一种节能型水泵的制作方法

1.本实用新型属于水泵技术领域，具体涉及一种节能型水泵。


背景技术：

2.随着经济和社会的发展和人们生活水平的提高，人们对建筑内舒适性要求越来越高，空调得到越来越广泛的应用。
3.然而关于空调系统的运行费用也成为了用户关心的重点和行业研究的热点。目前空调系统(尤其是大型中央空调系统)的能耗主要由三大部分组成：空调主机的能耗、水泵的能耗、末端设备的能耗。其中在空调系统中，虽然大多数情形下水泵的额定功率比空调主机的额定功率低，但是由于水泵的运行时间较长，在整个供冷、供暖期水泵的运行能耗不可低估。很多统计数据得出仅仅水泵的全年能耗占整个空调系统全年运行能耗的30％以上，甚至达到50％。在空调系统中，水泵能耗有巨大的节能空间。
4.空调系统主机、水泵等装置的配置通常是根据建筑物的最大负荷来设计，然而在全年大多数时间里，空调系统往往以部分负荷状态运行。对于配置多台冷水机组、多台水泵的空调系统而言，这意味着在全年大多数时间里，只运行部分台数的冷水机组和水泵。这就牵扯到水泵的多台并联运行和单台运行问题。在大型空调系统设计选型时，是根据所需要的扬程、水泵台数、单台水泵负担的水流量等参数来选择水泵的规格型号，即确定水泵的选型流量和扬程。在设计的流量和扬程下，此时水泵处于运行高效点。但是当建筑物处于部分负荷状态时，可能只运行一台水泵，而在压差旁通阀的作用下，整个空调水系统管网特性系数s并不会发生改变。此时便会发生水泵工作状态点的偏移，水泵的工作状态点转移到低效运行区域，鉴于部分负荷在全年中占用的时间比重更大，因此水泵在大多数时间阶段是处于低效运行的，因此便导致了大量的能源浪费。


技术实现要素：

5.针对现有技术中所存在的上述问题，本实用新型提供一种节能型水泵，目的是实现在空调系统处于部分负荷时，在保证系统正常运行的前提下，维持水泵的工作状态点处于高效运行区，起到节省水泵能耗的作用。
6.本实用新型具体包括如下方案：
7.本实用新型首先提供一种节能型水泵，所述节能型水泵包括泵体，泵体设置进水口、出水口及由金属膜片分隔开的第一腔体和第二腔体，金属膜片上面与位于第一腔体内的弹簧下端连接，金属膜片下面连接位于第二腔体内的阀芯，第一腔体与进水口之间通过连通管连通连接。
8.其中，金属膜片承受两个方向的外力，分别是：第一腔体和第二腔体之间向上的压力、及弹簧向下的弹力。当这两个力维持平衡时，金属膜片的位置是固定的，当这两个力不平衡时，金属膜片会通过带动阀芯向上或者向下移动，从而改变水泵的工作状态点，使得水泵的流量和进水口、出水口之间的压差发生改变，实现调节维持水泵的工作状态点处于高
效运行区，以节省水泵能耗。
9.此外，金属膜片下面通过连杆连接阀芯。则此时，当金属膜片承受两个方向的外力不平衡时，金属膜片会通过带动阀芯向上或者向下移动，以改变水泵的工作状态点。
10.而且，弹簧上端与位于第一腔体外的调节旋钮连接。调节旋钮用于调节弹簧的长度，以改变弹簧施加在金属膜片上的弹力。
11.本实用新型的节能型水泵，至少具有如下优势：
12.1、实现在空调系统处于部分负荷时，在保证系统正常运行的前提下，维持水泵的工作状态点处于高效运行区，起到节省水泵能耗的作用。
13.2、保证不论建筑物处于满负荷状态，还是部分负荷状态，均可使水泵处于运行的高效区，节省空调系统中水泵的能耗，考虑到水泵在全年的运行时间较长，本实用新型的水泵的节能量非常可观。
附图说明
14.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
15.图1为本实用新型的节能型水泵的结构示意图；
16.图2为采用本实用新型的节能型水泵的空调水系统性能曲线图。
17.图中，1为泵体，2为进水口，3为出水口，4为金属膜片，5为第一腔体，6为第二腔体，7为弹簧，8为阀芯，9为连通管，10为调节旋钮，11为阀座，12为电机。
具体实施方式
18.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.以下结合附图，详细说明本实用新型各实施例提供的技术方案。
20.在空调系统中，常常采用多台水泵与多台空调主机串联，以适应建筑物空调负荷的变化。在设计工况下空调主机的能效、水泵的效率处于高效区。但是根据已有的暖通知识得知，空调系统在全年绝大多数时间内均处于部分负荷运行，这意味着虽然为建筑物配置了多台空调主机和水泵。但是在大部分时间内，由于建筑物处于部分负荷状态，实际需要运行的空调主机和水泵仅为一少部分。例如某建筑物配置有两台水泵1和两台空调主机，但是在大部分时间段，只需要运行一台空调主机和一台水泵1，即可满足建筑物的空调需求。此时，虽然空调末端和空调主机均未做任何改变，但是水泵1的工作状态点是发生改变的，水泵1实际工作的状态点已偏离设计的高效点，处于低效区。鉴于建筑物在绝大多数时间均处于部分负荷状态，水泵1在绝大多数时间均处于低效区，这是非常不节能的。针对现有技术的上述情况，本实用新型的如下实施例旨在提供节能型水泵，实现当空调系统处于部分负荷时，在保证系统正常运行的前提下，维持水泵的工作状态点处于高效运行区，以节省水泵
能耗的作用。
21.实施例1
22.参照图1，一种节能型水泵，包括泵体1，泵体1设置进水口2、出水口3及由金属膜片4分隔开的第一腔体5和第二腔体6，金属膜片4上面与位于第一腔体5内的弹簧7下端连接，金属膜片4下面连接位于第二腔体6内的阀芯8，第一腔体5与进水口2之间通过连通管9连通连接。
23.参照图2，例如，某建筑物配置有两台相同型号的空调主机和两台同型号的水泵1，空调水系统形式为一次泵定流量系统。空调水系统的管网特性系数为s1。此时可以在流量-扬程(q-p)坐标系中画出空调水系统的性能曲线如图1所示。在设计工况下，系统的工作状态点为两台水泵1并联后的水泵性能曲线(水泵性能曲线ⅱ)与管网特性曲线(管网特性曲线ⅰ)的交点a(q1，p1)。此时单台水泵1的工作状态点为b(q3，p1)，其中q3＝q1/2，此时两台水泵1均处于高效区，水泵1的运行效率是非常高的。当建筑物处于部分负荷时，关闭一台空调主机和对应的水泵1，此时水泵1的工作状态点为单台水泵1的性能曲线与管网特性曲线(水泵性能曲线ⅰ与管网特性曲线ⅰ)的交点c(q2，p2)，此时水泵1的实际工作状态点已偏离高效区，是不节能的。此时水泵1的实际流量大于设计工况下的流量，水泵1的扬程小于设计工况下的扬程。
24.图2中，曲线s1为管网特性曲线ⅰ，曲线s2为管网特性曲线ⅱ，曲线s3为水泵性能曲线ⅰ，曲线s4为水泵性能曲线ⅱ，曲线s为水泵效率曲线。
25.而本实施例的节能型水泵，其金属膜片4承受两个方向的外力，分别是：第一腔体5和第二腔体6之间向上的压力、及弹簧7向下的弹力。当这两个力维持平衡时，金属膜片4的位置是固定的，当这两个力不平衡时，金属膜片4会通过带动阀芯8向上或者向下移动，从而改变水泵1的工作状态点，使得水泵1的流量和进水口2、出水口3之间的压差发生改变，实现调节维持水泵1的工作状态点处于高效运行区，以节省水泵1能耗。
26.参照图2，在实际应用中，本实施例的节能型水泵的使用方法，可以包括如下步骤：
27.在至少两台空调主机和至少两台水泵1均运行时，通过调整弹簧7的长度，使得第二腔体6与第一腔体5之间压差对金属膜片4产生的压力与弹簧7的弹力相等；使得水泵1的实际水流量均为设计流量q3，使得水泵1的工作状态点为b点，水泵1运行在高效区。
28.而建筑物处于部分负荷时，上述节能型水泵的使用方法，可以进一步包括如下步骤：
29.在建筑物处于部分负荷时，仅开启一台空调主机和一台水泵1，使得水泵1的工作状态点从b点移动到c点，使得水泵1的水流量增大为q2，水泵1的扬程降低为p2，使得第二腔体6与第一腔体5之间的压差减小，使得金属膜片4受到的压力小于弹簧7的弹力，使得金属膜片4带动阀芯8向下移动，使得阀门开度减小，使得水流量减小；
30.直至使得金属膜片4受到向下的压力与弹簧7的拉力相等，水泵的实际工作流量为q3，使得水泵1的工作状态点恢复到b点，使得水泵1处于高效运行区。
31.可见，采用本实用新型的节能水泵后，能够使得不论是满负荷工况还是部分负荷工况，水泵1均处于运行高效区，节省水泵1的运行能耗。
32.实施例2
33.参照图1，实施例1的节能型水泵，第一腔体5位于第二腔体6上方。
34.还可以参照图1，进一步包括如下方案的一项或多项：
35.(一)、金属膜片4下面通过连杆连接阀芯8。则此时，当金属膜片4承受两个方向的外力不平衡时，金属膜片4会通过带动阀芯8向上或者向下移动，以改变水泵的工作状态点。
36.(二)、弹簧7上端与位于第一腔体5外的调节旋钮10连接。调节旋钮10用于调节弹簧7的长度，以改变弹簧7施加在金属膜片4上的弹力。
37.此时，本实施例的节能型水泵的使用方法，可以包括如下步骤：
38.将弹簧7上端与位于第一腔体5外的调节旋钮10连接；
39.调整弹簧7的长度时，通过操作调节旋钮10实现。
40.(三)、阀芯8安装在阀座11上。
41.(四)、泵体1内设置轴承，轴承连接叶轮。
42.(五)、电机12的动力输出轴与轴承驱动连接。
43.(六)、连通管9上安装调节阀。
44.(七)、泵体1外设置壳体。
45.上述任一实施例的节能型水泵的使用方法，还可以包括如下步骤：
46.在至少两台空调主机和至少两台水泵1均运行时，使得至少两台空调主机的型号相同，至少两台水泵1的型号相同。
47.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。

技术特征：
1.一种节能型水泵，所述节能型水泵包括泵体，其特征在于，所述泵体设置进水口、出水口及由金属膜片分隔开的第一腔体和第二腔体，所述金属膜片上面与位于所述第一腔体内的弹簧下端连接，所述金属膜片下面连接位于所述第二腔体内的阀芯，所述第一腔体与所述进水口之间通过连通管连通连接。2.如权利要求1所述的节能型水泵，其特征在于，金属膜片下面通过连杆连接阀芯。3.如权利要求1所述的节能型水泵，其特征在于，所述弹簧上端与位于所述第一腔体外的调节旋钮连接。4.如权利要求1所述的节能型水泵，其特征在于，所述阀芯安装在阀座上。5.如权利要求1-4中任一项所述的节能型水泵，其特征在于，所述泵体内设置轴承，所述轴承连接叶轮。6.如权利要求5所述的节能型水泵，其特征在于，电机的动力输出轴与所述轴承驱动连接。7.如权利要求1-4中任一项所述的节能型水泵，其特征在于，所述连通管上安装调节阀。

技术总结
本实用新型公开一种节能型水泵，所述节能型水泵的泵体设置进水口、出水口及由金属膜片分隔开的第一腔体和第二腔体，金属膜片上面与位于第一腔体内的弹簧下端连接，金属膜片下面连接位于第二腔体内的阀芯，第一腔体与进水口之间通过连通管连通连接；保证不论建筑物处于满负荷状态，还是部分负荷状态，均可使水泵处于运行的高效区，节省空调系统中水泵的能耗。节省空调系统中水泵的能耗。节省空调系统中水泵的能耗。


技术研发人员：王作林 邱韦淇 邱必琢 汤少芳 梁斌 曲志光
受保护的技术使用者：青岛腾远设计事务所有限公司
技术研发日：2021.10.27
技术公布日：2022/5/25