变量式超高效输配机房（一体化输配泵组）分析报告

江苏开普尔实业有限公司

2025年11月27日

一、公司基本情况

江苏开普尔实业有限公司是一家专注于智慧暖通泵房集成、能源站、换热机组及变量式高效机房等输配一体化系统的综合性高新技术企业。公司集科研开发、精工制造与直销服务于一体，业务范围涵盖压力容器、二次供水、排水系统及消防系统。

公司与江苏大学流体研究所共建“开普尔一体化输配泵组研究室”，目前已获数十项国家发明专利，并持有《中华人民共和国特种设备制造许可证》（压力容器）及《中国节能产品认证证书》（节能水泵）。我们致力于推动暖通、制冷及给排水系统的高效化与绿色化发展，诚挚欢迎国内外客户莅临指导、共谋合作。

二、前言

一套高效的机房系统应具备以下四个关键条件：

主机设备（如中央空调、锅炉、空气能机组等）本身具备高效率；

输配系统与主机特性及系统整体需求良好匹配；

系统设计与安装实现有效降阻；

具备完善的自动化监控与调节功能。

传统机房普遍采用“一用一备”或“多泵一备”的同型号水泵配置，系统中包含水箱、软化水装置、定压罐、补水泵、循环泵及换热器等单元，管路中广泛使用蝶阀、弯头、三通、软连接、Y型/篮式过滤器、消声止回阀等部件。此类系统布局分散、管路冗长，系统中存在的“五大阻力元件”——蝶阀、弯头、三通、止回阀和过滤器，是导致系统能耗偏高的重要原因。

即便在装配式机房中，虽实现单元集中布置，仍难以克服上述阻力问题，且因空间紧凑，维护更为困难。

因此，亟需通过综合性节能优化，实现主机、输配系统与建筑负荷三者的协同匹配与动态响应。

三、制造商原则

满足设备运行需求，保障系统稳定；

节约运行成本与人工费用；

便于设备安装与后期维护。

四、项目概况

1号能源站

建筑面积：约7.5万平方米，6层建筑，机房位于地上一层。

供热方式：汽水交换。

设计流量：300–340 吨/小时。

泵组配置：

大泵 KNS350-270，22 kW，流量300 吨，扬程20 米；

中泵 KNS250-250，15 kW，流量200 吨，扬程20 米；

小泵 KNS100-140，7.5 kW，流量90 吨，扬程20 米。

流量组合：七种运行模式（A/B/C/A+B/A+C/B+C/A+B+C），总流量为满负荷的1.2倍，互为备用。

噪音控制：采用屏蔽罩，噪音较传统电机降低15–25 分贝，接近屏蔽泵水平。

控制逻辑：系统根据供回水温度与实际流量，自动匹配七档流量，并通过变频实现无级调节。

2号能源站

建筑面积：约8万平方米，结构与1号站类似。

设计流量：320–360 吨/小时。

泵组配置与控制逻辑：与1号站一致。

五、变量式超高效一体化输配泵组的优势

1. 传统设计的缺陷

无法响应主机与建筑负荷的动态变化；

定速水泵在低负荷时段仍高能耗运行；

设计冗余大，运行能效低。

2. 本公司的解决方案

采用大、中、小三台水泵组合，形成七档流量，总流量为系统满负荷的1.2倍；

通过变频微调实现无级调节，精准匹配负荷需求。

3. KNS系列超高效节能泵的结构优势

与江苏理工大学合作研发，采用矢量三元流动叶轮设计，效率可达80%以上；

便捷检修设计：推拉式活动电机结构，单人操作十余分钟即可完成检修；

结构紧凑：卧式端吸泵进出口中心距短，节约空间；

高效电机：标配YE3/YE4系列电机，结构紧凑、同心度高；

高承压设计：泵体与泵盖加强筋结构，耐静压1.6 MPa；

可靠密封：碳化硅机械密封，运行8000小时无泄漏；

安装简便：槽钢底座配合减震器，无需地脚螺栓。

4. 多功能过滤器

大通径无阻力设计，过滤面积达传统Y型过滤器的14倍；

支持压差监测与电动排污，实现自动清污；

兼具集水、缓冲与管路功能，有效防止气蚀。

5. 多功能止回阀

单出口多进口结构，流通阻力极小；

铸钢材质，活动法兰连接，兼具分集水器与缓冲罐功能；

耐高温铁芯橡胶球，密封性能优异。

6. 屏蔽式AI输配泵组

外置机箱配合隔音棉与散热风扇，实现低噪音运行；

实测噪音50–60 分贝，节能性与成本优于屏蔽泵。

六、换热系统单元

传统三通的问题

多股流体汇流/分流产生紊流，水力折损达5%–10%；

四股流体总折损可达20%–40%，难以调节平衡。

无阻力导流分流器解决方案

流通截面积为传统三通一倍以上；

膨胀腔室+顺流导流设计，极大限度降低阻力；

可选斜插管结构，进一步缓解水流阻力。

七、补水系统单元

取消传统止回阀、过滤器、三通与弯头，采用与输配系统相同的多功能止回阀与过滤器进行集成优化。

八、控制系统单元

核心设备：背伏式一体化变频器 + 远程/集成控制柜；

监测参数：流量、压力、压差、温度、功率等；

控制方式：基于流量定基准，温差调节，七档自动切换；

通信功能：支持5G远程监控、手机程控，实现无人值守；

手动/自动模式：适应多种工况需求。

九、何谓“变量式超高效输配机房”

该系统通过大、中、小泵组合，实现七档流量输出（示例）：

1挡：90 m³/h，7.5 kW

2挡：200 m³/h，15 kW

3挡：300 m³/h，22 kW

4挡：290 m³/h，22.5 kW

5挡：390 m³/h，29.5 kW

6挡：500 m³/h，37 kW

7挡：590 m³/h，44.5 kW

系统比摩阻接近于零，多泵并联无能量损失，实现主机-系统-负荷的动态匹配。

十、节能原理

主机设备（空调、锅炉、热泵等）及建筑负荷本身具有变量特性，传统定速泵无法适应流量波动。变量式系统通过一体化输配泵组与导流器设计，显著降低系统比摩阻，实测节能率不低于30%。

十一、开普尔一体化节能泵组的优点

系统阻力极低：实测阻力仅0.4米，多泵并联流量线性叠加；

占地面积小：结构紧凑，布局合理；

安装维护便捷：大幅降低人工与时间成本；

综合效益显著：省电、省钱、省时、省力。

十二、节能效益对比分析

项目 传统设计 开普尔变量式设计 节能量 年节约（元）

1号系统（7.5万㎡） 总功率90 kW，运行45 kW 总功率44.5 kW，运行22–29.5 kW 34.44%–51.11% 55,800–82,800

2号系统（8万㎡） 总功率90 kW，运行45 kW 总功率44.5 kW，运行22–29.5 kW 34.44%–51.11% 55,800–82,800

总计年节约金额：111,600–165,600 元

十三、结语

开普尔变量式超高效输配机房系统通过集成化设计、智能控制与高效设备，实现了输配系统的根本性节能提升。我们愿与行业同仁共同努力，推动暖通系统向更高效、更绿色、更智能的方向发展。

江苏开普尔实业有限公司

2025年11月27日