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变频恒压供水的节能原理

阅读:964发布时间:2017-12-20

在实际的生产、生活中,用户用水的多少是经常变动的, 因此,供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水恒定,可使供水和用水之间保持平衡,即用水多时供水也 多,用水少时供水也少,从而提高了供水的质量。

恒压供水是指在供水网中用水量发生变化时,出水口压力保 持不变的供水方式。供水网系出口压力值是根据用户需求确 定的。传统的恒压供水方式是釆用水塔、高位水箱、气压罐 等设施实现的。随着变频调速技术的日益成熟和广泛的应 用,利用内部包含用10调节器、单片机、等器件有机 结合的供水变频器构成控制系统,调节水泵输出流量, 以实现恒压供水。

水泵属于二次方律负载,实施变频调速后的供水系统,节 能效果十分明显。同时,供水系统釆用变频调速后,还能彻 底消除水锤效应,使水泵轴承受磨损和叶片承受的应力减 小,大大延长水泵寿命。当今变频调速恒压供水系统《包括楼 层恒压供水和自来水厂的恒压供水》已经为广大用户所接受, 应用zui为普遍。

恒压供水的目的

对供水系统进行的控制,归根结底,是为了满足用户对流 量的需求。所以,流量是供水系统的基本控制对象。而如上 述,流量的大小又取决于扬程,但扬程难以进行具体测量和 控制。考虑到在动态情况下,管道中水压的大小与供水能力(用流量表示)和用水流量(用表示)之间的平衡情况有关:

如:供水能力00用水流量011,则压力上升0;

如:供水能力用水流量011,则压力下降0;0如:供水能力用水流量压力不变

这里所说的供水能力,是指水泵能够提供的流量,故用流 量符号来表示,其大小取决于水泵的泵水能力及管道的管 阻情况;而用水流量则是用户实际使用的流量,取决于用 户。由于在同一个管道里,流量具有连续性,并不存在“供水 流量,,与“用水流量,,的差别。因此,供水能力与用水流量之间 的差异具体反映在流体压力的变化上。

从而,压力就成为了用来作为控制流量大小的参变量。就 是说,保持供水系统中某处压力的恒定,也就保证了使该处 的供水能力和用水流量处于平衡状态,恰到好处地满足了用 户所需的用水流量,这就是恒压供水所要达到的目的。

变频节能理论

交流电动机转速特性

电动机选定之后,8为定值,电动机转速0和交流电频率成 正比,使用变频器来改变交流电频率,即可实现对电动机变频 无级调速。

节能分析

根据离心泵的负载工作原理可知。

流量与转速成正比:

转矩与转速的二次方成正比;

0功率与转速的三次方成正比。

某变频调速恒压供水控制系统运行时,测得并计算的相关数。

以电动机消耗的视在功率8 73-1作为水泵消耗的功率。随着变频器输出频率的降低,水泵(电动机)的转 速亦相应降低,而水泵所消耗的功率也相应地 大幅度降低。当变频器输出频率为51, 64时,水泵消耗的功率为1411,32;当变频器输出频率为 26,73时,水泵消耗的功率为174,59,转速降低为原 来的1/2左右,水泵消耗的功率降为原来的1/8左右32/8。

根据理沦,水泵消耗的功率与其转速的三次方成正比。如今 频率由51,64他降为26,73他,水泵(电动机)的转速0 = 60降为原来的1/2左右,故水泵消耗的功率应该为 原来的1/8左右,符合理沦。


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