关于变频调速给水的节能问题

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简介： 据统计资料报道，我国现有约5000万台水泵和风机在运行，总计年用化量可达约1000亿度。泵和风机均属于叶片式流体机械；由流体机械理论，在相似工况下，泵、风机的流量，扬程和功率分别与其转速的一次方、二次方和三次方成正比。如转速下降一半，其功率可下降到原来的1/8。
关键字：变频调速 节能问题

　　据统计资料报道，我国现有约5000万台水泵和风机在运行，总计年用化量可达约1000亿度。泵和风机均属于叶片式流体机械；由流体机械理论，在相似工况下，泵、风机的流量，扬程和功率分别与其转速的一次方、二次方和三次方成正比。如转速下降一半，其功率可下降到原来的1/8。?
流量是给水系统在使用过程中需要调节的主要参数。由水泵通过管路供水的理论可知，调节流量原则上有两大方法；一是节流调节，泵的转速不变，改变供水管路上阀门的开度以调节流量；开大阀门，流量增加；关小阀门，流量减少。采用流调节，有大量能量消耗在节流损耗上。调节流量的第二种方法是变速调节，即供水管路的状态不变(供水阀门度不变)，改变泵的转速以进行流量调节；转速升高，流量增加，转速降低，流量减少。用调速调节流量可以大幅度降低节流能量损耗，具有显著的节能效果。我国政府机关(国家科委、国家经贸委)在颁发的《中国节能技术政策大纲》中把泵和风机的变频调速技术列为国家九五计划重点推广的节能技术项目。?
众所周知，建筑给水泵绝大多数足用三相异步电动机驱动的；变频水泵就是通过就频器供电的水泵。自从二十世纪八十年代以来大量各种品牌国外变频器进入国内市场，我国也自行研制生产了若干品眚的国产变频器，变频器在我国国式经济各部门中获得了广泛的应用。对于建筑给水来说，用得最多的是变频调速恒压变量给水。?
在现代建筑生活给水系统中，采用变频调整泵一台或多台给水的突出优点是：?
1.采用变频调速给水可以大幅度降低节流能量损耗，具有优异的节能效果。?
采用变压变量给水可以做到使节流损耗降低到零，具有最佳的节能效果，但是这种变压变量给水系统只适用于特点是给水管路系统，没有通用性。国内外一种宵用的具有一定能用性的变压变量给水系统是准变压奕量给水系统；这种给水系统的给水压力随给水流量的增大而跃阶上升；对于多泵联的供水设备，当多投入一名泵工频，给水恒压值上升一个台阶；台阶值可以按需设定。这种准变压变量给水系统(设备)可以适用于没给水管路，具有一定的通用性。?
2.变频恒压变量给水系统(设备)的给水压力可调，在设计上允许降低给水压力的计算精度，在使用上可以适应不同的给水压力要求。?
建筑给水节能的基本原理如下：?
设要求的给水流量为Q＝O-Qmax；?
要求的给水扬程为H＝Hmin-Hmax。?
给水流量取决于使用，夜间不用水时Q＝O，白天用水高峰时Q＝Qmax。最小给水扬程Hmin应保证能把水供向一定高度；最大给水扬程，Hmin＝Hmin＋〓Q2nax(管路流阻损失)。建筑给水系统能常按Qmax及Hmax值来确定给水泵的台数及大小。应当指出，建筑给水系统通常多采用多泵并联的给水系统。?
要求建筑给水节能，首先要求给水泵处于高效率区工作。众所周知，高佳心泵的高效率区处决于泵的工况(n、Q、H值决定是泵的工况点)。当采用变频调速(n值可变)，则泵的高效率区扩大，因此采用变频调速可以节能。其次是防止给不泵出现"大马拉小车"的工况。因为给水系统要满足Qmax及Hmax的工况，如果彩1台泵，当小流量用水时必然出现"大马拉小车"的工况，此时水泵的效率低，功率浪费大。为了防?quot;大马拉小车"，通常的做法是采用多台水泵并联给水的方式，多用水多开泵，少用水少开泵，可以显著减轻"大马拉小车"弊端的出现，改善节能的效果。理论分析及实际使用证明，多泵并联变频调速给水可以显著提高节能效果。所以现代建筑生活给水系统大多采用多泵并联恒压变量(或准度变压变量)给水方式。?
采用多泵并联给水，按变频调速恒压给水原理，在多泵并联的给水系统中，只要其中有一台是变频调速泵，就可以达到恒压给水的目的；为了达到恒压给水，变频泵必须是并联泵中的最大者；最经济的配泵方集是各并联泵的大小相同。从节能考虑，并联水泵的台数愈多愈好；但是如数太多，设备的机械结构及电气控制系统的复杂程度也随之上升，系统(设备)的整体经济、合理性下降。所以合理的应采用并联水泵不多也不少的最经济方案。?
结论?
1.当用水参数Q及H一定不变(循环泵)，从节能考虑无必要采用变频调速。但是，采用变频调速，可以调节水泵的工况点，使之处于高效率区工作。?
2.当用水流量Q经常变化，采用多泵并联的变频恒压变量(或准变压变量)给水具有的节能效果。?
变频恒压变量(或准变压变量)给水的纪泵方案，一台变频调速泵(其余工频恒速泵必须是各并联泵中的最大者。最经济的纪录方案各并联泵的大小相同。?
3.为了取得优良的节能效果，选泵时应注意使工频泵在恒压供水情况下处于高效率区工作(恒压值的H＝常数的水平线与工频泵H－Q曲线的交点位于高效率区)。?
参考文献?
1.符锡理，变频调速泵供水原理及实践，《变频器世界》，1999，N010。?
2.符锡理，多泵并联变频调速恒压变量供水水泵的配置与控制，《给水排水技术与产品信息
》，2000，N03。?
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