了管网的变流量调节，满足了不同用户的输送温度及舒适性要求，达到了节能、高效、智慧的目的。
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方案2分布式变频循环泵供热系统
注：热源泵扬程20mH2O，流量300t/h；11-30供回水干管上的加压泵扬程皆为3mH2O，流量依次为 300、270、240、210、180、150、120、90、60、30、00、270、240、210、180、150、120、90、 60、30t/h；1-10热用户泵，扬程皆为10mH2O，流量皆为30t/h。
方案3分布式变频循环泵供热系统
注：热源泵0扬程10mH2O，流量300t/h；1-10热用户泵，流量皆为30t/h，扬程 依次为16m、22m、28m、34m、40m、46m、52m、58m、64m、70m。
根据特兰根定律计算总功率
以上方案的循环水泵的总功率（理论），根据特兰根定律，可按如下公式计算：
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N0 = ∑ Gi ΔH i N0 N = η • 367
式中：Gi——供热系统各管段的流量，t/h； ∆Hi——供热系统各管段的压降损失，mH2O； η ——水泵效率，取70%； N0——由特兰根定律计算的循环水泵理论总功率，kW； N——循环水泵总功率，kW。
计算结果
案1、方案2、 方案3的循环水泵总功率皆由93.47kW下降为61.9kW， 节电31.5kW，即节电33.8%。 对比水压图，可以明显看出，方案1、2、3泵的 电功率全部在各自的行程内有效的被消耗掉，而没 有无效电耗，因此从节电方面考虑方案1、2、3都是 最优方案。然而从投资和运行管理方面，方案1、2 明显劣于方案3，因此从整体角度考虑，方案3是最 优方案。
方案0传统供热系统
注：0-30为供热系统各管段编号，0为热源，1-10为热用户。
方案1分布式变频循环泵供热系统
注：热源泵扬程20mH2O，流量300t/h；11-30供回水干管上的加压泵扬程皆为3mH2O， 流量依次为300、270、240、210、180、150、120、90、60、30、00、270、240、 210、180、150、120、90、60、30t/h。
供热系统分布式变频循环水泵的设计
2017.11.30
举例说明
• 假设有一供热系统，该系统共10个热用户，供回水设计 温度85/70℃，各热用户设计流量均为30t/h，热用户资 用压头为10mH2O，供回水管道总长度为7692.3m，设计比 摩阻60Pa/m，局部阻力系数30%。各热用户之间的外网供 回水长度各为384.6m。热源内部总压力损失为10mH2O。根 据以上参数有以下四种设计方案。