目前，在地下水源热泵空调系统中，经常一台深井泵的供水量能满足两台或更多热泵机组所需的水量。但是在实际运行中发现，热泵机组大部分时间都在部分负荷运行，而深井泵一直处于满负荷运行，结果造成了电费及水费的大量增加。针对这个问题温州中耐泵阀公司为用户介绍一下井用潜水泵乐发ll变频技术在地下水源热泵系统中的应用。

   井用潜水泵变频调速供水控制方法

   井用用潜水泵采用温差控制法。由于热泵机组在制热工况下，必须保证蒸发器出水温度不能过低，所以在深井泵回水管道上设温度传感器，设定温度为tjh。井水源侧回水温度大于tjh值时，深井泵控制器向变频器发出降低电流频率信号，变频器将输入电源的频率降低，深井泵的转数相应降低，水泵供水量、轴功率和电动机输入功率也随之降低，从而达到了节能的目的。当水源侧回水温度低于tjh值时，增频调节。

   水泵变速调节原理

   改变水泵的转速，可以改变水泵的性能，从而达到调节工况点的目的。根据相似定律，对于同一台水泵以不同转速运行时，水泵的流量、扬程、轴功率与转速的关系，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——水泵额定转速，r/min；n——实际运行工况下的转速，r/min；
   Qe——水泵额定转速时的流量，m3/h；Q——实际运行工况下的流量，m3/h；
   He——水泵额定转速时的扬程，m；H——实际运行工况下的扬程，m；
   Pe——水泵额定转速时的功率，kw；P——实际运行工况下的功率，kw。
   由（1）式和（2）式，可得
   H1/Q12= H2/Q22=k (4)
   即 H=kQ2 (5)
   (5)式是以坐标原点为顶点的二次抛物线，线上各点具有相似工况，由相似定律知，当水泵前后的转速变化的时候，水泵效率不变，故相似工况抛物线也称等效率曲线。因此从节能角度考虑，通常采用改变水泵转速的方法来改变水泵的工况点，尽量使其在高效率范围内工作。

   水泵变频范围的确定

   当热泵机组负荷变化时，深井泵的供水量也随之变化。深井泵的供水量在（Qmin～Qe）之间，即深井泵的变频范围（nmin～ne），如图1所示。
   热泵机组所需的小流量为40 m3/h（设备要求），即为深井泵的小供水量，则深井泵的小转速：得：
   nmin= Qmin/ Qe×ne=40/160×2900=725转/分
乐发ll    冬季制热工况深井泵的变频范围：725转/分～2900转/分。

   不同频率下深井泵供水量和耗电量

   深井泵变频供水设备采用HT微机控制变频调速给水设备，其中变频器型号为（VFD-F，45KW/60HP，460HP，3phase）。深井泵变频后，在不同频率下，深井泵供水量和耗电量实测结果如图2、图3所示：

图2 不同频率下深井泵供水量情况　　　　 图3 不同频率下深井泵耗电量情况

乐发ll   分析图2、图3，可以得出：当电源输入的频率下降时，深井泵的供水量和耗电量也随着逐渐降低。当频率45hz下降到30hz 时，深井泵供水量由122m3/h下降到54m3/h，与额定转速时的供水量相比分别下降了23.75%、66.25%。而输入功率由26.2kw下降到8.9kw，与额定转速时的输入功率相比分别下降了29.1%、75.9%。由此可见，节能效果相当明显。但是当频率下降到20hz时，虽然深井泵仍在运行，由于扬程不够，供水量接近等于零。

   井用潜水泵变频运行实测及节能效果分析

   1、井用潜水泵日运行情况实测和分析
   下面对12月20日的深井泵乐发ll变频运行的供水量和耗电量进行测试如图4、图5所示：

图4 12月20日深井泵供水量情况 　　　　　　图5 12月20日深井泵耗电量情况

乐发ll   由图4、图5，可见：该天，热泵机组大部分的时间都是在部分负荷运行，而且运行高负荷不超过机组大负荷50%（即一台热泵机组额定负荷100%），负荷为额定负荷37.5%的运行时间占了55%。深井泵采用变频后，此工况深井泵的流量由原来的160 m3/h下降到52 m3/h，减少了67.5%的供水量；耗电量由37kwh下降到8.8kwh，节省了76.2%。节能效果显著。

   2、整个供暖期井用潜水泵运行工况实测和节能效果分析
   通过整个冬季供暖期深井泵实际运行工况跟踪测量，将深井泵不变频和变频日供水量和日耗电量变化如图6、图7所示：

图6 冬季供暖期深井泵日供水量情况 　　　　　　图7 冬季供暖期深井泵日耗电量情况

乐发ll    由图6、图7，可以得出：深井泵在十一月、十二月、一月、二月、三月与不变频相比分别节省供水量82222m3、80924m3、78942m3、77440m3、84841m3。整个冬季供暖期深井泵采用变频技术后，总共节省供水量404369 m3。同样，深井泵采用变频技术后，耗电量在十一月、十二月、一月、二月、三月与不变频相比分别节省21136.8 kwh、21284.5 kwh 、20813 kwh、20155.4kwh 、21858.2 kwh。整个冬季供暖期深井泵采用变频后，总共节省耗电量105247.9kwh。

   井用潜水泵变频供水方式经济性分析

   根据整个冬季供暖运行实测，深井泵采用变频后，总共节省耗电量105247.9kwh，节省供水量为404369 m3。
   采用变频后每年节约资金：
   Cs=⊿W×Yw+⊿E×Ye
   式中：⊿W——年节约供水量，m3；⊿E——年节约耗电量，kwh；
   Ye——电价,（元/kwh）；Yw——地下水水价,(元/m3)；
   Cb=105247.9×0.635+404369×0.25=16.79（万元）
   该工程变频设备及其他附属电控设备总共约10万元，深井泵变频设备增加的投资在一个冬季供暖期就完全得到了回收。
   在地下水源热泵空调系统中，根据热泵机组运行负荷情况，深井泵采用变频调速供水技术，可有效地减少耗电量和供水量，明显地节省运行费用，带来显著的经济效益。