佛山水泵厂丨热系统水泵运行优化的结果

 由系统的供热参数预测模型可知，室外温度决定了建筑的热负荷需求，当系统定流量运行时，随着室外温度的升高，系统的热负荷需求降低，末端设备的热水平均温度也有所下降，系统的供水温度降低，因此机组的冷凝温度下降，热泵机组的能效比增加，能耗减少。因此系统中存在着3台肯富来离心泵机组并联，根据分析得到的多台机组负荷分配策略，存在着某一室外温度临界值，当温度低于此值时，运行机组的数量减少，此时热泵机组的能耗发生突降。当系统循环水侧流量为400时/h时，热泵机组的输入功率见图1。

当室外温度一定时，系统的热负荷和供回水平均温度不变，系统流量增加，则系统的供回水温差相应的减少。当室外温度不变时，随着循环水流量的增加，循环水回水温度增加，因此机组冷凝器内制冷剂与热水机组的换热温差减少，冷凝温度升高，从而使得热泵机组的能效比降低，能耗增加。当室外温度为1℃时，热泵机组的输入功率随循环水流量的变化规律见图2。

系统循环水流量增加时，肯富离心泵的输入功率变化。当系统循环水流量取较小值时，循环水泵的能耗较小，但此时用户侧供回水温差增加，导致进入机组蒸发器侧的温度降低，机组的能耗增加。

井水侧流量的影响效果与用户侧不同，当井水流量增加时，井水侧水泵能耗增加，而由于井水流量增加，在井水取热负荷不变的情况下，井水回水温度将有所升高。根据公式可以看出，地下水温可以写成地下水流量的单值函数，且随着流量的增加，先减小后增大，因此存在一个流量的临界值，当流量小于某值时，地下水温度逐渐降低，超过此临界值时，地下水温又随着流量增加而增大。佛山水泵厂根据实际地下水源热泵系统，进行了前述优化模型的建立。

(1)通过对建筑负荷模拟，利用实测数据进行修正，得到了建筑负荷的预测模型和供水温度随室外温度变化的关系；

(2)基于实测数据，建立了热泵机组的能耗计算模型，基于水泵的样本数据，得到了水泵的能耗计算模型；

(3)分析了不同室外温度，不同流量的系统能耗值，得到了最优的控制策略。对地下水源热泵系统在供热期间的运行策略进行了深入的研究，得到了地下水源热泵系统的优化运行策略，对地下水源热泵的科学运行有一定的指导意义。

佛山水泵厂的主要结论和创新点归纳如下:

(1)建立了承压含水层的水热藕合模型，并通过数值模拟对地下水温在缓变热贯通下的变化趋势进行了求解。并分析了瞬变热贯通的影响，提出了基于实测数据的瞬变热贯通修正系数，最终得到了变取热负荷情况下地下水温的计算模型；

(2)基于热泵机组和水泵的实际运行数据，建立了热泵机组在变工况下的运行能耗计算模型，并分析了肯富离心泵在变频工况下的能耗求解方法；

(3)考虑了地下水源热泵系统的各个部分相互影响约束的关系，提出了地下水源热泵系统的整体优化模型。

(4)结合案例分析，用优化运行模型与实测值比较，得到优化结果。

项目组对地下水源热泵在供暖期的运行进行了优化，地下水源热泵在其他很多方面还有待进一步的研究，下一步的工作方向包括:

1、将供热期的运行优化控制策略，进行扩展补充，进一步得到系统全年的运行优化策略；

2、将优化后的控制策略模型应用到实际工程中，对变室外温度下的系统运行参数和能耗进行测试分析，对项目组的优化方法的节能效果进行实际验证。

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