一、概述
　　為了推進(jìn)節(jié)能減排，國家正在大力進(jìn)行計量技術(shù)的推廣工作。要實施計量技術(shù)，供熱系統(tǒng)的運(yùn)行工況會處于全程變流量運(yùn)行。進(jìn)一步說，要實現(xiàn)熱力工程穩(wěn)定和節(jié)電效果明顯的雙重目地，理想的控制決策，應(yīng)采用變壓差調(diào)節(jié)法。我公司率先提出了泵端變差壓調(diào)控方式，研發(fā)了“循環(huán)泵變壓差節(jié)能裝置”（以下簡稱節(jié)能裝置），并申報了發(fā)明專利（201210126956.7）。本節(jié)能裝置的特點(diǎn)是控制泵端壓差，并使其緊隨室外氣溫變化而變化，達(dá)到按需供熱之目的。本調(diào)控方式既保證了系統(tǒng)所需的流量，又控制了應(yīng)該有的供水溫度，從而為保證住戶的供暖效果奠定了切實可靠的技術(shù)基礎(chǔ)，按需供熱即節(jié)能，重要的是大幅度地節(jié)省了循環(huán)泵的電耗。運(yùn)行實踐證明，節(jié)能罕見，效益驚人。
二、節(jié)能裝置的構(gòu)成、工作原理及其特點(diǎn)
　　1、節(jié)能裝置的構(gòu)成
　　本節(jié)能裝置由循環(huán)泵變壓差節(jié)能控制器（簡稱節(jié)能控制器）、室外溫度變送器、變頻器、供回水壓力變送器、以及供回水參數(shù)顯示屏等構(gòu)成（見圖1）。

　　2、節(jié)能裝置的工作原理
　　節(jié)能裝置的工作原理如下：二次供回水壓力變送器將采集來的循環(huán)泵的泵端壓力信號、室外溫度變送器采集的室外溫度信號輸入節(jié)能控制器中，節(jié)能控制器用節(jié)能算法計算出對應(yīng)室外溫度需要的泵端壓差，并參考實際壓差，輸出循環(huán)泵變頻器需要的頻率信號；同時還計算出所要求的二次供水溫度，并能夠輸出該溫度信號到溫控閥控制器，控制一次供水流量進(jìn)而控制二次供水溫度。
　　古人云：皮之不存，毛將焉附？在水暖供熱上流量好比做“皮”，水溫那就是“毛”，只有在保證流量的基礎(chǔ)上，流量再與供水水溫相結(jié)合，就即能滿足了用戶的室溫要求又能大幅度節(jié)省循環(huán)泵電耗。
　　3、節(jié)能裝置的特點(diǎn)
　　該節(jié)能裝置的特點(diǎn)是對循環(huán)泵端實施變壓差控制，泵端壓差是室外氣溫的單值函數(shù)。具體地說，對分戶計量的雙管系統(tǒng)，在室外氣溫較低的時刻，泵端壓差緊隨室外氣溫的變化而變化，在室外氣溫較高的時刻，泵端壓差為定值，不隨室外氣溫變化而變化。用戶主動調(diào)閥門變流量，循環(huán)泵亦循著變化了的阻力曲線而變壓差、變流量、按需供能，罕見地節(jié)能。對常見的上供下回單管順序式和上供下回雙管系統(tǒng)，為了不產(chǎn)生熱力失調(diào)，相對流量不可過低，實行全程變壓差變流量運(yùn)行，顯著地節(jié)能。
　　節(jié)能控制器按照節(jié)能算法計算出對應(yīng)室外溫度的二次供水溫度，通過溫控閥控制一次流量，使二次側(cè)可以按需取熱，減少能源消耗。

三、理論根據(jù)

　　本節(jié)能裝置是根據(jù)流體力學(xué)、供熱學(xué)以及電工基本原理為基礎(chǔ)研發(fā)出來的。

　　1、在系統(tǒng)阻抗等于設(shè)計阻抗和供回水溫差等于設(shè)計供回水溫差下，泵端相對壓差等于相對熱負(fù)荷的平方，即
　　2、在忽略次要因素后，

　　3、水泵軸功率與電動機(jī)轉(zhuǎn)速3次方成正比，而電動機(jī)轉(zhuǎn)速又與供電頻率成正比。

四、節(jié)能裝置的優(yōu)異之處
　　由于該節(jié)能裝置有上述特點(diǎn)和相關(guān)的專業(yè)理論根據(jù)，所以帶來了以下優(yōu)異之處，這是必然結(jié)果。
　　1）節(jié)電率高
　　評估熱水供暖系統(tǒng)循環(huán)泵節(jié)電不宜孤立地只看那一時一刻（這有可能人為地夸大節(jié)電率），而是要看它在整個供暖期內(nèi)總節(jié)電多少，更確切地說，應(yīng)看它連續(xù)幾十年供暖期中的節(jié)電狀況，這樣的考察才符合實際。
　　用1951年～1980年連續(xù)30年已公布的氣象資料計算，工作在定流量（即系統(tǒng)阻抗未變，始終為設(shè)計阻抗）的熱水供暖系統(tǒng)，室內(nèi)溫度取18℃，在相對流量最低值為70%時，節(jié)能裝置的節(jié)電率平均為56.1%；在相對流量最低值為60%時，節(jié)能裝置的節(jié)電率平均為61.8%（見表1）；對系統(tǒng)阻抗有變化的變流量熱水供暖系統(tǒng)（即分戶計量使用了溫控閥系統(tǒng)），節(jié)能裝置的節(jié)電率還不同程度地高于56.1%和61.8%。這在當(dāng)前同類產(chǎn)品中應(yīng)屬罕見。

　　2）流量有保障
　　本節(jié)能裝置的特點(diǎn)決定了它能時時保證相對熱負(fù)荷對應(yīng)的流量，從而為室溫達(dá)到規(guī)范要求提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。
　　3）供水溫度有根據(jù)
　　本節(jié)能裝置可根據(jù)室外溫度輸出二次側(cè)供水溫度值，用于溫控閥控制一次水流量，達(dá)到控制二次供水溫度的目的，實現(xiàn)進(jìn)一步節(jié)能的同時，滿足用戶采暖需求。
　　4）采集信號點(diǎn)少
　　僅為節(jié)能，本節(jié)能裝置只采集二次供回水壓力和室外溫度三個信號，可實現(xiàn)低成本節(jié)能，管理方便又經(jīng)濟(jì)。
　　5）靈活
　　供暖系統(tǒng)，就地域而言，各地都有；就規(guī)模而言，大小各異；就形式而言，各有不同。只要在節(jié)能控制器中輸入數(shù)值不同的特征參數(shù)，就可適應(yīng)系統(tǒng)的變化，故較靈活。
　　6）減輕熱滯后現(xiàn)象
　　本節(jié)能裝置根據(jù)二次供回水壓差控制，所以不受供回水溫度影響。如果供水溫度按照節(jié)能控制器輸出溫度值控制，供暖系統(tǒng)的熱滯后現(xiàn)象將大為緩解，做得好該現(xiàn)象可基本消除。
　　7）節(jié)能控制器可靠
　　本節(jié)能控制器采用美國德州儀器公司的CoreTex-M3內(nèi)核微控制器實現(xiàn)，軟硬件設(shè)計中充分考慮了換熱站的高溫以及強(qiáng)電磁干擾，控制迅速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確、可靠、耐用。
　　8）水泵噪音大幅降低，水泵壽命延長。
　　9）便于查出原因，改進(jìn)管理
　　供暖效果欠佳，主要有兩大原因：一是流量不夠，一是熱量供給不足，供暖效果一旦欠佳后，查節(jié)能控制器運(yùn)行數(shù)據(jù)，很容易判斷出是兩大原因中的哪一種，然后按圖索驥，找出具體原因，改進(jìn)管理工作。

五、本節(jié)能裝置的適用范圍
　　本節(jié)能裝置適用于共用立管熱水供暖系統(tǒng)以及為其服務(wù)的間接連接的一次網(wǎng)。也可用于系統(tǒng)特征與此類似的熱水供暖系統(tǒng)（此時節(jié)電率不同程度地低于表1）。不適用于加裝了自力式流量控制閥的系統(tǒng)。

六、規(guī)格型號
　　A循環(huán)泵變壓差節(jié)能控制器

　　B循環(huán)泵變壓差節(jié)能裝置控制柜

七、采用本節(jié)能裝置的相關(guān)要求
　　1、熱水供暖系統(tǒng)初調(diào)節(jié)應(yīng)達(dá)到或基本達(dá)到規(guī)范要求。
　　2、一次網(wǎng)應(yīng)能夠提供并傳給二次網(wǎng)所需熱量。這一點(diǎn)，熱網(wǎng)設(shè)計時本會做到，但調(diào)查了解熱網(wǎng)時要注意復(fù)核。
　　3、系統(tǒng)的相對流量不宜設(shè)置得過低，不低于60%～50%。

八、實例分析
　　本節(jié)能裝置專為分戶計量變流量系統(tǒng)設(shè)計，實踐證明節(jié)能罕見，效益驚人，但在普通的單管系統(tǒng)一樣好用。太原市2012年12月下旬到2013年1月上旬是三十年來室外氣溫少見的偏低期。本產(chǎn)品在太原市濱河花苑（采暖面積11萬平方米）分戶計量（未裝熱表）踢腳板散熱器系統(tǒng)和太原重機(jī)集團(tuán)嘉苑小區(qū)（采暖面積22萬平方米）分戶計量（未裝熱表）地板輻射采暖系統(tǒng)使用測試。按-3℃～-12℃為變壓差段，-3℃以上為定壓差段，循環(huán)泵為一用一備運(yùn)行頻率從38HZ～50HZ變化，相對流量控制在70%，經(jīng)掛電表實測，最冷時段節(jié)能率在45%以上，進(jìn)入3月以來，運(yùn)行頻率在35HZ～38HZ之間運(yùn)行，經(jīng)掛電表實測，節(jié)能率在58%左右。根據(jù)該實測，在5個月的采暖期節(jié)能率55%。
　　該節(jié)能裝置還用在太原市城北熱力公司建筑工程機(jī)械廠換熱站（采暖面積15萬平方米，90%為單管順序式散熱器系統(tǒng)，10%為地板輻射系統(tǒng)），太原市小店熱力公司先鋒站（采暖面積13萬平方米，大多數(shù)為單管順序式散熱器系統(tǒng)，少量為地板輻射系統(tǒng)），為保證不產(chǎn)生垂直熱力失調(diào)，相對流量選擇為80%，按全程變壓差設(shè)置參數(shù)，循環(huán)泵兩用一備運(yùn)行頻率為41HZ～45HZ變化，經(jīng)掛電　表測試節(jié)能率在35%以上，進(jìn)入3月掛表測試
　　運(yùn)行頻率在33.5HZ～36HZ變化，節(jié)能率在58%左右，在5個月的采暖期內(nèi)，節(jié)能率在40%，上述采暖效果都很正常。若管網(wǎng)調(diào)節(jié)的好，相對流量還可以更低，節(jié)能效益會更高。
　　本節(jié)能裝置不僅在滿足住戶室溫要求下節(jié)約能量，還帶來了轉(zhuǎn)速低，噪音低，磨損小，壽命長等優(yōu)點(diǎn)，投資小，收益大，值得大面積推廣使用。歡迎考察、指導(dǎo)、使用。