循環(huán)水泵系統(tǒng)節(jié)能的理論基礎(chǔ)

循環(huán)水系統(tǒng)的能耗部件主要是水泵和冷卻塔風(fēng)機(jī)，此兩項以及工藝、氣候之間存在密切的關(guān)聯(lián)，因此分析難度較大。下面介紹基本理論，有助于對各種節(jié)能技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的分析。

【水泵分析理論】

水泵主要的分析理論在于水泵的兩條曲線，分別是性能曲線和效率曲線，由于水泵的真實表現(xiàn)主要受到揚程影響，因此將性能曲線和效率曲線都以揚程為自變量繪出，如下所示：

流量曲線                                                                   效率曲線

對于變速泵，遵循相似原理，曲線如下所示：

以上曲線，含有豐富的信息量，只要充分解讀，就能夠分析水泵的性能和節(jié)能潛力，北京時代科儀的工程師就是采用以上曲線充分挖掘，實現(xiàn)了諸多節(jié)能方法的分析過程。

【系統(tǒng)運行分析理論】

循環(huán)水系統(tǒng)的運行具有較多變量，如何準(zhǔn)確、快捷分析其節(jié)能潛力？北京時代科儀的工程師采用兩個基本公式對循環(huán)水進(jìn)行分析，獲得主要的節(jié)能潛力數(shù)據(jù)：

熱功率的傳遞公式

循環(huán)冷卻水的任務(wù)就是將熱量帶走并散發(fā)到空氣中去，因此帶走熱量就是循環(huán)冷卻水的任務(wù)，帶走的熱量按照熱功率來計算，那么熱功率為：  

P=cQΔT

其中P為熱功率，c為水的比熱（常數(shù)），Q為水的流量，ΔT為出水和回水的溫差，等于進(jìn)入冷卻塔和流出冷卻塔的溫差。

此公式用于分析流量、溫差的相互關(guān)系，并考慮氣候?qū)ι岬挠绊?，作為智能化控制的基礎(chǔ)理論。

水泵功率的表達(dá)式

循環(huán)冷卻水的代價主要是電能的消耗、水的消耗、清洗維護(hù)成本等。

其中水泵電能消耗的為：

P功耗=Qh/η

其中P功耗為水泵的功耗，Q為流量，h為水泵的揚程，η為水泵的效率。

從這個表達(dá)式，我們可以分析減小功耗的途徑是：

充分利用或者減小流量Q，

充分利用或者減小揚程h，

提高泵的效率η。

北京時代科儀的工程師通過以上表達(dá)式，對節(jié)能方法進(jìn)行分析，以下進(jìn)行初步解釋：

流量Q：由于Q與溫差ΔT成反比，那么就應(yīng)該保證合理的溫差，根據(jù)氣候變化進(jìn)行準(zhǔn)確的流量調(diào)節(jié)，還要保證冷卻塔的散熱能力，保證水流進(jìn)入冷卻塔的均衡性，充分利用流量。

揚程h：根據(jù)現(xiàn)場不同的特點，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)揚程h使得運行在最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)，對于系統(tǒng)設(shè)計不合理的可進(jìn)行改進(jìn)，使得泵的入口存在較大揚程從而減少對揚程的需求，敞開閥門使得揚程損失減小，有條件時可采用富裕揚程發(fā)電回收等。

水泵效率η：水泵的效率與實際運行狀況密切相關(guān)，不同工況下水泵的效率可能大幅變動，針對現(xiàn)場實際情況修改水泵的設(shè)計或者進(jìn)行精確的調(diào)節(jié)使得水泵運行在高效狀態(tài)非常必要。

經(jīng)過上述三個過程的優(yōu)化，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的實際功耗通常能夠顯著下降，部分的還可實現(xiàn)節(jié)水、減少清洗等效果，但是不同現(xiàn)場的循環(huán)冷卻水條件各不相同，經(jīng)過分析后采取的節(jié)能手段也不相同，工程師們致力于提供一站式服務(wù)，綜合手段減少循環(huán)冷卻水的能耗。