變頻恒壓供水的基本知識

1、變頻恒壓供水的基本知識整理： XIAO菜 ，2006-12-10 17:51:00 發(fā)表于：變頻器與調速論壇 共有23人回復，1319次點擊 加為好友發(fā)送留言    一、變頻恒壓供水的特點1. 節(jié)能，可以實現(xiàn)節(jié)電20%-40%，能實現(xiàn)綠色用電。2. 占地面積小，投入少，效率高。3. 配置靈活，自動化程度高，功能齊全，靈活可靠。4. 運行合理，由于是軟起和軟停，不但可以消除水錘效應，而且電機軸上的平均扭矩和磨損減小，減少了維修量和維修費用，并且水泵的壽命大大提高。5. 由于變頻恒壓調速直接從水源供水，減少了原有供水方式的二次污

2、染，防止了很多傳染疾病的傳染源頭。6. 通過通信控制，可以實現(xiàn)無人值守，節(jié)約了人力物力。以下是對變頻恒壓供水的基本知識的回復： 共有23人回復 分頁: 1       二、節(jié)能原理由水泵的工作原理可知：水泵的流量與水泵（電機）的轉速成正比，水泵的揚程與水泵（電機）的轉速的平方成正比，水泵的軸功率等于流量與揚程的乘積，故水泵的軸功率與水泵的轉速的三次方成正比（既水泵的軸功率與供電頻率的三次方成正比）。根據上述原理可知改變水泵的轉速就可改變水泵的功率。流量基本公式：QN    HN2 &#

3、160;   KW=Q*HN3以上Q代表流量，N代表轉速，H代表揚程，KW代表軸功率。例如：將供電頻率由50HZ降為45HZ，則P45/P50=（45/50）3= 0.729，即P45=0.729 P50；將供電頻率由50HZ降為40HZ，則P40/P50=（40/50）3= 0.512，即P40=0.512 P50。 水泵一般是按供水系統(tǒng)在設計時的最大工況需求來考慮的，而用水系統(tǒng)在實際使用中有很多時間不一定能達到用水的最大量，一般用閥門調節(jié)增大系統(tǒng)的阻力來節(jié)流，造成電機用電損失，而采用變頻器可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)

4、定，通過改變轉速來調節(jié)用水供應，并可通過降低轉速節(jié)能收回投資。    三、變頻調速恒壓供水設備的主要應用場合1、高層建筑，城鄉(xiāng)居民小區(qū)，企事業(yè)等生活用水；2、各類工業(yè)需要恒壓控制的用水，冷卻水循環(huán)，熱力網水循環(huán)，鍋爐補水等；3、中央空調系統(tǒng)；4、自來水廠增壓系統(tǒng)；5、農田灌溉，污水處理，人造噴泉；6、各種流體恒壓控制系統(tǒng)。    水泵變頻調速應用的注意事項變頻調速在泵與風機的節(jié)能方面應用廣泛，但在實際應用中往往由于對影響其節(jié)能效果的因素考慮不周，導致選擇與使用存在著較大的盲目性，影響其節(jié)能效益的發(fā)揮。以水泵為例，針

5、對影響其調速范圍、節(jié)能效果的一些主要因素，進行了對癥分析和探討，在此基礎上指出了變頻調速的適用范圍。1 變頻調速與水泵節(jié)能     水泵節(jié)能離不開工況點的合理調節(jié)。其調節(jié)方式不外乎以下兩種：管路特性曲線的調節(jié)，如關閥調節(jié)；水泵特性曲線的調節(jié)，如水泵調速、葉輪切削等。在節(jié)能效果方面，改變水泵性能曲線的方法，比改變管路特性曲線要顯著得多1。因此，改變水泵性能曲線成為水泵節(jié)能的主要方式。而變頻調速在改變水泵性能曲線和自動控制方面優(yōu)勢明顯，因而應用廣泛。但同時應該引起注意的是，影響變頻調速節(jié)能效果的因素很多，如果盲目選用，很可能事與愿違。&#

6、160;2 影響變頻調速范圍的因素     水泵調速一般是減速問題。當采用變頻調速時，原來按工頻狀態(tài)設計的泵與電機的運行參數(shù)均發(fā)生了較大的變化，另外如管路特性曲線、與調速泵并列運行的定速泵等因素，都會對調速的范圍產生一定影響。超范圍調速則難以實現(xiàn)節(jié)能的目的。因此，變頻調速不可能無限制調速。一般認為，變頻調速不宜低于額定轉速50，最好處于75100，并應結合實際經計算確定。2.1 水泵工藝特點對調速范圍的影響    理論上，水泵調速高效區(qū)為通過工頻高效區(qū)左右端點的兩條相似工況拋物線的中間

7、區(qū)域OA1A2（見圖1）。實際上，當水泵轉速過小時，泵的效率將急劇下降，受此影響，水泵調速高效區(qū)萎縮為PA1A22（顯然，若運行工況點已超出該區(qū)域，則不宜采用調速來節(jié)能了。）圖中H0B為管路特性曲線，則CB段成為調速運行的高效區(qū)間。為簡化計算，認為C點位于曲線OA1上，因此，C點和A1點的效率在理論上是相等的。C點就成為最小轉速時水泵性能曲線高效區(qū)的左端點。 因此，最小轉速可這樣求得：由于C點和A1點工況相似，根據比例律有：(QC/Q1)2=HC/H1C點在曲線H=H0+S·Q2上有：HC=H0+S·QC2其中，HC、QC為未知數(shù)，解方程得：HC=H1×

8、H0/(H1-S·Q12) QC=Q1×H0/(H1-S·Q12)1/2根據比例律有：nmin=n0×H0/(H1-S·Q12)1/22.2 定速泵對調速范圍的影響    實踐中，供水系統(tǒng)往往是多臺水泵并聯(lián)供水。由于投資昂貴，不可能將所有水泵全部調速，所以一般采用調速泵、定速泵混合供水。在這樣的系統(tǒng)中，應注意確保調速泵與定速泵都能在高效段運行，并實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)。此時，定速泵就對與之并列運行的調速泵的調速范圍產生了較大的影響2。主要分以下兩種情況：2.2.1  

9、0;  同型號水泵一調一定并列運行時，雖然調度靈活，但由于無法兼顧調速泵與定速泵的高效工作段，因此，此種情況下調速運行的范圍是很小的。2.2.2     不同型號水泵一調一定并列運行時，若能達到調速泵在額定轉速時高效段右端點揚程與定速泵高效段左端點揚程相等。則可實現(xiàn)最大范圍的調速運行。但此時調速泵與定速泵絕對不允許互換后并列運行。2.3 電機效率對調速范圍的影響    在工況相似的情況下，一般有Nn3，因此隨著轉速的下降，軸功率會急劇下降，但若電機輸出功率過度偏移額定功率或者

10、工作頻率過度偏移工頻，都會使電機效率下降過快，最終都影響到整個水泵機組的效率。而且自冷電機連續(xù)低速運轉時，也會因風量不足影響散熱，威脅電機安全運行。 3 管路特性曲線對調速節(jié)能效果的影響     雖然改變水泵性能曲線是水泵節(jié)能的主要方式，但是在不同的管路特性曲線中，調速節(jié)能效果的差別卻是十分明顯的。為了直觀起見，這里采用圖2說明。在設計工況相同的3個供水系統(tǒng)里（即最大設計工況點均為A點，均需把流量調為QB），水泵型號相同，但管路特性曲線卻不相同，分別為：H=H1+S1·Q2（H0=H1）H=H2+S2·Q

11、2（H0=H2，H1H2）H=S3·Q2（H0=H3=0）    很顯然，若采用關閥調節(jié)，則3個系統(tǒng)滿足流量QB的工況點均為B點，對應的軸功率為NB；若采用調速運行，則3個系統(tǒng)滿足流量QB的工況點分別為C，D，E點，其對應的運行轉速分別為n1，n2，n3，相應的軸功率分別為NC，ND，NE。由于NQ·H，所以各點軸功率滿足NBNCNDNE。    可見，在管路特性曲線為H=H0+S·Q2的系統(tǒng)中采用調速節(jié)能時，H0越小，節(jié)能效果越好。反之，當H0大到一定程度時，受電機效率下降和調速系統(tǒng)

12、本身效率的影響，采用變頻調速可能不節(jié)能甚至反而增加能源浪費。 4 兩種調速供水方式節(jié)能效果比較     在供水系統(tǒng)中，變頻調速一般采用以下2種供水方式：變頻恒壓變流量供水和變頻變壓變流量供水。其中，前者應用得更廣泛，而后者技術上更為合理，雖然實施難度更大，但代表著水泵變頻調速節(jié)能技術的發(fā)展方向。4.1 變頻恒壓（變流量）供水    所謂恒壓供水方式，就是針對離心泵“流量大時揚程低，流量小時揚程高”的特性，通過自控變頻系統(tǒng)，無論流量如何變化，都使水泵運行揚程保持不變，即等于設計

13、揚程。若采用關閥調節(jié)，當流量由Q2Q1時，則工況點由A1變?yōu)锳2，浪費揚程H=H1-H3=H1+H2。若采用變頻恒壓供水，則自動將轉速調至n1，工況點處于B1點（參見圖3）。由于變頻調速是無級變速，可以實現(xiàn)流量的連續(xù)調節(jié)，所以，恒壓供水工況點始終處于直線H=H2上，在控制方式上，只需在水泵出口設定一個壓力控制值，比較簡單易行。顯然，恒壓供水節(jié)約了H1，而沒有考慮H2。因此，它不是最經濟的供水調節(jié)方式，尤其在管路阻力大，管路特性曲線陡曲的情況下，H2所占的比重更大，其局限性就顯而易見。 4.2 變頻變壓（交流量）供水    變壓供水方式

14、控制原理和恒壓供水相同，只是壓力設置不同。它使水泵揚程不確定，而是沿管路特性曲線移動（參見圖3）。當流量由Q2Q1時，自動將轉速調至n2，工況點處于B2點。此時水泵軸功率n2小于恒壓供水水泵軸功率N1。變壓供水理論上避免了流量減少時揚程的浪費，顯然優(yōu)于恒壓供水,但變壓供水本質上也是一種恒壓，不過將水泵出口壓力恒定變成了控制點壓力恒定，它一般有2種形式：4.2.1 由流量Q確定水泵揚程    流量計將測得的水泵流量Q反饋給控制器，控制器根據H=H0+S·Q2確定水泵揚程H，通過調速使H沿設計管路特性曲線移動。  &#

15、160; 但在生產實踐中情況比較復雜。對于單條管路輸水系統(tǒng)，是可以得到與之對應的一條管路特性曲線的。而在市政供水管網中，則很難得到一條確定的管路特性曲線。在實踐中，只能根據管網實際運行情況，通過盡時能接近實際的假設，計算出近似的管路特性曲線。4.2.2 由最不利點壓力Hm確定水泵揚程    即需在管網最不利點設置壓力遠傳設備，并向控制室傳回信號，控制器據此使水泵按滿足最不利點壓力所需要的揚程運行、由于管網最不利點往往距離泵站較遠，遠傳信號顯得不太方便，而且，在市政供水系統(tǒng)中，由于管網的調整，用水狀況的變化等隨機因素的影響，都會使實際最

16、不利點和設計最不利點發(fā)生一些偏差，給變壓供水的實施帶來困難。  5 結論 變頻調速是一種應用廣泛的水泵節(jié)能技術，但卻具有較為嚴格的適用條件，不可能簡單地應用于任何供水系統(tǒng)，具體采取何種節(jié)能措施，應結合實際情況區(qū)別對待變頻調速適用于流量不穩(wěn)定，變化頻繁且幅度較大，經常流量明顯偏小以及管路損失占總揚程比例較大的供水系統(tǒng)。變頻調速個適用于流量較穩(wěn)定，工況點單一以及靜揚程占總揚程比例較大的供水系統(tǒng)。變頻變壓供水優(yōu)于變頻恒壓供水。     恒壓供水系統(tǒng)中具有一下幾個典型的功能：1、自動切換變頻/工頻運行功能變頻器提

17、供三種不同的工作方式供用戶選擇：方式0：基本工作方式。變頻器始終固定驅動一臺泵并實時根據其輸出頻率：控制其他輔助泵啟停。即當變頻器的輸出頻率達到最大頻率時啟動一臺輔助泵工頻運行、當變頻器的輸出頻率達到最小頻率時則停止最后啟動的輔助泵。由此控制增減工頻運行泵的臺數(shù)。方式1：交替方式，變頻器通常固定驅動某臺泵，并實時根據其輸出頻率，使輔助泵工頻運行，此方式與方式0不同之處在于若前一次泵啟動的順序是泵1泵2，當變頻器輸出停止時，下一次啟動順序變?yōu)楸?泵1。方式2：直接方式。當啟信號輸入時變頻器啟動第一臺泵當該泵達到最高頻率時，變頻器將該泵切換到工頻運行，變頻器啟動下一臺泵變頻運行，相反當泵停止條件成

18、立時，先停止最先啟動的泵。2、PID的調節(jié)功能由壓力傳感器反饋的水壓信號(4-20MA或-5V)直接送入PLC的A/D口(可以通過手持編程器)，設定給定壓力值，PID參數(shù)值，并通過PLC計算何以需切換泵的操作完成系統(tǒng)控制，系統(tǒng)參數(shù)在實際運行中調整，使系統(tǒng)控制響應趨于完整。3、“休眠”功能系統(tǒng)運行時經常會遇到用戶用水量較小或不用水(如夜晚)情況，為了節(jié)能，該系統(tǒng)專用設置了可以使水泵暫停工作的“休眠”功能，當變頻器頻率輸出低于其下限時，變頻器停止工作，2#、3#泵不工作，水泵停止(處于休眠狀態(tài))。當水壓繼續(xù)升高時將停止1泵，當水壓下降到一定值時將先啟動變頻器運轉2#泵或3#泵，當頻率到達一定值后將

19、啟動1#泵調節(jié)2#或3#泵的轉速?！靶菝咧怠弊冾l器輸出的下限頻率PR507設置。 “休眠確認時間”用參數(shù)PR506設置，當變頻器的輸出頻率低于休眠值的時間如小于休眠時間td時，即tdtn時變頻器繼續(xù)工作，當tdtn時變頻器將進入休眠狀態(tài)。 “喚醒值”由供水壓力下限啟動，當供水壓力低于下限值時由PLC發(fā)出指令喚醒變頻器工作。 經測試“休眠值”為10HZ；“休眠確認時間”td:20s；“喚醒值”70%4、通訊功能該系統(tǒng)具有計算機的通訊功能，PLC變頻器均提供有RS232或485接口PLC可選用西門子的S7-200計算機可以與一套或多套系統(tǒng)進行通訊，利用計算機同時可以監(jiān)

20、測：電流、電壓、頻率、轉速、壓力等也可以控制變頻器的各類參數(shù)。此外該系統(tǒng)還具有手動/自動操作，故障報警，運行狀態(tài)，電流，電壓、頻率狀態(tài)顯示缺水保護等功能。四、系統(tǒng)的節(jié)能分析節(jié)能的功率可用下式表示：p=p(0.4+0.6x-x3)其中x=Q/Q0N/N0；Q為實時水量；Q0為滿負荷的水量；P為滿負荷的功率；N0為額定功率；N為實時功率。這里通過運行觀察，統(tǒng)計出三臺泵一天之內的運行時間為：1#泵24小時；2#泵大致運行19小時；3#泵僅運行13小時。如果按360天計算利用閥門來調節(jié)功率為：(30×215）×24×360648000Kwh利用停止泵運轉方式為：（15&#

21、215;24）（30×10）（30×13）×360475200Kw利用變頻工作時：3#泵始終處在狀態(tài)為13小時；2#泵變頻工作為7小時(3#泵不工作，2#泵工作時間)如果水量調到80%時計算兩個泵節(jié)電量為：P×h30×（0.4+0.6×0.8-0.83）×（137）×36079488Kwh這樣與第二項計算與變頻節(jié)能計算時比用閥的調節(jié)節(jié)能為：648000-475200+79488252288Kwh；按每度電0.4元計算，每年可節(jié)省電費：252288×0.4100915.2元?？梢娒磕昕晒?jié)省電費約10萬元左右

22、。由此可見，變頻恒壓給水設備，既可以很好的滿足用水要求，又可以節(jié)約能源，同時還可以降低設備的運行故障，是今后推廣和大力提倡的方向。    不知道能不能對大家有所幫助，希望同志們繼續(xù)灌水    唐山偉創(chuàng)電氣XXX(原天惠自動化）是深圳偉創(chuàng)電氣XXX銷售分公司。專業(yè)生產銷售變頻器軟啟動器的高新技術企業(yè)，對系統(tǒng)配套商實行優(yōu)惠價銷售，現(xiàn)誠征北方地區(qū)分銷商。歡迎來電 #160;3851759 或登陸網站bbb:/aaatshbpaaa    

23、;  我來頂下     我公司是專業(yè)研發(fā)、生產銷售cps-21系列恒壓供水智能控制器的高科技公司，上文所述的控制功能我公司的產品均可實現(xiàn)，如有需要的可與我了解：北京蘭利科技曾先生：tel: 登陸網站aaaardlabsaaa變頻器不能直接切換： 引用 加為好友 發(fā)送留言 2006-12-11 14:10:00    一般來說,變頻器運行過程中是不能直接切換的工頻的,特別是大功率的變頻器,因為變頻器很難保證自己輸出電源的相位和電網中的電源相位一致,所以

24、  "方式2：直接方式。當啟信號輸入時變頻器啟動第一臺泵當該泵達到最高頻率時，變頻器將該泵切換到工頻運行，變頻器啟動下一臺泵變頻運行，相反當泵停止條件成立時，先停止最先啟動的泵。"  這種方式有待斟酌.實話實說： 引用 加為好友 發(fā)送留言 2006-12-11 17:14:00    變頻恒壓供水省電不知你是與哪種供水方式比較的？如果與高位水箱比，那時胡說。XIAO菜： 引用 加為好友 發(fā)送留言 2006-12-11 21:42:00    但是高位水箱有成本，還是有水質的問題？提高水的品質歪歪2008： 引用 加為好友 發(fā)送留言 2006-12-12 10:27:00    實踐證明：直接切換，沒有什么問題！賣了好多套了！用了