變頻技術(shù)在給水系統(tǒng)中應(yīng)用

摘要：變頻技術(shù)在給水系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)分析。

關(guān)鍵詞：變頻；調(diào)速恒壓給水

目前，變頻調(diào)速生活給水在建筑給水中應(yīng)用越來越廣，分析原因有以下三點(diǎn)：

1. 變頻調(diào)速恒壓供水具有優(yōu)良的節(jié)能效果。由水泵一管道供水原理可知，調(diào)節(jié)供水流量，原則上有兩種方法；一是節(jié)流調(diào)節(jié)，開大供水閥，流量上升；關(guān)小供水閥，流量下降。調(diào)節(jié)流量的第二種方法是調(diào)速調(diào)節(jié)，水泵轉(zhuǎn)速升高，供水流量增加；轉(zhuǎn)速下降，流量降低，對(duì)于用水流量經(jīng)常變化的場(chǎng)合(例如生活用水)，采用調(diào)速調(diào)節(jié)流量，具有優(yōu)良的節(jié)能效果。應(yīng)當(dāng)指出，變頻恒壓供水節(jié)能的效果主要取決于用水流量的變化情況及水泵的合理選配，為了使變頻恒壓供水具有優(yōu)良的節(jié)能效果，變頻恒壓供水宜采用多泵并聯(lián)的供水模式。由多泵并聯(lián)恒壓變頻供水理論可知多泵并聯(lián)恒壓供水，只要其中一臺(tái)泵是變頻泵，其余全是工頻泵，可以實(shí)現(xiàn)恒壓變量供水。在變頻恒壓變量供水當(dāng)中，變頻泵的流量是變化的，當(dāng)變頻泵是各并聯(lián)泵中最大，即可保證恒壓供水。多泵并聯(lián)恒壓供水，在設(shè)計(jì)上可做到在恒壓條件下各工頻泵的效率不變(因工況不變)，并使之處于高效率區(qū)工作，變頻泵的流量是變化的，其工作效率隨流量而改變。因?yàn)椴捎枚啾貌⒙?lián)恒壓供水，變頻泵的功率降低，從而可以降低多泵并聯(lián)變頻恒壓供水系統(tǒng)的能耗，改善節(jié)能狀況。

當(dāng)多泵并聯(lián)恒壓供水系統(tǒng)采用具有自動(dòng)睡眠功能的變頻器，當(dāng)用水流量接近于零，變頻泵能自動(dòng)睡眠停泵，從而可以做到不用水時(shí)自動(dòng)停泵而沒有能量損耗，具有最佳的節(jié)能效果。

2. 變頻調(diào)速給水的供水壓力可調(diào)，可以方便地滿足各種供水壓力的需要。在設(shè)計(jì)階段可以降低對(duì)供水壓力計(jì)算準(zhǔn)確度的要求，因?yàn)殡S時(shí)可以方便地改變供水壓力。但在選泵時(shí)應(yīng)注意，泵的揚(yáng)程宜大一些，因?yàn)樽冾l調(diào)速其最大壓力受水泵限制。最低使用壓力也不應(yīng)太小，因?yàn)樗貌辉试S在低揚(yáng)程大流量下長(zhǎng)期超負(fù)荷工作，否則應(yīng)加大變頻器和水泵電機(jī)的容量，以防止發(fā)生過載。

3. 目前，變頻器技術(shù)已很成熟，在市場(chǎng)上有很多國(guó)內(nèi)外品牌的變頻器，這為變頻調(diào)速供水提供了充分的技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。變頻器已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門廣泛使用。任何品牌的變頻器與變頻供水控制器配合，即可實(shí)現(xiàn)多泵并聯(lián)恒壓供水。因?yàn)榻ㄖ┧膽?yīng)用廣泛，有些變頻器設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家把變頻供水控制器直接做在供水專用變頻器中；這種變頻器具有可靠性好，使用方便的優(yōu)點(diǎn)。

按變頻器工作原理，在運(yùn)行中的變頻器不允許在其輸出端進(jìn)行切換；否則在切換過程中會(huì)使變頻器中的某些電子器件受到大電流沖擊而降低其壽命。在變頻泵自動(dòng)輪換過程中，要在變頻器的輸出端進(jìn)行切換；為了保護(hù)變頻器，在進(jìn)行自動(dòng)切換之前應(yīng)使變頻器停止運(yùn)行。在變頻器停止運(yùn)行的條件下，在其輸出端進(jìn)行切換。在切換好后再重新啟動(dòng)變頻器而恢復(fù)正常運(yùn)行。因此，自動(dòng)輪換控制的電路比較復(fù)雜，會(huì)增加變頻控制柜的造價(jià)并降低其使用可靠性。

當(dāng)變頻恒壓變量供水系統(tǒng)具有變頻泵自動(dòng)輪換功能，其優(yōu)點(diǎn)是各并聯(lián)泵可定時(shí)輪換到變頻運(yùn)行，使各并聯(lián)泵的磨損均衡。但是，在任一臺(tái)泵變頻運(yùn)行時(shí)，萬一水泵故障有可能使變頻器保護(hù)跳閘而停止工作。各并聯(lián)水泵是由變頻器控制運(yùn)行的；當(dāng)變頻器跳閘，必然使所有并聯(lián)水泵停機(jī)而中斷供水。

因此，當(dāng)水泵的可靠性一定，具有自動(dòng)輪換控制功能的變頻恒壓供水機(jī)的供水可靠性將低于不具備自動(dòng)輪換控制功能的變頻恒壓供水機(jī)。筆者認(rèn)為，供水可靠性是主要矛盾。因此我們不主張采用具有自動(dòng)輪換控制功能的變頻恒壓給水系統(tǒng)。

由水泵一管路供水原理可知，當(dāng)節(jié)流損耗等于零，則供水系統(tǒng)具有最佳的節(jié)能效果，此時(shí)水泵的供水揚(yáng)程完全消耗在供水高度和供水流阻損失上。這種變頻調(diào)整供水稱為理態(tài)的變壓變量供水，這種供水系統(tǒng)的揚(yáng)程-流量曲線和管路系統(tǒng)的流阻-流量曲線重合。在理想的變壓變量供水系統(tǒng)中，在用水點(diǎn)，其揚(yáng)程恒定，屬于恒壓供水。在實(shí)際建筑中，用水點(diǎn)是多處，不是一處，因此很難確定何處是恒壓用水點(diǎn)。變壓變量供水系統(tǒng)沒有通用性，在工程上很少應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 符錫理.變頻調(diào)速供水泵原理和實(shí)踐.變頻器世界，1999.

[2] 符錫理.變頻恒壓給水設(shè)備變頻泵固定運(yùn)行方式與循環(huán)運(yùn)行方式的對(duì)比分析. 變頻器世界，2000.