專利名稱：泵閥集成節(jié)能裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于水泵單機(jī)運(yùn)行能效優(yōu)化方法的泵閥一體集成節(jié)能裝置。
背景技術(shù)：
在中央空調(diào)水系統(tǒng)、區(qū)域供熱水系統(tǒng)、工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的輸配管網(wǎng)中普遍存在著水泵機(jī)組要求連續(xù)工作、系統(tǒng)運(yùn)行能耗偏高、自動(dòng)化程度低、節(jié)能空間大等特定，水泵的單機(jī)高效化及泵閥一體化集成節(jié)能裝置，是循環(huán)水系統(tǒng)輸配管網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)水泵單機(jī)運(yùn)行能效最優(yōu)的節(jié)能方法。目前普遍用于水泵的節(jié)能技術(shù)，大多是應(yīng)用簡(jiǎn)單的變頻調(diào)速裝置，結(jié)合單回路控制方法，確實(shí)具有一定的節(jié)能效果。但這種節(jié)能方法并不能保證水泵的單機(jī)運(yùn)行能效最優(yōu)，因?yàn)樵械乃迷O(shè)計(jì)選型，在工頻運(yùn)行工況下本身就存在大量的裕量，簡(jiǎn)單的變頻調(diào)速不能保證水泵一定在高效區(qū)運(yùn)行。目前公知的還沒有發(fā)現(xiàn)水泵的高效化方法及泵閥集成節(jié)能裝置。水泵單機(jī)運(yùn)行能效最優(yōu)、及泵閥一體化集成節(jié)能裝置，是本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于水泵單機(jī)運(yùn)行能效優(yōu)化方法的泵閥一體集成節(jié)能裝置。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)施的一種泵閥集成節(jié)能裝置，包括設(shè)于水泵進(jìn)口或者水泵出口出處的閥體調(diào)節(jié)組件、變頻器、DCS/PLC、運(yùn)行優(yōu)化軟件平臺(tái)裝置。閥體調(diào)節(jié)組件可以是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、液壓調(diào)節(jié)閥或者手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。閥門調(diào)節(jié)組件通過接線端子直接連接到DCS/PLC。作為優(yōu)選，所述水泵進(jìn)出口處的壓力傳感器通過電纜線和接線端子接入到DCS/PLC的模擬量輸入端。作為優(yōu)選，DCS/PLC的模擬量輸出端直接連接變頻調(diào)速裝置。作為優(yōu)選，DCS/PLC也可以應(yīng)用數(shù)字量輸出端直接連接變頻調(diào)速裝置。作為優(yōu)選，DCS/PLC也可以應(yīng)用總線方式直接連接變頻調(diào)速裝置。作為優(yōu)選，運(yùn)行優(yōu)化軟件平臺(tái)裝置可以在線實(shí)時(shí)輸出水泵單機(jī)運(yùn)行能效優(yōu)化目標(biāo)值，結(jié)果直接傳輸DCS/PLC。作為優(yōu)選，運(yùn)行優(yōu)化軟件平臺(tái)裝置也可以利用筆記本電腦離線計(jì)算出水泵單機(jī)運(yùn)行能效優(yōu)化目標(biāo)值，決定閥體調(diào)節(jié)組件的調(diào)節(jié)開度、原水泵的葉輪外徑切割、或者改變?cè)玫乃δＰ?更換水泵)。DCS為分散控制系統(tǒng)縮寫，PLC為可編程邏輯控制器縮寫。本實(shí)用新型的有益效果在于泵閥一體集成節(jié)能裝置能夠用于水泵單機(jī)運(yùn)行能效優(yōu)化方法的實(shí)現(xiàn)，能顯著提高循環(huán)水水系統(tǒng)的主機(jī)能效，節(jié)能效益十分明顯。
圖I為泵閥一體化節(jié)能集成裝置示意圖。圖2為水泵特性曲線。 圖中1水泵、2水泵進(jìn)出口的壓力傳感器、3閥體調(diào)節(jié)組件、4變頻器、5 DCS/PLC裝置、6電纜線和連接端子、7運(yùn)行優(yōu)化軟件平臺(tái)裝置。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明實(shí)施例I :圖中給出了泵閥集成聯(lián)合調(diào)節(jié)技術(shù)流程示意圖。一種泵閥集成節(jié)能裝置，包括設(shè)于水泵I進(jìn)口或者水泵出口出處的閥體調(diào)節(jié)組件3、變頻器4、分散控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制器、運(yùn)行優(yōu)化軟件平臺(tái)裝置；閥體調(diào)節(jié)組件通過接線端子直接連接到分散控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制器。水泵進(jìn)出口處的壓力傳感器2通過電纜線和接線端子6接入到分散控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制器的模擬量輸入端，運(yùn)行優(yōu)化平臺(tái)軟件7內(nèi)嵌入或者下載一種“水泵單機(jī)運(yùn)行能效優(yōu)化程序”，利用該程序的運(yùn)行結(jié)果傳輸給DCS/PLC裝置5，做如下最優(yōu)化的工作(A)通過變頻與閥體調(diào)節(jié)組件聯(lián)合調(diào)節(jié)，使水泵單機(jī)運(yùn)行能效最優(yōu)化；(B)閥體調(diào)節(jié)組件的開度調(diào)節(jié)結(jié)合原水泵的葉輪外徑切割；(C)閥體調(diào)節(jié)組件的開度調(diào)節(jié)結(jié)合改變?cè)玫乃δＰ?更換水泵)；(D)按(A) + (B)的組合；(E)按(A)+ (C)的組合;水泵的高效化方法及泵閥集成節(jié)能裝置的節(jié)能分析如下(—)、閥體調(diào)節(jié)組件單獨(dú)調(diào)節(jié)的節(jié)能分析針對(duì)某水泵，利用閥體調(diào)節(jié)組件調(diào)節(jié)后，水泵運(yùn)行內(nèi)效率由
V= 55%上升到= 65%。水泵軸功率按計(jì)算公式N= (H 'Qm-g) =(P-E-Q-H)IiJ(4)利用閥體調(diào)節(jié)組件進(jìn)行運(yùn)行工況點(diǎn)強(qiáng)化偏移，盡管(P g ' ρ · /i)值增加了 10%左右，但電機(jī)功率反而下降到93%。具體計(jì)算公式
I.Ix Co-g-β-Ar)/65% d——m^-= 93%(5)
1.0χ(^.δ·ρ/ )/55%(二 )、單一變頻調(diào)速技術(shù)的節(jié)能分析同樣針對(duì)該水泵，如果采用傳統(tǒng)的變頻調(diào)速技術(shù)將運(yùn)行點(diǎn)從I.Ix (P'gj'AO變至IjI.Ox(Pf ρ'/ζ),而水泵的內(nèi)效率基本維持在5 = 55% ,此時(shí)的電機(jī)功率= t,0x (p - g · Q H)/55% = l.E2x(p■ g- Q- H)(6)假設(shè)沒有應(yīng)用變頻器，我們恢復(fù)到正常工頻運(yùn)行，僅僅利用閥體調(diào)節(jié)組件將水泵運(yùn)行點(diǎn)從1.1χ(ρ· AT)優(yōu)化到1.07x1.Ix (PfC'tf),此時(shí)水泵實(shí)際運(yùn)行的內(nèi)效率提
高到了 7=66% ,而電機(jī)功率[0035]Ar2 =l,07xl.lx(p-g'g^)/66% = . Εχ(ρ· g -Q - Η")(7)顯然，此時(shí)的水泵不變頻運(yùn)行比傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單單回路變頻調(diào)速運(yùn)行反而更節(jié)電；(三)、變頻運(yùn)行結(jié)合閥體調(diào)節(jié)組件的優(yōu)化節(jié)能如果采取兩種方案的組合優(yōu)化，即首先利用變頻器技術(shù)將運(yùn)行點(diǎn)從低效區(qū)的l.lx(A g魯/￡)變頻到I.CixOgf//),但水泵內(nèi)效率基本不變 =55% ;然后利用閥
體調(diào)節(jié)組件將運(yùn)行點(diǎn)從低效區(qū)強(qiáng)制優(yōu)化到高效區(qū),此時(shí)水泵內(nèi)效率提高到 = 65%，電機(jī)功率F3 = l.O4x(p-g-0-/i)/65% = 1.62xCo-g-g-/f)(6)而節(jié)能優(yōu)化前工頻運(yùn)行M0 = . χ(ρ· g-Q- N)/55% = 2,00x(p- g ■ β· H")(7)(四)、泵閥一體化的集成節(jié)能如果采取變頻運(yùn)行、閥體調(diào)節(jié)組件調(diào)節(jié)、更換高效泵的三種方案集成優(yōu)化，即首先利用變頻器技術(shù)將已經(jīng)更換過的高效泵運(yùn)行點(diǎn)從高效區(qū)的ι. χ(ρ·δ·β·Η)變頻到
,內(nèi)效率基本不變維持7 = 68% ;然后利用閥體調(diào)節(jié)組件將運(yùn)行點(diǎn)從高效區(qū)I. O X (P · g · ρ · //)強(qiáng)制優(yōu)化到更高效區(qū)I. O 3 X (P · g · ρ · /I),此時(shí)水泵內(nèi)效率提高到7=73%，電機(jī)功率Ni = JBx(β' g. Q. H)Π3% = .41χ(ρ· g-Q- H)(8)而泵閥一體化的集成節(jié)能改造前Nfs -l.lx(p-g-QH)f 55% = 2.00 χ(ρ· g-Q - H)(7)各個(gè)工況的通過優(yōu)化后相對(duì)節(jié)電率比較結(jié)果如下
權(quán)利要求1.一種泵閥集成節(jié)能裝置，其特征在于，包括設(shè)于水泵(I)進(jìn)口或者水泵出口出處的閥體調(diào)節(jié)組件(3)、變頻器(4)、分散控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制器、運(yùn)行優(yōu)化軟件平臺(tái)裝置(7);閥體調(diào)節(jié)組件通過接線端子直接連接到分散控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泵閥集成節(jié)能裝置，其特征在于，閥體調(diào)節(jié)組件為電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、液壓調(diào)節(jié)閥或者手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泵閥集成節(jié)能裝置，其特征在于，所述水泵進(jìn)出口處的壓力傳感器(2)通過電纜線和接線端子(6)接入到分散控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制器的模擬量輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泵閥集成節(jié)能裝置，其特征在于，分散控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制器的模擬量輸出端直接連接變頻調(diào)速裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泵閥集成節(jié)能裝置，其特征在于，分散控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制器應(yīng)用數(shù)字量輸出端直接連接變頻調(diào)速裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泵閥集成節(jié)能裝置，其特征在于，分散控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制器應(yīng)用總線方式直接連接變頻調(diào)速裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的泵閥集成節(jié)能裝置，其特征在于，運(yùn)行優(yōu)化軟件平臺(tái)裝置在線實(shí)時(shí)輸出水泵單機(jī)運(yùn)行能效優(yōu)化目標(biāo)值，結(jié)果直接傳輸分散控制系統(tǒng)和可編程邏輯控制器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于水泵單機(jī)運(yùn)行能效優(yōu)化方法的泵閥一體集成節(jié)能裝置。實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于水泵單機(jī)運(yùn)行能效優(yōu)化方法的泵閥一體集成節(jié)能裝置。本實(shí)用新型的主要技術(shù)方案為一種泵閥集成節(jié)能裝置，包括設(shè)于水泵進(jìn)口或者水泵出口出處的閥體調(diào)節(jié)組件、變頻器、DCS/PLC、運(yùn)行優(yōu)化軟件平臺(tái)裝置。閥體調(diào)節(jié)組件可以是電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、液壓調(diào)節(jié)閥或者手動(dòng)調(diào)節(jié)閥。閥門調(diào)節(jié)組件通過接線端子直接連接到DCS/PLC。
文檔編號(hào)F04D15/00GK202360411SQ20112042269
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者徐海敏, 楊春節(jié), 沈新榮, 王小華, 章威軍, 趙凱, 郁輝球, 麻劍鋒 申請(qǐng)人:杭州哲達(dá)科技股份有限公司