变频调速供水设备在现代建筑生活给水中应用.docVIP

PAGE PAGE 2 摘要: 对建筑生活给水系统中水泵变频调速运行的节能原理和变频调速的基本原理分析, 讨论了变频调速供水设备在现代建筑生活给水系统应用的优点与可行性,分析结果表明变频供水设备是高效节能的，在现代建筑生活给水系统值得大力推广。 关键词:变频调速；变量供水；给水流量；给水扬程；节流损耗。 随着我国房地产和建筑业的迅速发展，建筑生活用水大量增加，非变频水泵能源的浪费却是相当惊人的。据有关资料报导，我国水泵系统实际运行效率仅为30～40%，其损耗电能占总发电量的38%以上。这是由于许多水泵的拖动电机处于恒速运转状态，而生产中的水流量要求处于变工况运行；还有许多企业在进行系统设计时，容量选择得较大，系统匹配不合理，造成大量的能源浪费。而变频调速恒压供水控制装置能够极大地改善建筑生活给水系统的供水环境，该系统可根据管网瞬间压力变化，自动调节水泵电机的转速和多台水泵电机的投入及退出，使个供水系统主干出口端保持在恒定的设定压力值，整个供水系统始终保持高效节能和运行在最佳状态。 1 .水泵变频调速运行的节能原理 变频调速供水设备是一种节能型加压设备，它是利用电动机在电源频率不同情况下转速不同这一规律，由变频器改变其电源频率而改变电机转速，最终达到水泵的转速改变，实现变量供水。 图1为水泵用阀门控制时，当流量要求从Q1减小到Q2，必须关小阀门。这时阀门的磨擦阻力变大，管路曲线从R移到R′，扬程则从Ha上升到Hb，运行工况点从a点移到b点。 图2为调速控制时，当流量要求从Q1减小到Q2，由于阻力曲线R不变，泵的特性取决于转速。如果把速度从n降到n′，性能曲线由（Q-H）变为（Q-H）′,运行工况点则从a点移到c点，扬程从Ha下降到Hc。 　　 　　根据离心泵的特性曲线公式： N＝RQH／102η 式中：N——水泵使用工况轴功率（kw） 　　　　Q——使用工况点的流量（ｍ3／ｓ）　； 　　H——使用工况点的扬程（ｍ）； 　　R——输出介质单位体积重量（kg／ｍ3）　； 　　η——使用工况点的泵效率（%）。 　　可求出运行在b点泵的轴功率和c点泵的轴功率分别为： 　　Nb＝RＱ2Ｈb／102η 　 　　Nc＝RＱ2Ｈc／102η 　 　　两者之差为： ΔN＝Nc—Nb=R×Ｑ2×（Ｈb－Ｈc）／102η 　　也就是说，用阀门控制流量时，有ΔN功率被损耗浪费掉了，且随着阀门不断关小，这个损耗还要增加。而用转速控制时，由于流量Ｑ与转速n的一次方成正比；扬程Ｈ与转速n的平方成正比；轴功率Ｐ与转速n的立方成正比，即功率与转速n成3次方的关系下降。如果不是用关小阀门的方法，而是把电机转速降下来，那么在转运同样流量的情况下，原来消耗在阀门的功率就可以全避免，取得良好的节能效果，这就是水泵调速节能原理。 　　2 .变频调速的基本原理 　　变频调速的基本原理是根据交流电动机工作原理中的转速关系： 　　n＝60ｆ（１－ｓ）／ｐ 　 　　式中：ｆ——水泵电机的电源频率（Ｈｚ）； 　　ｐ——电机的极对数； 　由上式可知，均匀改变电动机定子绕组的电源频率ｆ，就可以平滑地改变电动机的同步转速。电动机转速变慢，轴功率就相应减少，电动机输入功率也随之减少。这就是水泵变频调速的节能作用。 3 . 变频调速在现代建筑生活给水系统应用的优点 在现代建筑生活给水系统中，采用变频调速泵一台或多台给水的突出优点是： 3.1.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。 3.2.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＝Hmax-Hmin。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 =Q2max (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