深井泵变频技术在地下水源热泵中的应用
近几年来，变频调速技术以其显著的节能效果和可靠的控制方式在空调系统中水泵和风机应用较多，并且其技术也比较成熟，但在地下水源热泵空调系统中深井泵供水应用，目前还很少见，但是却相当有必要。对沈阳地区的地下水源热泵应用试点调查发现，在地下水源热泵空调系统中，当热泵容量不大一台深井泵的供水量能满足两台或更多热泵机组所需的水量。在实际运行中发现，热泵机组大部分时间部分负荷运行，而深井泵一直在满负荷状态运行，结果造成了电费及水费的大量增加。因此深井泵变频调速供水技术在地下水源热泵系统中的应用具有很大的节能潜力。
2工程概况
本文的分析以实际工程冬季运行为研究对象，工程概况如下：
某高校新校区办公楼层数五层，建筑面积11030m2，夏季空调设计冷负荷为894kw，冬季空调设计热负荷为1012kw。办公楼冷热源采用两台地下水源热泵机组，制热工况：制热量515kw，输入功率136.02kw，冷水流量65m3/h，热水量88.6m3/h，一台抽水泵抽水量160m3/h，功率37kw。冬季运行时间：11月份~3月份，每天24小时运行。
3深井泵变频调速供水控制方法
深井泵采用温差控制法。由于热泵机组在制热工况下，必须保证蒸发器出水温度不能过低，所以在深井泵回水管道上设温度传感器，设定温度为tjh。井水源侧回水温度大于tjh值时，深井泵控制器向变频器发出降低电流频率信号，变频器将输入电源的频率降低，深井泵的转数相应降低，水泵供水量、轴功率和电动机输入功率也随之降低，从而达到了节能的目的。当水源侧回水温度低于tjh值时，增频调节。
4水泵变速调节原理
改变水泵的转速，可以改变水泵的性能，从而达到调节工况点的目的。根据相似定律，对于同一台水泵以不同转速运行时，水泵的流量、扬程、轴功率与转速的关系，可用下式表示：
q/qe=n/ne（1）
h/he=（n/ne）2（2）
p/pe=（n/ne）3（3）
式中：ne——水泵额定转速，r/min；n——实际运行工况下的转速，r/min；
qe——水泵额定转速时的流量，m3/h；q——实际运行工况下的流量，m3/h；
he——水泵额定转速时的扬程，m；h——实际运行工况下的扬程，m；
pe——水泵额定转速时的功率，kw；p——实际运行工况下的功率，kw。
由（1）式和（2）式，可得
h1/q12=h2/q22=k（4）
即h=kq2（5）
（5）式是以坐标原点为顶点的二次抛物线，线上各点具有相似工况，由相似定律知，当水泵前后的转速变化的时候，水泵效率不变，故相似工况抛物线也称等效率曲线。因此从节能角度考虑，通常采用改变水泵转速的方法来改变水泵的工况点，尽量使其在率范围内工作。
5水泵变频范围的确定
当热泵机组负荷变化时，深井泵的供水量也随之变化。深井泵的供水量在（qmin～qe）之间，即深井泵的变频范围（nmin～ne），如图1所示。
热泵机组所需的zui小流量为40m3/h（设备要求），即为深井泵的zui小供水量，则深井泵的zui小转速：得：
nmin=qmin/qe×ne=40/160×2900=725转/分
冬季制热工况深井泵的变频范围：725转/分～2900转/分。
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2工程概况
本文的分析以实际工程冬季运行为研究对象，工程概况如下：
某高校新校区办公楼层数五层，建筑面积11030m2，夏季空调设计冷负荷为894kw，冬季空调设计热负荷为1012kw。办公楼冷热源采用两台地下水源热泵机组，制热工况：制热量515kw，输入功率136.02kw，冷水流量65m3/h，热水量88.6m3/h，一台抽水泵抽水量160m3/h，功率37kw。冬季运行时间：11月份~3月份，每天24小时运行。
3深井泵变频调速供水控制方法
深井泵采用温差控制法。由于热泵机组在制热工况下，必须保证蒸发器出水温度不能过低，所以在深井泵回水管道上设温度传感器，设定温度为tjh。井水源侧回水温度大于tjh值时，深井泵控制器向变频器发出降低电流频率信号，变频器将输入电源的频率降低，深井泵的转数相应降低，水泵供水量、轴功率和电动机输入功率也随之降低，从而达到了节能的目的。当水源侧回水温度低于tjh值时，增频调节。
4水泵变速调节原理
改变水泵的转速，可以改变水泵的性能，从而达到调节工况点的目的。根据相似定律，对于同一台水泵以不同转速运行时，水泵的流量、扬程、轴功率与转速的关系，可用下式表示：
q/qe=n/ne（1）
h/he=（n/ne）2（2）
p/pe=（n/ne）3（3）
式中：ne——水泵额定转速，r/min；n——实际运行工况下的转速，r/min；
qe——水泵额定转速时的流量，m3/h；q——实际运行工况下的流量，m3/h；
he——水泵额定转速时的扬程，m；h——实际运行工况下的扬程，m；
pe——水泵额定转速时的功率，kw；p——实际运行工况下的功率，kw。
由（1）式和（2）式，可得
h1/q12=h2/q22=k（4）
即h=kq2（5）
（5）式是以坐标原点为顶点的二次抛物线，线上各点具有相似工况，由相似定律知，当水泵前后的转速变化的时候，水泵效率不变，故相似工况抛物线也称等效率曲线。因此从节能角度考虑，通常采用改变水泵转速的方法来改变水泵的工况点，尽量使其在率范围内工作。
5水泵变频范围的确定
当热泵机组负荷变化时，深井泵的供水量也随之变化。深井泵的供水量在（qmin～qe）之间，即深井泵的变频范围（nmin～ne），如图1所示。
热泵机组所需的zui小流量为40m3/h（设备要求），即为深井泵的zui小供水量，则深井泵的zui小转速：得：
nmin=qmin/qe×ne=40/160×2900=725转/分
冬季制热工况深井泵的变频范围：725转/分～2900转/分。
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