我是“節能先鋒”--高層住宅給水系統的自白

    我叫高層住宅給水系統，在眾多節能新產(chǎn)品中，我以?xún)?yōu)異節能性能被人們譽(yù)為“節能先鋒”。

    當今世界，極端災害天氣頻頻發(fā)生，冰川融化、海平面上升、干旱持續、暴雨成災……嚴重威脅著(zhù)人類(lèi)的生存。今天，節能減排、保護環(huán)境成為人類(lèi)必須共同面對的重要課題。我，就在這種大氣候下應運而生。

    高層住宅給水系統，顧名思義，就是一種綜合應用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，以改變電機工作電源頻率和幅度，來(lái)控制交流電動(dòng)機電力傳動(dòng)的元件。我的誕生，凝結著(zhù)人類(lèi)的智慧和汗水。

    工程師們?yōu)榱孙L(fēng)機、水泵等設備安全可靠運行，在設計配用動(dòng)力驅動(dòng)時(shí)，都留有一定的富余量。在電機不是滿(mǎn)負荷運行時(shí)，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費。舉例來(lái)說(shuō)，一匹半馬才能把一車(chē)貨物拉上高坡，人們通常會(huì )選擇兩匹馬來(lái)完成任務(wù)。這里不是還有半匹馬沒(méi)有發(fā)揮作用嗎？很顯然，如果根據馬的承載量來(lái)匹配貨物，就可以減少浪費，實(shí)現效益最大化。同樣的道理，完全可以應用在動(dòng)力驅動(dòng)富余量上。如果能使電機的轉速達到人們實(shí)時(shí)所需的要求，那么系統損耗的能量就自然而然減少了！

    為實(shí)現電力傳動(dòng)裝置的有效控制，中贏(yíng)工程師們進(jìn)行了大膽的創(chuàng )新。1998年，世界上第一臺高層住宅給水系統開(kāi)發(fā)成功，并投入商業(yè)運行。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，交流電機變頻調速成為節約電能、改善生產(chǎn)工藝流程、提高產(chǎn)品質(zhì)量、以及改善運行環(huán)境的一種主要手段。與之相對應，我們的高層住宅給水系統以高效率、高功率因數，以及優(yōu)異的調速和啟制動(dòng)性能而廣受用戶(hù)青睞，在眾多領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)重要作用。

    首先是軟啟動(dòng)功能。電機硬啟動(dòng)，直接啟動(dòng)電流往往是其額定電流的3-5倍，忽然增高的電流不僅增加了電機的設計生產(chǎn)難度，而且對電網(wǎng)系統容量、輸配電設施造成嚴重沖擊，對擋板、閥門(mén)等設備的損害也極大。高層住宅給水系統作用就是改變交流電機供電的頻率和幅值，從而改變其運動(dòng)磁場(chǎng)的周期，達到平滑控制電動(dòng)機轉速的目的。這使電機啟動(dòng)電流從零開(kāi)始，逐漸增加，最大值也不超過(guò)額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長(cháng)了設備的使用壽命。

    其次是優(yōu)化電機運行。在風(fēng)機、中央空調等系統中，傳統的供水方式是采用水塔、高位水箱、氣壓罐等設施來(lái)實(shí)現的。出水口水壓大小往往受水箱高度、儲水量等因素影響，時(shí)常發(fā)生變化，要真正實(shí)現恒壓并不容易。另外，風(fēng)機、泵類(lèi)等設備傳統的調速方法是靠調節出入口的擋板、閥門(mén)開(kāi)度來(lái)調節給風(fēng)量和給水量。當輸入功率過(guò)大時(shí)，大量能源就消耗在擋板、閥門(mén)的截流過(guò)程中，造成了浪費。這就像是人們在沒(méi)有準確核算工程量的前提下就把大大超出需求量的磚塊運上了高樓，造成人力和工時(shí)的浪費。如今，工程師們組合變頻器、PID調節器、單片機、PLC等，形成一個(gè)控制系統，就可以調節水泵的輸出流量，減少無(wú)效勞動(dòng)。人們只要設定泵站總管的出水壓力，設定值與反饋的實(shí)際值進(jìn)行比較，其差值經(jīng)過(guò)運算處理后，系統會(huì )發(fā)出控制指令，控制水泵電動(dòng)機的投運臺數和轉速，從而達到給水總管壓力恒定的目標。與調節閥門(mén)控制水壓相比，該系統降低了管道阻力，大大減少了截流損失的效能，而且不需要人工頻繁操作，降低了勞動(dòng)強度。如今，在自來(lái)水廠(chǎng)、生活小區、消防供水系統、污水提升及處理系統、農業(yè)排灌、音樂(lè )噴泉等場(chǎng)所，都有我忙碌的身影。

    在中央空調、風(fēng)機等系統中，我們也有不俗的表現。中央空調是按照最大需要冷(熱)量再加10～20%來(lái)設計的，耗電量大，節能潛力也大。用我去對中央空調制冷壓縮機、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風(fēng)扇、回風(fēng)裝置等進(jìn)行調速節能控制，就可以避免過(guò)大流量和過(guò)大壓力，保證系統正常有效運行，可以節電20%～50%。

    產(chǎn)生經(jīng)濟效益的同時(shí)，高層住宅給水系統的社會(huì )效益也十分顯著(zhù)。據測算，單單ABB集團在全球范圍內已經(jīng)生產(chǎn)并安裝的高層住宅給水系統每年就能節電1150億度，相應減少9700萬(wàn)噸二氧化碳排放，超過(guò)芬蘭一年的二氧化碳排放量。

    第三是對系統具有保護功能。在檢知系統中的異常狀態(tài)后，我可以自動(dòng)修正動(dòng)作或者封鎖電力半導體器件PWM控制信號，使電機自動(dòng)停車(chē)，如過(guò)電流失速防止、過(guò)電流切斷、半導體冷卻風(fēng)扇過(guò)熱和瞬時(shí)停電保護等。

    聽(tīng)完我的自白，您會(huì )認為我是名副其實(shí)的“節能先鋒”吧，那么，就請您在生產(chǎn)生活中，給我充分發(fā)揮作用的機會(huì )！