近幾年來，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，但是卻相當(dāng)有必要。對沈陽地區(qū)的地下水源熱泵應(yīng)用試點調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中，當(dāng)熱泵容量不大一臺深井泵的供水量能滿足兩臺或更多熱泵機組所需的水量。在實際運行中發(fā)現(xiàn)，熱泵機組大部分時間部分負(fù)荷運行，而深井泵一直在滿負(fù)荷狀態(tài)運行，結(jié)果造成了電費及水費的大量增加。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
本文的分析以實際工程冬季運行為研究對象，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)計冷負(fù)荷為894kw，冬季空調(diào)設(shè)計熱負(fù)荷為1012kw。辦公樓冷熱源采用兩臺地下水源熱泵機組，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，一臺抽水泵抽水量160m3/h，功率37kw。冬季運行時間：11月份~3月份，每天24小時運行。
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。由于熱泵機組在制熱工況下，必須保證蒸發(fā)器出水溫度不能過低，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，深井泵控制器向變頻器發(fā)出降低電流頻率信號，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、軸功率和電動機輸入功率也隨之降低，從而達到了節(jié)能的目的。當(dāng)水源側(cè)回水溫度低于tjh值時，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，從而達到調(diào)節(jié)工況點的目的。根據(jù)相似定律，對于同一臺水泵以不同轉(zhuǎn)速運行時，水泵的流量、揚程、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——實際運行工況下的轉(zhuǎn)速，r/min；
qe——水泵額定轉(zhuǎn)速時的流量，m3/h；q——實際運行工況下的流量，m3/h；
he——水泵額定轉(zhuǎn)速時的揚程，m；h——實際運行工況下的揚程，m；
pe——水泵額定轉(zhuǎn)速時的功率，kw；p——實際運行工況下的功率，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)原點為頂點的二次拋物線，線上各點具有相似工況，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)速的方法來改變水泵的工況點，盡量使其在率范圍內(nèi)工作。
5水泵變頻范圍的確定
當(dāng)熱泵機組負(fù)荷變化時，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。