近幾年來(lái)，變頻調(diào)速技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和可靠的控制方式在空調(diào)系統(tǒng)中水泵和風(fēng)機(jī)應(yīng)用較多，并且其技術(shù)也比較成熟，但在地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中深井泵供水應(yīng)用，目前還很少見(jiàn)，但是卻相當(dāng)有必要。對(duì)沈陽(yáng)地區(qū)的地下水源熱泵應(yīng)用試點(diǎn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中，當(dāng)熱泵容量不大一臺(tái)深井泵的供水量能滿足兩臺(tái)或更多熱泵機(jī)組所需的水量。在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，熱泵機(jī)組大部分時(shí)間部分負(fù)荷運(yùn)行，而深井泵一直在滿負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，結(jié)果造成了電費(fèi)及水費(fèi)的大量增加。因此深井泵變頻調(diào)速供水技術(shù)在地下水源熱泵系統(tǒng)中的應(yīng)用具有很大的節(jié)能潛力。
2工程概況
本文的分析以實(shí)際工程冬季運(yùn)行為研究對(duì)象，工程概況如下：
某高校新校區(qū)辦公樓層數(shù)五層，建筑面積11030m2，夏季空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷為894kw，冬季空調(diào)設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為1012kw。辦公樓冷熱源采用兩臺(tái)地下水源熱泵機(jī)組，制熱工況：制熱量515kw，輸入功率136.02kw，冷水流量65m3/h，熱水量88.6m3/h，一臺(tái)抽水泵抽水量160m3/h，功率37kw。冬季運(yùn)行時(shí)間：11月份~3月份，每天24小時(shí)運(yùn)行。
3深井泵變頻調(diào)速供水控制方法
深井泵采用溫差控制法。由于熱泵機(jī)組在制熱工況下，必須保證蒸發(fā)器出水溫度不能過(guò)低，所以在深井泵回水管道上設(shè)溫度傳感器，設(shè)定溫度為tjh。井水源側(cè)回水溫度大于tjh值時(shí)，深井泵控制器向變頻器發(fā)出降低電流頻率信號(hào)，變頻器將輸入電源的頻率降低，深井泵的轉(zhuǎn)數(shù)相應(yīng)降低，水泵供水量、軸功率和電動(dòng)機(jī)輸入功率也隨之降低，從而達(dá)到了節(jié)能的目的。當(dāng)水源側(cè)回水溫度低于tjh值時(shí)，增頻調(diào)節(jié)。
4水泵變速調(diào)節(jié)原理
改變水泵的轉(zhuǎn)速，可以改變水泵的性能，從而達(dá)到調(diào)節(jié)工況點(diǎn)的目的。根據(jù)相似定律，對(duì)于同一臺(tái)水泵以不同轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)，水泵的流量、揚(yáng)程、軸功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)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——水泵額定轉(zhuǎn)速，r/min；n——實(shí)際運(yùn)行工況下的轉(zhuǎn)速，r/min；
qe——水泵額定轉(zhuǎn)速時(shí)的流量，m3/h；q——實(shí)際運(yùn)行工況下的流量，m3/h；
he——水泵額定轉(zhuǎn)速時(shí)的揚(yáng)程，m；h——實(shí)際運(yùn)行工況下的揚(yáng)程，m；
pe——水泵額定轉(zhuǎn)速時(shí)的功率，kw；p——實(shí)際運(yùn)行工況下的功率，kw。
由（1）式和（2）式，可得
h1/q12=h2/q22=k（4）
即h=kq2（5）
（5）式是以坐標(biāo)原點(diǎn)為頂點(diǎn)的二次拋物線，線上各點(diǎn)具有相似工況，由相似定律知，當(dāng)水泵前后的轉(zhuǎn)速變化的時(shí)候，水泵效率不變，故相似工況拋物線也稱等效率曲線。因此從節(jié)能角度考慮，通常采用改變水泵轉(zhuǎn)速的方法來(lái)改變水泵的工況點(diǎn)，盡量使其在率范圍內(nèi)工作。
5水泵變頻范圍的確定
當(dāng)熱泵機(jī)組負(fù)荷變化時(shí)，深井泵的供水量也隨之變化。深井泵的供水量在（qmin～qe）之間，即深井泵的變頻范圍（nmin～ne），如圖1所示。
熱泵機(jī)組所需的zui小流量為40m3/h（設(shè)備要求），即為深井泵的zui小供水量，則深井泵的zui小轉(zhuǎn)速：得：
nmin=qmin/qe×ne=40/160×2900=725轉(zhuǎn)/分
冬季制熱工況深井泵的變頻范圍：725轉(zhuǎn)/分～2900轉(zhuǎn)/分。