８ 、ｉ■ 换热循环泵节能优化控制策略 方案分析 文Ｉ北京建筑技术发展有限责任公司 王志 【摘要】本文介绍了在某酒店生活热水系统节能改造项目中，通过详细的现场测试，提出两种换热 循环泵节能优化控制策略，并基于数据计算和模拟分析，提出了换热循环泵节能控制改造具体建议 的成功经验，为同类型系统节能改造提供了典型的工程案例。 【关键词】换热循环泵变频控制间歇启停控制模拟分析 １引言 某酒店的生活热水系统由市政热力管网提 中在上午６：００—９：００和晚上２１：００～２４：００两 个时段。一次供水温度基本恒定，维持在 ８２．５０（３。二次供水温度也基本维持在５７．５￣Ｃ， 供加热热水，通过供给不同功能区域的８台板 式换热器，将制备的生活热水储存在热水罐中， 构成二次侧水循环系统；通过ＨＷＰ系列的循 环泵，将热水罐和用户侧连接，利用高位水箱 提供的压力将生活热水送至用户侧，ＨＷＰ系 列循环泵只起到维持热水循环的作用。 系统流程如图１所示。 用水高峰时段略有下降，表明现有系统控制 效果良好。 ２现场测试数据分析 生活热水所用换热器共计８台，使用比 较典型的ＳＴ一３板换对其一、二次侧供、回 生活热水系统的控制策略是，通过在二 次侧的供水管道上设置的温度传感器来控制 一水温度进行测试。由于二次侧定流量运行， 因此供回水温差变化反映了用户侧消耗的生 活热水量的变化。通过图２可以看出：生 活用水高峰时段为上午６：００～９：００和晚上 ２１：００～２４：００。日常时段，二次侧供回水温差 次侧市政热力管道上的电动调节阀，以此 来维持热水罐中的水温。水温过高时，减小 电动阀的开度；反之，若水温过低，则加大 水阀开度。测试表明，生活用水高峰时段集 基本维持在０．７℃左右，高峰时段温差上升， 次 ｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ＆Ｃｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ２０１ ０ ７ Ｎｏ １ ６４ ５９ Ｂ ６ ５ ４ ３ ２ Ｏ 最高为５ ５℃，次高峰时段温差最高为３．９℃。 ｌ ｌ ｉ， ｌ ｌ ｛ｔ一 ． ｋｌ 《耋 炎 ｛投 ｉ Ｉ ．Ｊ ｌ； ．１｛ ｌ ｊＩ｜ ． ．Ｉ＿ｌ’ 。． ８—２ ８—３ ８—３ ８—４ ８—４ ８—５ ８—５ ８—６ ８—６ ８—７ １ ２：００ ０：００ １ ２：００ ０：００ １ ２：００ ０：００ １ ２：００ ０：００ １ ２：００ ０：００ 二次侧回水温度反映了水罐的温度和用 户侧供水温度，可以认为三者基本相等。如 图３所示，非高峰时段二次侧回水温度维持 在５７ ７￣Ｃ左右，最低达到５５ ２℃；高峰时段， 回水温度下降，最低达到５２．２￣Ｃ。 ５９ ５８ ５７ ’ ＾ｊ一．－一ｌ 。—’Ｉｌ＾Ｊ， ，１． ５６ ｆ ｆ释 ｆ ｌ， ｛ ｌ ｌ ５５ ｆ ｌ ｆ １Ｉｆ ５４ ｌ Ｉ 疆 ， ｌ ５３ ｌ ’ ５２ ８—２ ８—３ ８—３ ８—４ ８—４ ８—５ ８—５ ８—６ ８—６ ８—７ １ ２：００ ０：００ １ ２：００ ０：００ １ ２：００ ０：００ １ ２：００ ０：００ １ ２：００ ０：００ ３节能优化控制策略 生活热水二次侧热水循环泵全天２４小时 运行，为用户供给热水的热水泵也是２４小时 运行，因此运行能耗较高。下面针对此问题， 对两种控制方式进行专题研究。 ３．１变频控制 变频控制流程如图４所示。 （１）换热器二次侧循环水泵变频控制策略 在二次侧供回水管道上设置温度传感器 （共计２个）。根据二次侧供回水温差来控制 二次侧热水循环水泵的频率，温差过小时提 ６０智能建筑与城市信息２０１ Ｏ年第７期总第１ ６４期 温度传感器 用 ～ 尸 侧 ＨＰ 高水泵输出频率，温差过大时降低水泵频率。 设定温差为３℃。 （２）一次侧热水阀门控制策略 沿用根据二次侧供水温度来控制一次侧 电动水阀开度的控制策略，供水温度降低时 增大水阀开度，供水温度升高时减小水阀开 度。设定供水温度为６０℃。 （３）能量理论分析 下面取一典型曰对变频控制的能量理论 进行分析。 上午１ ０：Ｏ０，３＃换热器一、二次侧水 温瞬时测量值的测试结果如表１所示。 表１一、二次侧水温测试值表 一次侧供水 一次侧回 二次侧供 二次侧回水 温度Ｔ 水温度Ｔ’ 水温度ｔ 温度ｔ， ８５ １℃ ５９℃ ５８ ４１２ ５７．５℃ 一次侧供、回水温差为２６．１℃，二次侧 供回、水温差为０．９℃。 假定某时间段用户侧需要的热水量为Ｇ， 需要换热器提供给二次侧的热量为Ｑ，此时 二次侧热量： Ｑ＝ ３６００ ×Ｐ×Ｃ×（，２－ １） 式中，ｐ为水的密度，单位为ｋｇ／ｍ。；Ｃ 为水的比热，大小为４ ２×１Ｏ。Ｊ／（ｋｇ・℃）； ｔ 为二次侧供水温度；ｔ 为二次侧回水温Ｊ 保 持不变）。 若此时降低水泵的频率或关小泵后的阀 门，使二次侧热水循环量减少，则Ｔ，将增大， 因此换热器的对数平均温差（逆流）为： （７ —ｔ２）～（７ 一ｆ ） 一换热器一 １ｎ ｎ： ，罩星 ＿式中，Ｔ 为一次侧供水温度（保持不变）， Ｔ，为一次侧回水温度。 而能量平衡方程为： Ｇ１・Ｐ・Ｃ・△ｔ１＝Ｋ・Ｆ・Ｔ换热器＝Ｑ 式中，Ｇ 为一次侧的流量，／ｋ ｔ 为一次 侧的供回水温差，Ｋ为换热器的换热系数，Ｆ 为换热器的换热面积。 由上式可以计算出一次侧的回水温度， 进而计算出其流量的增加比例，再结合二次 侧的流量减少引起的水泵功率下降，比较两 者的费用情况，便可确定节能量。 （４）瞬时数据验证 原水泵流量为Ｇ（通过测试可知为５７ｍ３／ｈ）， 二次侧的供回水温差为０．９℃，据此可以计算 出瞬时换热量Ｑ，再结合测得的换热器前后 供、回水温度即可计算出ＫＦ值： ５７×ｌＯ００ｘ４２００ｘ０．９ ＫＦ＝ 而 ＝６８４０Ｊ／￣Ｃ ，８５．１—５８ ４ Ｉｎ————— ５９—５７ ５ 多数情况下二次侧的供回水温差小于 ２．５℃，若取供回水温差５℃作为变频控制目 标，同时设置２５Ｈｚ为变频器的工作频率下限， 则实际运行过程中多数情况下水泵将运行在 １／２Ｇ的流量下。以此为计算依据，根据下式： Ｇ Ｘ ０．９＝１／２Ｇ Ｘ（ｔ 一５７ ５） 可求出二次侧的供水温度为５９．３ｏＣ，则 此时换热器的对数平均温差为： …（８５，ｌ ５９ ３）一（ 一５７ ５） 换热 一 ．８５ １—５９ ３ ｌｎ ７ 一５７ ５ ＝等Ｉｎ ＿８＿７５ ７ 一５７．５ 通过试凑法求得Ｔ，为５９．１３￣Ｃ，则前后 次侧流量的比值为： （８５．１—５９．１３） １ ≈—— （８５．１—５９） １．Ｏ１ 而前后二次侧水泵功率的比值为： ｆＩ ！５８．： ４—５７．二 ！： ５／ ：８ 也就是说，在一次侧流量增加约１％的 情况下，二次侧水泵的功率将降低到原来的 １／８。 表２展示出了二次侧流量变化与水泵功 率变化的计算结果。 表２二次侧流量变化后各参量变化情况表 二次侧流量 ｔ （℃） Ｔ，（℃） 一次侧流量 水泵功率 比值 比值 比值 ０ ８ ５８ ６３ ５９ ０３ １ Ｏ０ ０．５１２ ０ ７ ５８ ７９ ５９ ０６ １ Ｏ０ ０．３４３ ０ ６ ５９ ００ ５９ Ｏ９ １ ００ ０＿２１６ ０．５ ５９．３Ｏ ５９．１３ １ ０１ ０ １２５ ３．２间歇启停控制 间歇启停控制流程，如图５所示。 市 （１）板换二次侧热水循环水泵控制策略 在热水罐的中部及二次侧回水管道上分 别设置温度传感器（共计两个）。 根据热水罐中部温度传感器测得的温度 来控制板换二次侧水泵的启停，设定温度为 ６０℃，偏差为±１℃。当热水罐中部温度低 于５９ｏＣ时，启动循环水泵；当水温高于６１℃ 时停泵。 （２）一次侧热水阀门控制 根据二次侧回水温度来控制一次侧电动 水阀的开度，回水温度偏低时加大水阀开度， 回水温度偏高时减小水阀开度。设定回水温 度为５８ｏＣ（恒定）。 （３）间歇启停控制策略 生活用水高峰在上午６：００～９：００和晚上 ２１：００～２４：００，若水泵只在此段时间运行，即 每天运行９小时（￣ｔ－／ｍ ３小时的冗余时间）， ｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ＆Ｃｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ２０１０ ７ Ｎｏ．１６４ ６１ ＿■Ｂ 绿色建筑评价中的建筑智能化 文ｊ广西华蓝设计（集团）有限公司 粟卫权李琰 【摘 要】本文主要从智能建筑与绿色建筑之间关系的角度对《绿色建筑评价标准》（ＧＢ／Ｔ ５０３７８～ ２００６）以及绿色建筑评价标识体系的相关内容进行了论述。 【关键词】绿色建筑评价智能建筑物业管理 “十七大”提出了建设生态文明，基本 形成节约能源资源和保护生态环境的产业结 构、增长方式、消费模式的发展目标。我国 建筑能耗从２０００年的２．８亿吨标准煤增长 到２００６年的５ ０亿吨标准煤，而与建筑有 【２００７】２０６号）和《绿色建筑评价技术细 则（试行）》（建科【２００７】２０５号）也相继 出台，我国的绿色建筑评价标准和评价标识 体系基本建立。 作为建筑智能化的从业者，我们应该发 挥本专业的优势，积极介入绿色建筑的建 设和评价工作，推动我国绿色建筑的整体 发展。 关的空气污染、光污染、电磁污染等约占环 境总体污染的３４％，建筑垃圾约占人类活 动产生的垃圾总量的４０％，因此打造绿色 建筑成为了建设领域贯彻“十七大”精神， 统筹经济社会发展、人与自然和谐发展的重 要举措。 接下来，笔者就从智能建筑与绿色建筑 之间关系的角度谈一谈自己对《绿色建筑评 价标准》（ＧＢ／Ｔ ５０３７８—２００６）以及绿色建筑 评价标识的评价方法的认识。 ２００６年６月，国家标准《绿色建筑评 价标准》（ＧＢ／Ｔ ５０３７８—２００６）由住房和城 乡建设部正式发布实施，２００７年８月，《绿 色建筑评价标识管理办法（试行）》（建科 １绿色建筑和智能建筑的关系 《绿色建筑评价标准》（ＧＢ／Ｔ ５０３７８～ 则可以节省很大一部分电量，计算结果如下： 目前循环泵年耗电＝２４ｈ Ｘ ６Ｉ ５ｋＷ×３６５＝５３８７４０ｋＷｈ 改造后循环泵年耗电＝９ｈ Ｘ ６１ ５ｋＷ Ｘ ３６５＝２０２０２７．５ｋＷｈ 改造后年节电量＝５３８７４０ｋＷｈ一２０２０２７ ５ｋＷｈ＝３３６７１２ ５ｋＷｈ 模拟分析也证明，启停控制可以满足用 户对水温的要求。 表３两种控制策略经济性对比表 控制 成本 节约电费 年收益 回收期 方式 （万元） （万元） （万元） （年】 间歇启停控制 １２．４０ ２６ ９４ ２６ ９４ Ｏ ５ 变频控制（０ ５） １８．７５ ３７．６３ ３７ ４３ ０ ５ 变频控制（０ ６） １８ ５５ ３３ ７２ ３３ｌ７２ ０ ６ 变频控制（０ｌ７） １８ ５５ ２８ ２６ ２８ ２６ ０＿７ 变频控制（Ｏ．８） １８．５５ ２０．９８ ２０。９８ Ｏ．９ 前提下，水泵年节电量明显，收益较大，回收 ４改造建议汇总及节能潜力分析 两种控制策略经济性的对比如表３所示。 期相对较长；间歇启停控制初投资低，但是一 次侧水费增加明显，年收益比较低。因此在具 体改造过程中，还应考虑现有设备的性能特点， 总体而言，两种控制策略各有优缺点。变 频控制初投资较高，在一次侧水费增加较小的 进行综合技术经济性能比较后加以实施。 圈 ６２智能建筑与城市信息２０１Ｏ年第７期总第１６４期