簡(jiǎn)述變頻調(diào)速給水方式

1、<p>　　簡(jiǎn)述變頻調(diào)速給水方式</p><p>　　摘要：簡(jiǎn)述變頻調(diào)速給水方式的設(shè)備組成、工作原理及設(shè)備的能耗分析，來(lái)說(shuō)明在實(shí)際的應(yīng)用中，變頻調(diào)速給水方式的優(yōu)缺點(diǎn)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：能耗分析；變頻調(diào)速；優(yōu)缺點(diǎn) </p><p>　　Abstract: the paper way of variable frequency speed reg

2、ulation water supply equipment composition, working principle and equipment of energy consumption analysis, to illustrate the application of the actual, frequency conversion and the advantages and disadvantages of the wa

3、ter-supply modes. </p><p>　　Keywords: energy consumption analysis; Variable frequency speed regulation; Advantages and disadvantages </p><p>　　中圖分類號(hào)： U264.91+3.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p&

4、gt;　　水設(shè)備在我國(guó)發(fā)展很快，但是隨著應(yīng)用也暴露出來(lái)了一些弊端。在實(shí)際給水系統(tǒng)中，為了提高供水的可靠性，水泵的選型都是根據(jù)最不利工況點(diǎn)的流量和揚(yáng)程而選定的，但是用戶高峰用水量時(shí)間并不長(zhǎng)，大部分時(shí)間用水量都小于最不利工況點(diǎn)的流量，而水泵揚(yáng)程隨著流量的減少而增加，所以水泵常期在揚(yáng)程過(guò)剩情況下運(yùn)行，也就是水泵常處于低效率運(yùn)行，能耗增加。為解決供需不相吻合的矛盾，提高水泵效率，與此同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、PLC技術(shù)的迅速發(fā)展，產(chǎn)生了一種新型

5、的給水方式——變頻調(diào)速給水方式。此種給水方式，已被廣泛應(yīng)用于社區(qū)、高樓大廈、工礦企業(yè)、農(nóng)村城鎮(zhèn)的生活給水和一些生產(chǎn)工藝特殊要求的生產(chǎn)給水系統(tǒng)，隨著我國(guó)科技的發(fā)展和生產(chǎn)能力的提高，變頻調(diào)速給水控制方式也從一般的邏輯電子電路控制方式發(fā)展到可編程序控制器控制方式，從一臺(tái)泵固定不變逐步發(fā)展到可編程序自動(dòng)切換變頻方式，使其運(yùn)行更加可靠、合理、節(jié)能[1]。 </p><p>　　1變頻調(diào)速水設(shè)備的組成 </p>

6、<p>　　變頻調(diào)速給水設(shè)備是現(xiàn)在供水系統(tǒng)中常用的給水方式，它是水池恒速泵供水方式的改進(jìn)，把恒速泵變?yōu)樽兯俦茫蟠蟾纳屏嗽诠┧谐霈F(xiàn)的水泵低效率、高能耗的運(yùn)行情況，增加了其應(yīng)用的范圍。變頻調(diào)速給水設(shè)備主要由水泵機(jī)組、壓力傳感器、控制柜（智能控制器、變頻器、電控設(shè)備）等組成，具體各部件組成情況見(jiàn)圖1-1。 </p><p><b>　　圖1-1 </b></p>&l

7、t;p>　　1-水池；2-水位傳感器；3-壓力傳感器；4-智能控制器；5-變頻器；6-恒速泵控制器；7-變頻調(diào)速泵；8-恒速泵；9-用戶水龍頭；10-控制柜；11-液位自動(dòng)控制閥 </p><p>　　2變頻調(diào)速給水設(shè)備的分類 </p><p>　　2.1恒壓變流量供水設(shè)備 </p><p>　　該設(shè)備可單泵運(yùn)行，亦可幾臺(tái)水泵組合運(yùn)行，組合運(yùn)行時(shí)其中一臺(tái)為變頻

8、調(diào)速泵，其他為恒速泵（含一臺(tái)備用泵）。設(shè)備中除水泵機(jī)組外，還由電器控制柜（箱）、測(cè)量和傳感儀表、管路和管路附件、底盤等組成。 </p><p>　　恒壓變流量供水設(shè)備控制參數(shù)的設(shè)定：一般設(shè)置為設(shè)備出口恒壓。所以，自動(dòng)控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行調(diào)試工作量比較少。 </p><p>　　2.2變壓變流量供水設(shè)備 </p><p>　　變壓變流量供水設(shè)備是指設(shè)備的出

9、口按給水管網(wǎng)運(yùn)行要求變壓變流量供水。設(shè)備的構(gòu)造和恒壓變流量供水設(shè)備基本相同，只是控制信號(hào)的采集和處理及傳感系統(tǒng)與恒壓變流量設(shè)備不一致。 </p><p>　　變壓變流量供水設(shè)備控制參數(shù)的設(shè)定：可以在給水管網(wǎng)最不利點(diǎn)（控制點(diǎn)）恒壓控制，亦可以在設(shè)備出口按時(shí)段恒壓控制，還可以在設(shè)備出口按設(shè)定的管網(wǎng)運(yùn)行特性曲線變壓控制。所以此設(shè)備節(jié)能效果好，可以改善給水管網(wǎng)對(duì)流量變化的適應(yīng)性，提高了供水安全可靠性，但是此設(shè)備控制信號(hào)的

10、采集和傳感系統(tǒng)比較復(fù)雜，調(diào)試的工作量也大。因此解決好此設(shè)備的關(guān)鍵是控制參數(shù)的設(shè)定和傳感問(wèn)題[2]。 </p><p>　　2.3帶有小水泵或小氣壓罐的變頻調(diào)速供水設(shè)備 </p><p>　　該設(shè)備可以解決小流量或零流量供水情況下水泵耗能比較大的問(wèn)題，在設(shè)備中加設(shè)了小流量的供水小泵或小型氣壓罐，由流量傳感器或可編程序控制器進(jìn)行控制，可以進(jìn)一步降低耗電量。 </p><p&

11、gt;　　3變頻調(diào)速給水的工作原理 </p><p>　　變頻調(diào)速給水方式以控制方式分為恒壓變流量和變壓變流量?jī)煞N，下面就以恒壓變流量的給水方式為例介紹其工作原理。如圖1-2所示，當(dāng)水池中的水位高于設(shè)定的水位值時(shí)，這時(shí)監(jiān)測(cè)器就把此信號(hào)傳給智能控制器，使其自動(dòng)工作；當(dāng)水位低于設(shè)定的水位時(shí)，就會(huì)自動(dòng)停機(jī)；變頻器根據(jù)控制器的信號(hào)控制水泵的運(yùn)行，因此當(dāng)用水量增加時(shí)，管道出口壓力低于設(shè)定恒定壓力值時(shí)，壓力傳感器就會(huì)把此信號(hào)

12、傳給智能控制器，這時(shí)如果1號(hào)泵變頻運(yùn)行，轉(zhuǎn)速將隨著用水量的增加而變大，當(dāng)增加到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，仍不能達(dá)到設(shè)定壓力值時(shí)，1號(hào)泵就轉(zhuǎn)換為工頻運(yùn)行，變頻器頻率則由50Hz滑行到0Hz，2號(hào)泵開(kāi)始變頻運(yùn)行。同上，如果還不能達(dá)到，就繼續(xù)啟動(dòng)3號(hào)和4號(hào)泵，直到達(dá)到設(shè)定的壓力值。 </p><p>　　當(dāng)用水量減少時(shí)，管道出口的壓力就會(huì)高于預(yù)先設(shè)定的恒定壓力值，這時(shí)壓力傳感器就會(huì)把此信號(hào)傳給智能控制器，由其控制變頻器和電控設(shè)備來(lái)控

13、制水泵機(jī)組的啟停，隨著用水量的減少，變頻器就會(huì)按設(shè)定順序逐步減少水泵運(yùn)行的臺(tái)數(shù)，直到用戶維持恒定壓力[3]。 </p><p>　　圖1-2變頻恒壓供水工作原理流程圖 </p><p>　　4變頻調(diào)速給水的能耗分析 </p><p>　　由于變頻調(diào)速分為恒壓變量和變壓變量?jī)煞N運(yùn)行方式，所以在分析水泵能耗時(shí)可以將這兩種供水方式與水泵恒速時(shí)運(yùn)行進(jìn)行比較，可以利用圖2-8

14、進(jìn)行分析說(shuō)明。 </p><p>　　圖1-3水泵的能耗分析曲線 </p><p>　　從圖1-3中可以看出，當(dāng)水泵以額定轉(zhuǎn)速 運(yùn)行，用戶用水量從 降到 時(shí)，水泵的工況點(diǎn)將從 點(diǎn)移到 點(diǎn)，其供水壓力則從設(shè)計(jì)供水壓力 點(diǎn)上升到 ，理論上水泵此時(shí)需要輸出的功率是 ，然而，從圖中的曲線分析可知，此時(shí)管網(wǎng)需要消耗的功率只要 ，因此水泵多消耗的功率為 ，這些多消耗的功率實(shí)際上被無(wú)效地消耗在管網(wǎng)當(dāng)中。

15、 </p><p>　　如果采用恒壓變流量供水方式，設(shè)定的恒定壓力值為水泵出口壓力 ，當(dāng)流量從 降到 時(shí)，由于水泵是變頻調(diào)速的，為了保持恒定壓力 ，水泵的轉(zhuǎn)速就從 降到 ，理論上水泵需要輸出的功率為 ，從圖中可以看出此功率小于水泵恒速時(shí)消耗的功率，但仍大于管網(wǎng)所需的功率。而多消耗的功率 仍然是無(wú)效地消耗掉了。 </p><p>　　如果采用變壓變流量供水，流量從 降到 ，轉(zhuǎn)速?gòu)?變到 時(shí)，

16、水泵的揚(yáng)程降低到剛好管網(wǎng)所需的揚(yáng)程 。此時(shí)理論上水泵需要輸出的功率 也就等于管網(wǎng)所需的功率，所以此種運(yùn)行方式最節(jié)能[4][5]。 </p><p>　　5調(diào)速給水的優(yōu)缺點(diǎn) </p><p><b>　　5.1優(yōu)點(diǎn) </b></p><p>　　5.1.1基建投資少，比建水塔、高位水箱、氣壓罐都節(jié)省。 </p><p>　

17、　5.1.2運(yùn)行可靠性高，由于對(duì)水泵采用了變頻循環(huán)軟啟動(dòng)技術(shù)，減少了機(jī)械沖擊，也使水泵啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊電流大大減少。 </p><p>　　5.1.3自動(dòng)化程度高，采用了智能控制器，變頻器大大方便了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和用戶的使用，日常無(wú)需專人操作。 </p><p>　　5.1.4效率高，能耗低。由于采用了變頻調(diào)速大大減少了電能的消耗和提高了水泵的效率。 </p><p>

18、<b>　　5.2缺點(diǎn) </b></p><p>　　5.2.1需建生活貯水池，占用一定的建筑面積。 </p><p>　　5.2.2造成資源的浪費(fèi)。將自來(lái)水放入水池（或水箱）中，使原有壓力全部變?yōu)榱?，再?gòu)牧汩_(kāi)始重新加壓供水，造成市政管網(wǎng)壓力的浪費(fèi)。 </p><p>　　5.2.3存在二次水質(zhì)污染問(wèn)題，對(duì)飲用者造成健康隱患。 </p&g

19、t;<p><b>　　6 結(jié)論 </b></p><p>　　本文主要介紹了傳統(tǒng)的變頻調(diào)速加壓供水方式。此供水方式運(yùn)行可靠性高，效率高，能耗低，但是仍然存在水質(zhì)的二次污染問(wèn)題，沒(méi)有利用市政管網(wǎng)的余壓，造成能量浪費(fèi)等缺點(diǎn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 給水排水

20、設(shè)計(jì)手冊(cè) 建筑給水排水 </p><p>　　[2] 姚福來(lái)，張艷芳，韋玉堂編著．水泵變頻調(diào)速的節(jié)電量計(jì)算及系統(tǒng)設(shè)汁[M]．科學(xué)出版社 1998.54-57 </p><p>　　[3] 張紅星，李鳴，湯志彪，楊大勇．基于變頻調(diào)速的恒壓供水控制系統(tǒng)[J]．機(jī)電設(shè)備，2005，3（24）：1—4． </p><p>　　[4] 張建主編 建筑給水排水工程（第二版）[M