變頻調(diào)速給水設(shè)備是如何解決高層用水難題的?
變頻調(diào)速給水設(shè)備是如何解決高層用水難題的?
市政給水?dāng)[在我們面前的一道難題就是能夠盡可能滿足用水供應(yīng)的前提下,又可以環(huán)保節(jié)能,這使得變頻調(diào)速給水系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,目前變頻器技術(shù)已很成熟,在市場上有很多國內(nèi)外品牌的變頻器,這為變頻調(diào)速供水提供了充份的技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。變頻器已在國民經(jīng)濟(jì)各部門廣泛使用。市政供水系統(tǒng)也開始運(yùn)用變頻調(diào)速供水,并取得了很好的效果。
1、何謂變頻調(diào)速給水
由水泵-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。
二是調(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,對于用水流量經(jīng)常變化的場合(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。
變頻調(diào)速給水設(shè)備裝置由氣壓罐、水泵、電控柜、壓力控制器、壓力表、止回閥、閘閥及管道等組成一個(gè)完善自動(dòng)給水裝置。當(dāng)水泵啟動(dòng)后,通過補(bǔ)氣罐及進(jìn)氣閥同時(shí)向罐內(nèi)補(bǔ)氣補(bǔ)水,隨著水位的不斷增高,罐內(nèi)的氣體體積不斷濃縮;壓力不斷增高,當(dāng)壓力達(dá)到社定壓力時(shí),通過壓力傳感操縱水泵關(guān)閉。在水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間里,由于被擠壓的空氣具有膨脹力,擠壓罐內(nèi)的水具有壓力而不斷送至用戶使用。隨著水的流出,罐內(nèi)水的體積減少,空氣的體積增大,既罐內(nèi)壓力逐漸降低,當(dāng)罐內(nèi)壓力降到社定的低壓力時(shí),通過壓力傳感操縱水泵啟動(dòng),這樣往返不斷的停止起動(dòng)至使管內(nèi)達(dá)到理想的供水效果。
2、變頻調(diào)速給水的優(yōu)勢
(1)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)速其大壓力受水泵限制 。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。
(2)變頻調(diào)速恒壓供水具有優(yōu)良的節(jié)能效果。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,并使之處于工作,變頻泵的流量是變化的 ,其工作效率隨流量而改變。
3、變頻調(diào)速給水的工作模式
對于變頻恒壓變量給水通常有兩種工作模式 ,一是變頻泵固定方式,二是變頻循環(huán)軟啟動(dòng)工作方式。在變頻泵固定方式中,各并聯(lián)水泵是按工頻方式自動(dòng)投入或超出的。因?yàn)樽冾l泵固定不變,當(dāng)用水流量變化,變頻泵始終處于運(yùn)行狀態(tài),因此變頻泵的運(yùn)行時(shí)間長。為了均衡各水泵的 運(yùn)行時(shí)間,對于變頻泵固定運(yùn)行方式,可以設(shè)計(jì)成變頻泵定時(shí) 輪換運(yùn)行方式。即當(dāng)某一臺變頻泵運(yùn)行一定時(shí)間后,由變頻 控制器控制變頻泵自動(dòng)進(jìn)行輪換。
(1)當(dāng)用水流量小于一臺泵在工頻恒壓條件下的流量,由一臺變頻泵 調(diào)速恒壓供水;當(dāng)用水流量增大,變頻泵的轉(zhuǎn)速自動(dòng)上升; 當(dāng)變頻泵的轉(zhuǎn)速上升到工頻轉(zhuǎn)速,為用水流量進(jìn)一步增大,由 變頻供水控制器控制,自動(dòng)啟動(dòng)一臺工頻泵投入,該工頻泵 提供的流量是恒定的(工頻轉(zhuǎn)速恒壓下的流量),其余各并聯(lián)工 頻泵按相同的原理投入。
(2)在多泵并聯(lián)變頻恒壓變量的供水情況下,當(dāng)用水流量下降 ,變頻調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速下降(變頻器供電頻率下降);當(dāng)頻率下降 到零流量的時(shí)候,變頻供水控制器發(fā)出一個(gè)指令,自動(dòng)關(guān)閉一 臺工頻泵使之超出并聯(lián)供水。為了減少工頻泵自動(dòng)投入或超 出時(shí)的沖擊(水力的或電流的沖擊)。在投入時(shí),變頻泵的轉(zhuǎn)速 自動(dòng)下降,然后慢慢上升以滿足恒壓供水的要求。在超出時(shí), 變頻泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)自動(dòng)上升,然后慢慢下降以滿足恒壓供水的 要求。上述頻率自動(dòng)上升,下降由供水變頻控制器控制。
(3)恒壓變量循環(huán)狀啟動(dòng)并先開先停的工作模式。在這種供水模式中,當(dāng)供水流量少于變頻泵 在恒壓工頻下的流量時(shí),由變頻泵自動(dòng)調(diào)速供水,當(dāng)用水流 量增大,變頻泵的轉(zhuǎn)速升高。當(dāng)變頻泵的轉(zhuǎn)速升高到工頻轉(zhuǎn)速 ,由變頻供水控制器控制把該臺水泵切換到由工頻電網(wǎng)直接 供電(不通過變頻器供電)。變頻器則另外啟動(dòng)一臺并聯(lián)泵投入 工作。隨用水流量增大,其余各并聯(lián)泵均按上述相同的方式軟 啟動(dòng)投入。這就是循環(huán)軟啟動(dòng)投入方式。當(dāng)用水流量減少,各并聯(lián)工頻泵按次序關(guān)泵超出,并泵超出的順序按先投入先關(guān)泵超出的原則由變頻控制器單板計(jì)算機(jī)控制。
4、變頻調(diào)速給水的工作原理
按變頻器工作原理,微機(jī)設(shè)定給水泵工作壓力,既用戶用水壓力。生活給水時(shí),設(shè)備運(yùn)行在低壓變頻狀態(tài),有變頻器時(shí)刻監(jiān)控管網(wǎng)壓力,對反饋值和設(shè)定值進(jìn)行運(yùn)算和比較計(jì)算,若管網(wǎng)壓力高于用戶所需壓力(設(shè)定壓力)則自動(dòng)減少輸出頻率,從而使泵的轉(zhuǎn)速減少,出水量減少。若管網(wǎng)壓力低于用戶所需壓力(設(shè)定壓力)則自動(dòng)增加輸出頻率,從而是泵的轉(zhuǎn)速增加,出水量增加,當(dāng)一臺泵運(yùn)行滿足不了用戶需要時(shí),其他各臺泵自動(dòng)投入,以保證用戶的使用壓力。當(dāng)自來水管網(wǎng)的壓力升高到達(dá)與用戶使用壓力時(shí)候,變頻器經(jīng)過一段后便降低轉(zhuǎn)速直到停機(jī)。只有當(dāng)壓力降到某一設(shè)定壓力值時(shí),變頻器才重新開始工作。變頻泵組的工作知識滿足擁護(hù)的用水壓力與管網(wǎng)壓力之差。大大節(jié)約了電能。當(dāng)流量調(diào)節(jié)器內(nèi)壓低于一個(gè)大氣壓時(shí),安裝在流量調(diào)節(jié)器頂?shù)呢?fù)壓消除器自動(dòng)打開,使氣體進(jìn)入流量調(diào)節(jié)器內(nèi),消除負(fù)壓。當(dāng)流量調(diào)節(jié)器內(nèi)壓力升高時(shí),又可以將多余的氣體排除流量調(diào)節(jié)器外,使流量調(diào)節(jié)器內(nèi)蓄滿水,以備下次用水高峰期時(shí)使用。當(dāng)流量調(diào)節(jié)器內(nèi)蓄滿水后,安裝在流量調(diào)節(jié)器頂?shù)呢?fù)壓消除器自動(dòng)關(guān)閉,防止溢流。
總之,“變頻調(diào)速給水系統(tǒng)”與普通加壓泵站給水系統(tǒng)基本上是一樣的,只是在“變頻調(diào)速給水系統(tǒng)”中增加了一套控制微機(jī)和變頻器,指揮“變頻調(diào)速給水系統(tǒng)”在運(yùn)行過程中根據(jù)生活用水系統(tǒng)對水量、水壓的實(shí)際變化要求(即給水系統(tǒng)用水量的大、小和壓力的高、低變化)進(jìn)行工作,即指揮控制“變頻器”調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的供電頻率、使電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)水泵不按“水泵特性曲線”運(yùn)行,而按給水系統(tǒng)實(shí)際用水量的大、小和壓力高、低變化參數(shù)進(jìn)行變壓、變流量供水,以滿足生活給水系統(tǒng)的用水要求。
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