中贏(yíng)供水關(guān)于變頻調速給水的基本原理剖析

　　市政給水擺在我們面前的一道難題就是能夠盡可能滿(mǎn)足用水供應的前提下，又可以環(huán)保節能，這使得變頻調速給水系統應運而生，目前變頻器技術(shù)已很成熟，在市場(chǎng)上有很多國內外品牌的變頻器，這為變頻調速供水提供了充份的技術(shù)和物質(zhì)基礎。變頻器已在國民經(jīng)濟各部門(mén)廣泛使用。市政供水系統也開(kāi)始運用變頻調速供水，并取得了很好的效果。

1、何謂變頻調速給水

　　由水泵－管道供水原理可知，調節供水流量，原則上有兩種方法；

　　一是節流調節，開(kāi)大供水閥，流量上升；關(guān)小供水閥 ，流量下降。

　　二是調速調節，水泵轉速 升高，供水流量增加；轉速下降，流量降低，對于用水流量經(jīng)常變化的場(chǎng)合(例如生活用水)，采用調速調節流量，具有優(yōu)良的節能效果。

　　變頻調速給水設備裝置由氣壓罐、水泵、電控柜、壓力控制器、安全閥、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。當水泵啟動(dòng)后，通過(guò)補氣罐及進(jìn)氣閥同時(shí)向罐內補氣補水，隨著(zhù)水位的不斷增高，罐內的氣體體積不斷濃縮；壓力不斷增高，當壓力達到社定最高壓力時(shí)，通過(guò)壓力傳感操縱水泵關(guān)閉。在水泵停止運轉的時(shí)間里，由于被擠壓的空氣具有膨脹力，擠壓罐內的水具有一定壓力而不斷送至用戶(hù)使用。隨著(zhù)水的流出，罐內水的體積減少，空氣的體積增大，既罐內壓力逐漸降低，當罐內壓力降到社定的最低壓力時(shí)，通過(guò)壓力傳感操縱水泵啟動(dòng)，這樣往返不斷的停止起動(dòng)至使管內達到理想的供水效果。

2、變頻調速給水的優(yōu)勢

　　(1)變頻調速給水的供水壓力可調，可以方便地滿(mǎn)足各種供水 壓力的需要。在設計階段可以降低對供水壓力計算準確度的 要求，因為隨時(shí)可以方便地改變供水壓力。但在選泵時(shí)應注意 ，泵的揚程宜大一些，因為變頻調速其最大壓力受水泵限制 。最低使用壓力也不應太小，因為水泵不允許在低揚程大流量 下長(cháng)期超負荷工作，否則應加大變頻器和水泵電機的容量， 以防止發(fā)生過(guò)載。

　　(2)變頻調速恒壓供水具有優(yōu)良的節能效果。變頻恒壓供水節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)現恒壓變量供水 。在變頻恒壓變量供水當中，變頻泵的流量是變化的，當變 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，在設計上可做到在恒壓條件下各工頻泵的效率不變，并使之處于高效率區工作，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。因為變頻泵固定不變，當用水流量變化，變頻泵始終處于運行狀態(tài)，因此變頻泵的運行時(shí)間最長(cháng)。為了均衡各水泵的 運行時(shí)間，對于變頻泵固定運行方式，可以設計成變頻泵定時(shí) 輪換運行方式。即當某一臺變頻泵運行一定時(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 調速恒壓供水；當用水流量增大，變頻泵的轉速自動(dòng)上升； 當變頻泵的轉速上升到工頻轉速，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，當用水流量下降 ，變頻調速泵的轉速下降(變頻器供電頻率下降)；當頻率下降 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)，變頻泵的轉速 自動(dòng)下降，然后慢慢上升以滿(mǎn)足恒壓供水的要求。在超出時(shí)， 變頻泵的轉速應自動(dòng)上升，然后慢慢下降以滿(mǎn)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(kāi)先停的工作模式。在這種供水模式中，當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)調速供水，當用水流 量增大，變頻泵的轉速升高。當變頻泵的轉速升高到工頻轉速 ，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(guò)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算機控制。

4、變頻調速給水的工作原理

　　按變頻器工作原理，微機設定給水泵工作壓力，既用戶(hù)用水壓力。生活給水時(shí)，設備運行在低壓變頻狀態(tài)，有變頻器時(shí)刻監控管網(wǎng)壓力，對反饋值和設定值進(jìn)行運算和比較計算，若管網(wǎng)壓力高于用戶(hù)所需壓力（設定壓力）則自動(dòng)減少輸出頻率，從而使泵的轉速減少，出水量減少。若管網(wǎng)壓力低于用戶(hù)所需壓力（設定壓力）則自動(dòng)增加輸出頻率，從而是泵的轉速增加，出水量增加，當一臺泵運行滿(mǎn)足不了用戶(hù)需要時(shí)，其他各臺泵自動(dòng)投入，以保證用戶(hù)的使用壓力。當自來(lái)水管網(wǎng)的壓力升高到達與用戶(hù)使用壓力時(shí)候，變頻器經(jīng)過(guò)一段延時(shí)后便降低轉速直到停機。只有當壓力降到某一設定壓力值時(shí)，變頻器才重新開(kāi)始工作。變頻泵組的工作知識滿(mǎn)足擁護的用水壓力與管網(wǎng)壓力之差。大大節約了電能。當流量調節器內壓低于一個(gè)大氣壓時(shí)，安裝在流量調節器頂的負壓消除器自動(dòng)打開(kāi)，使氣體進(jìn)入流量調節器內，消除負壓。當流量調節器內壓力升高時(shí)，又可以將多余的氣體排除流量調節器外，使流量調節器內蓄滿(mǎn)水，以備下次用水高峰期時(shí)使用。當流量調節器內蓄滿(mǎn)水后，安裝在流量調節器頂的負壓消除器自動(dòng)關(guān)閉，防止溢流。

　　總之，“變頻調速給水系統”與普通加壓泵站給水系統基本上是一樣的，只是在“變頻調速給水系統”中增加了一套控制微機和變頻器，指揮“變頻調速給水系統”在運行過(guò)程中根據生活用水系統對水量、水壓的實(shí)際變化要求(即給水系統用水量的大、小和壓力的高、低變化)進(jìn)行工作，即指揮控制“變頻器”調節電動(dòng)機的供電頻率、使電動(dòng)機帶動(dòng)水泵不按“水泵特性曲線(xiàn)”運行，而按給水系統實(shí)際用水量的大、小和壓力高、低變化參數進(jìn)行變壓、變流量供水，以滿(mǎn)足生活給水系統的用水要求。