变频水泵能耗分析实验方案————湖南农业大学工学院农业水土工程汤佳浩问题的提出冷水泵和冷却水泵是中央空调运行时耗电较多的设备，对于一个带负荷运行的中央空调系统，水泵耗电约占总耗电的15％左右。因此努力降低其能耗既能满足用户节约运行费用的要求，也能有效的缓解我国日益紧张的电力形势。据统计，空调设备90％的时间运行在70％负荷以下，同时我国在设计上一般留有较大余量，据市场调查，绝大部分中央空调系统负荷在95％以上的时间平均只占总工作时间的5％，而70％以上时间在62％～85％负荷左右运行，因此空调设备大部分时间运行在低负荷状态。水泵也是按满足最大负荷时的水量、压力所确定的动力来设置的，这不符合节能的要求，理想的空调水系统运行工况应该是水量随空调系统负荷的变化而作相应的变化，因此对空调水系统采用变频调速技术是一种降低空调系统运行能耗的有效途径，必然带来良好的经济效益和社会效益。变频水泵技术是为了解决节能问题而被引入的，但是普遍发现在实际应用中其节能效果并不如预期的那么明显，因此做此实验来求得定量关系。二、实验假设与理论依据1.实验假设变频水泵采用供回水干管压差控制系统。2.理论依据1.泵能耗与泵转速的三次幂成正比在变频水泵运行中不成立。如上水泵能量传播途径图，水泵能耗PC=PW.ηb.ηd.ηm.ηs。图2单台水泵变频运行特性曲线3.试验原理本试验采用变流量系统控制，把供回水压差固定在一个较高值之上，通过改变系统流量来满足负荷的变化，在部分负荷下水泵的做功也可减少。变流量系统的流量控制通常通过水泵的转速和管道内节流阀门来调节，但通过节流阀调节流量会造成能量损失。所以本试验系统采用将系统内所有节流阀全开，通过调节冷水泵转速来调节系统流量。系统控制器从压力传感器收集压力信号，进行转换后，将控制命令传给冷水泵电机，改变电机频率，达到控制水泵转速的目的。三、实验目标对变频水泵的能耗进行定量分析，找出其影响因素并提炼出理论模型；找出水泵的最优频率运行区间。四、实验对象及方法1.实验对象冷水机组、冷冻水泵（清水式离心泵）、组合式空调箱、管路及测试仪表2.实验方法利用测试仪表对变频水泵实验中水泵供水压力、水泵回水压力、流量、水泵输入功率、水泵转速等参数进行测量，绘出变化曲线图，来分析得到能耗与其影响参数的定量关系。五.试验步骤1根据试验要求与工程实际，设计一个供回水试验系统用于试验。2在试验系统的分水器和集水器之间安装一个压差传感器；传感器压差的设定值根据系统最大流量确定。3根据已有资料将压差传感器的设定值设置成一系列定量数值，测量水泵的能耗。4试验对照组，将该系统冷水泵流量按第3步中的对应数值固定，测量其在相同工作工作时间内，水泵的功耗；与上步记录的数据进行对比。5找出以上对比试验中可以使冷水泵功耗最小的试验参数，对以上试验数据，做出曲线图，找出最佳频率区间作为冷水泵的最优控制区间。六、实验内容根据电机情况设置几个不同的频率水平，在同一流量目标条件下测定在不同电机频率水平下供水压力、回水压力、流量、有效功率、输入功率等数据，并通过分析计算得出水泵能耗，以便确定最优频率运行区间。七、预期实验结果①得到所测参数数据，并据此绘出曲线关系图；②根据曲线关系图分析得到电机频率的最优调节区间；八、试验结果分析