簡(jiǎn)介：京杭大運河有著(zhù)千年的歷史，千里的長(cháng)度。溝通五水系，流經(jīng)六省市，集航運、灌溉、防洪工程于一體，是古代中國南北方向唯一的內陸水上交通大動(dòng)脈，工程歷史悠久，內涵豐富。結合南水北調從規劃京杭大運河工程地理位置因素的考慮，對歷史政治、經(jīng)濟及軍事等方面的作用以及規劃思想、治理策略研討。

　　關(guān)鍵字：京杭大運河 地理位置因素

　　經(jīng)濟摘要：本文從理論上闡述了水環(huán)熱泵系統變水量運行的經(jīng)濟意義，并且針對工程實(shí)際提出了水環(huán)熱泵變水量系統的水泵配置及其控制方式。

　　關(guān)鍵詞：水環(huán)熱泵 變水量 水泵 控制

　　Abstract： in this paper， presents economic idea about VWV of water recourse heat pump in the theory. Introduces water pump arrangement about VWV system of water recourse heat pump and control about it from engineering .

　　Keyword： water recourse， VWV， water pump， control

　　目前在房地產(chǎn)領(lǐng)域水環(huán)熱泵空調系統由于其具有系統效率高（相比風(fēng)冷熱泵系統）、投資零活、便于獨立計費等特點(diǎn)應用相當廣泛，也取得了一定地經(jīng)濟效益。然而該系統在使用過(guò)程中也暴露了一些問(wèn)題。如在部分負荷條件下如何減少水泵的運行電耗？

　　在房地產(chǎn)項目的空調系統中目前多采用分區分戶(hù)獨立設置水環(huán)熱泵機組，使用時(shí)各區（戶(hù)）根據自身需要決定開(kāi)停時(shí)間和所需的溫度。冷卻水系統集中設置。收費時(shí)各區（戶(hù)）各自電表分別計費，集中設置的水泵和冷卻塔的電費由各家用戶(hù)分攤。這樣就帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題在過(guò)渡季節和只有少數用戶(hù)入住的情況下如何減少水泵的電耗。關(guān)于這一點(diǎn)我們自然會(huì )想到讓水泵采用變水量運行。但問(wèn)題在于常規中央空調系統冷凍水泵的變水量的極限范圍是由冷水機組蒸發(fā)器型式?jīng)Q定的，一般是滿(mǎn)液式蒸發(fā)器不小于額定水量的70％，干式蒸發(fā)器和溴化鋰機組蒸發(fā)器不小于額定水量的50％。但對于水環(huán)熱泵系統而言其部分負荷有可能達到10％甚至以下，如何在這樣小的負荷下保持水系統的經(jīng)濟運行呢？水系統在設計中又要采取哪些措施呢？

　　第一：各臺水環(huán)熱泵機組的冷卻水進(jìn)品均設置二通閥，其開(kāi)關(guān)與機組聯(lián)動(dòng)，機組開(kāi)其開(kāi)，機組關(guān)其也關(guān)閉。

　　第二：機組側水泵的開(kāi)停與二通閥聯(lián)動(dòng)，系統中只要有一只二通閥處于開(kāi)啟狀態(tài)機組側水泵就投入運行．

　　第三：機組側水泵根據供回壓差進(jìn)行變頻控制．

　　第四：水泵在系統設計過(guò)程中應考慮負荷特點(diǎn)合理搭配大�。�

　　第五：冷卻塔（鍋爐）側水泵根據系統回水溫度決定開(kāi)停．（32℃以上或16℃以下）

　　上述方案在執行過(guò)程中主要要解決兩個(gè)問(wèn)題。第一是根據負荷特點(diǎn)如何合理配置機組側水泵。第二是系統采用何種控制方式．針對這兩點(diǎn)我們分別給與闡述．

　　1 機組側水泵配置

　　采用水泵變速運行的變水量系統在選擇水泵時(shí)應注意兩點(diǎn)，

　　第一，要防止變速后水泵的振動(dòng)頻率與隔振裝置的固有頻率相同形成共振。

　　第二，要防止水系統由于二通閥的關(guān)閉造成其管路特性曲線(xiàn)的變化，從而使水泵的工作點(diǎn)進(jìn)入喘振區。（關(guān)于這一點(diǎn)可在水泵選型時(shí)由生產(chǎn)廠(chǎng)家來(lái)進(jìn)行校核）

　　下面我們通過(guò)一個(gè)個(gè)工程實(shí)例來(lái)說(shuō)明變水量系統的水泵選型。某房地產(chǎn)工程采用水環(huán)熱泵空調系統，其冷卻水總量為600t/h，該系統最小負荷有可能達到設計負荷的5%.，正常情況下配置三臺水泵，每臺流量為200 t/h.假設水泵的額定轉速均為1450r/min.當部分負荷為5%時(shí)，如果循環(huán)水量隨之降低，那么水泵此時(shí)的轉速將要達到218 r/min（定壓系統水泵流量與轉速成一次方關(guān)系）。那么這時(shí)會(huì )發(fā)生什么情況呢？

　　我們知道一臺轉速為1450 r/min水泵的振動(dòng)頻率約為24HZ，當水泵轉速減為218 r/min時(shí)水泵的振動(dòng)頻率約為3.6HZ.而一般的減震器的固有頻率約在3~6HZ.這樣水泵在減速過(guò)程中就會(huì )發(fā)生共振。因此為了防止共振（同時(shí)也為了控制水泵振動(dòng)的傳遞率），對與一般民用建筑而言水泵振動(dòng)頻率與減震器固有頻率之比應在2.5以上。本例中假定減震器固有頻率為6HZ，那么水泵的振動(dòng)頻率應在15HZ以上，水泵的轉速最低應不小于900 r/min（此時(shí)水泵流量約為120 t/h）。這個(gè)轉速正好對應系統處于20%的部分負荷下。因此為了保證系統處于更低負荷時(shí)水泵也能經(jīng)濟運行，我們在水系統設計中另外配置了一臺小水泵。

　　小水泵配置依據是當一臺大水泵運行至其最低轉速時(shí)，如果系統負荷仍進(jìn)一步下降，那么大水泵停機，開(kāi)啟小水泵。也就是小水泵的最大流量為一臺大水泵的調速后的最小流量。

　　本例中小水泵的流量應為120 t/h（其額定轉速仍為1450 r/min）。當其轉速為900 r/min時(shí)，流量約為75 t/h，這個(gè)流量約對應12.5%的部分負荷。這樣的水泵配置基本上可滿(mǎn)足水系統的經(jīng)濟運行。如果還需隨負荷下降進(jìn)一步降低水流量，那還可配一臺更小流量的水泵。其原則同。本例中這臺水泵的額定流量為75 t/h（額定轉速為1450 r/min），當其轉速降為900 r/min時(shí)，水泵流量降為45 t/h，基本對應系統7.5%的部分負荷。這種配置方式可進(jìn)一步降低水泵在低負荷時(shí)的電耗。

　　2 變水量系統控制方式

　　變水量系統采用DDC控制方式，這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是（1）整個(gè)系統系統可靠、節能。（2）產(chǎn)品價(jià)格日趨低廉、安裝費用低、節省空間。（3）使用方便、升級容易、安全性強。（4）有技術(shù)支持。（5）可以實(shí)現水泵軟啟動(dòng)，使啟動(dòng)過(guò)程對電網(wǎng)影響小。

　　整個(gè)控制系統是在每個(gè)樓層或一定的空調區域設置一臺現場(chǎng)控制器，當有一臺水環(huán)熱泵機組投入使用后與其對應的二通閥即打開(kāi)（機組與二通閥間的控制由機組自身配套控制器實(shí)現）。二通閥開(kāi)戶(hù)信號傳至現場(chǎng)控制器，再由現場(chǎng)控制器將信號傳至整個(gè)樓宇的中央集中控制器，最后由中央集中控制器將信號傳至水泵，控制水泵啟動(dòng)。當系統中所有水環(huán)熱泵機組均停止工作時(shí)，所有二通閥均關(guān)閉，此時(shí)沒(méi)有信號傳至現場(chǎng)控制器，中央集中控制器也無(wú)信號輸入，這時(shí)其即控制水泵關(guān)閉。

　　中央集中控制器將信號傳至水泵（組）后，水泵啟動(dòng)。根據上面的例子75 t/h流量的小水泵先啟動(dòng)。該水泵啟動(dòng)后其轉速由機組側的供回水壓差控制，隨著(zhù)系統中投入運行的機組增多，呈開(kāi)啟狀態(tài)的二通閥也隨之增多，系統供回水壓差逐漸減小，水泵的轉速逐漸提高。當小水泵的轉速達到其額定轉速后供回水壓差如果再減小，這臺小水泵停止運行，流量為

　　120 t/h的水泵接著(zhù)投入運行，如果系統中呈開(kāi)啟狀態(tài)的二通閥繼續增多，系統供回水壓差繼續減小，水泵的轉速繼續提高，當水泵達到其額定轉速時(shí)，如果供回水壓差再下降那么這臺水泵停止運行，一臺200 t/h流量的水泵開(kāi)始投入。這臺水泵的轉速仍由供回水壓差控制逐漸提高，當達到其額定轉速后，如果供回水壓差再下降，第二臺200 t/h流量的水泵投入運行。這時(shí)第一臺200 t/h流量的水泵減速，這兩臺水泵同時(shí)受供回水壓差控制保持同步轉速。當這兩臺水泵均達到額定轉速后，如果壓差繼續下降那么第三臺200 t/h流量的水泵繼續投入運行。此時(shí)原來(lái)達到額定轉速的兩臺水泵減速，三臺水泵同受供回水壓差控制保持同步轉速，直至系統達到滿(mǎn)負荷狀態(tài)三臺水泵均達到額定轉速。

　　對于冷卻塔（鍋爐）側水泵其開(kāi)停受機組側水泵的回水溫度控制，采用定水量運行模式�；厮疁囟瘸�過(guò)32℃時(shí)水泵開(kāi)啟，冷卻塔投入運行。當回水溫度低于16℃時(shí)水泵開(kāi)啟，鍋爐投入運行。

　　3 變水量運行經(jīng)濟性分析

　　機組側水泵采用變水量運行模式后其節能效果究竟如何？我們仍根據前面的工程實(shí)例做一分析。

　　該房地產(chǎn)項目為一綜合工程，其內包括辦公、商場(chǎng)、住宅等部分。其全年空調運行時(shí)間為250天。（即6000小時(shí)）整個(gè)樓宇全年空調負荷分布見(jiàn)表一：

　　表一 樓宇全年空調負荷分布表

　　幾種型號水泵的額定功率分別為：（1）流量200 t/h水泵，額定功率為22kw.（2）流量120 t/h水泵，額定功率為11kw.（3）流量75 t/h水泵，額定功率為7.5kw.根據定壓系統水泵流量與輸入功率呈一次方關(guān)系，我們可以計算出變水量系統的水泵在不同空調負荷率下的輸入功率。見(jiàn)表二。

　　表二 空調系統部分負荷條件下的水泵輸入功率（變水量1）