一、概述
　　为了推进节能减排，国家正在大力进行计量技术的推广工作。要实施计量技术，供热系统的运行工况会处于全程变流量运行。进一步说，要实现热力工程稳定和节电效果明显的双重目地，理想的控制决策，应采用变压差调节法。我公司率先提出了泵端变差压调控方式，研发了“循环泵变压差节能装置”（以下简称节能装置），并申报了发明专利（201210126956.7）。本节能装置的特点是控制泵端压差，并使其紧随室外气温变化而变化，达到按需供热之目的。本调控方式既保证了系统所需的流量，又控制了应该有的供水温度，从而为保证住户的供暖效果奠定了切实可靠的技术基础，按需供热即节能，重要的是大幅度地节省了循环泵的电耗。运行实践证明，节能罕见，效益惊人。
二、节能装置的构成、工作原理及其特点
　　1、节能装置的构成
　　本节能装置由循环泵变压差节能控制器（简称节能控制器）、室外温度变送器、变频器、供回水压力变送器、以及供回水参数显示屏等构成（见图1）。

　　2、节能装置的工作原理
　　节能装置的工作原理如下：二次供回水压力变送器将采集来的循环泵的泵端压力信号、室外温度变送器采集的室外温度信号输入节能控制器中，节能控制器用节能算法计算出对应室外温度需要的泵端压差，并参考实际压差，输出循环泵变频器需要的频率信号；同时还计算出所要求的二次供水温度，并能够输出该温度信号到温控阀控制器，控制一次供水流量进而控制二次供水温度。
　　古人云：皮之不存，毛将焉附？在水暖供热上流量好比做“皮”，水温那就是“毛”，只有在保证流量的基础上，流量再与供水水温相结合，就即能满足了用户的室温要求又能大幅度节省循环泵电耗。
　　3、节能装置的特点
　　该节能装置的特点是对循环泵端实施变压差控制，泵端压差是室外气温的单值函数。具体地说，对分户计量的双管系统，在室外气温较低的时刻，泵端压差紧随室外气温的变化而变化，在室外气温较高的时刻，泵端压差为定值，不随室外气温变化而变化。用户主动调阀门变流量，循环泵亦循着变化了的阻力曲线而变压差、变流量、按需供能，罕见地节能。对常见的上供下回单管顺序式和上供下回双管系统，为了不产生热力失调，相对流量不可过低，实行全程变压差变流量运行，显著地节能。
　　节能控制器按照节能算法计算出对应室外温度的二次供水温度，通过温控阀控制一次流量，使二次侧可以按需取热，减少能源消耗。

三、理论根据

　　本节能装置是根据流体力学、供热学以及电工基本原理为基础研发出来的。

　　1、在系统阻抗等于设计阻抗和供回水温差等于设计供回水温差下，泵端相对压差等于相对热负荷的平方，即
　　2、在忽略次要因素后，

　　3、水泵轴功率与电动机转速3次方成正比，而电动机转速又与供电频率成正比。

四、节能装置的优异之处
　　由于该节能装置有上述特点和相关的专业理论根据，所以带来了以下优异之处，这是必然结果。
　　1）节电率高
　　评估热水供暖系统循环泵节电不宜孤立地只看那一时一刻（这有可能人为地夸大节电率），而是要看它在整个供暖期内总节电多少，更确切地说，应看它连续几十年供暖期中的节电状况，这样的考察才符合实际。
　　用1951年～1980年连续30年已公布的气象资料计算，工作在定流量（即系统阻抗未变，始终为设计阻抗）的热水供暖系统，室内温度取18℃，在相对流量最低值为70%时，节能装置的节电率平均为56.1%；在相对流量最低值为60%时，节能装置的节电率平均为61.8%（见表1）；对系统阻抗有变化的变流量热水供暖系统（即分户计量使用了温控阀系统），节能装置的节电率还不同程度地高于56.1%和61.8%。这在当前同类产品中应属罕见。

　　2）流量有保障
　　本节能装置的特点决定了它能时时保证相对热负荷对应的流量，从而为室温达到规范要求提供了强有力的技术支持。
　　3）供水温度有根据
　　本节能装置可根据室外温度输出二次侧供水温度值，用于温控阀控制一次水流量，达到控制二次供水温度的目的，实现进一步节能的同时，满足用户采暖需求。
　　4）采集信号点少
　　仅为节能，本节能装置只采集二次供回水压力和室外温度三个信号，可实现低成本节能，管理方便又经济。
　　5）灵活
　　供暖系统，就地域而言，各地都有；就规模而言，大小各异；就形式而言，各有不同。只要在节能控制器中输入数值不同的特征参数，就可适应系统的变化，故较灵活。
　　6）减轻热滞后现象
　　本节能装置根据二次供回水压差控制，所以不受供回水温度影响。如果供水温度按照节能控制器输出温度值控制，供暖系统的热滞后现象将大为缓解，做得好该现象可基本消除。
　　7）节能控制器可靠
　　本节能控制器采用美国德州仪器公司的CoreTex-M3内核微控制器实现，软硬件设计中充分考虑了换热站的高温以及强电磁干扰，控制迅速、稳定、准确、可靠、耐用。
　　8）水泵噪音大幅降低，水泵寿命延长。
　　9）便于查出原因，改进管理
　　供暖效果欠佳，主要有两大原因：一是流量不够，一是热量供给不足，供暖效果一旦欠佳后，查节能控制器运行数据，很容易判断出是两大原因中的哪一种，然后按图索骥，找出具体原因，改进管理工作。

五、本节能装置的适用范围
　　本节能装置适用于共用立管热水供暖系统以及为其服务的间接连接的一次网。也可用于系统特征与此类似的热水供暖系统（此时节电率不同程度地低于表1）。不适用于加装了自力式流量控制阀的系统。

六、规格型号
　　A循环泵变压差节能控制器

　　B循环泵变压差节能装置控制柜

七、采用本节能装置的相关要求
　　1、热水供暖系统初调节应达到或基本达到规范要求。
　　2、一次网应能够提供并传给二次网所需热量。这一点，热网设计时本会做到，但调查了解热网时要注意复核。
　　3、系统的相对流量不宜设置得过低，不低于60%～50%。

八、实例分析
　　本节能装置专为分户计量变流量系统设计，实践证明节能罕见，效益惊人，但在普通的单管系统一样好用。太原市2012年12月下旬到2013年1月上旬是三十年来室外气温少见的偏低期。本产品在太原市滨河花苑（采暖面积11万平方米）分户计量（未装热表）踢脚板散热器系统和太原重机集团嘉苑小区（采暖面积22万平方米）分户计量（未装热表）地板辐射采暖系统使用测试。按-3℃～-12℃为变压差段，-3℃以上为定压差段，循环泵为一用一备运行频率从38HZ～50HZ变化，相对流量控制在70%，经挂电表实测，最冷时段节能率在45%以上，进入3月以来，运行频率在35HZ～38HZ之间运行，经挂电表实测，节能率在58%左右。根据该实测，在5个月的采暖期节能率55%。
　　该节能装置还用在太原市城北热力公司建筑工程机械厂换热站（采暖面积15万平方米，90%为单管顺序式散热器系统，10%为地板辐射系统），太原市小店热力公司先锋站（采暖面积13万平方米，大多数为单管顺序式散热器系统，少量为地板辐射系统），为保证不产生垂直热力失调，相对流量选择为80%，按全程变压差设置参数，循环泵两用一备运行频率为41HZ～45HZ变化，经挂电　表测试节能率在35%以上，进入3月挂表测试
　　运行频率在33.5HZ～36HZ变化，节能率在58%左右，在5个月的采暖期内，节能率在40%，上述采暖效果都很正常。若管网调节的好，相对流量还可以更低，节能效益会更高。
　　本节能装置不仅在满足住户室温要求下节约能量，还带来了转速低，噪音低，磨损小，寿命长等优点，投资小，收益大，值得大面积推广使用。欢迎考察、指导、使用。