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品牌/型號:迪川/HY
用途:恒壓系統(tǒng)
一、 供水系統(tǒng)節(jié)能分析
在供水系統(tǒng)中,最基本的控制對象是流量,供水系統(tǒng)的基本任務(wù)就是要滿足用戶對流量的需求。目前,常見的流量控制方式有閥門控制和轉(zhuǎn)速控制兩種。
1. 閥門控制
即通過調(diào)節(jié)閥門開度來控制流量。此時(shí),供水系統(tǒng)的管道阻力將隨閥門開度的改變而改變,而揚(yáng)程特性保持不變。
在供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),其水泵揚(yáng)程及供水流量都是以滿足用戶的最大可能需求而選定的,且留有一定余量。而實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中,系統(tǒng)在大部分時(shí)間里都是非滿負(fù)荷運(yùn)行的,這就必須要減小閥門開度,調(diào)整供水流量。這樣,管道阻力隨之增大,從而產(chǎn)生大量的截流損失。這種控制方式不僅會浪費(fèi)許多電機(jī)輸出功率,而且因?yàn)楣茏杼匦缘母淖儯麄€(gè)系統(tǒng)的供水效率也會大為降低。
2. 轉(zhuǎn)速控制
即通過改變水泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量,而閥門的開度保持不變(一般保持最大開度)。當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速改變時(shí),供水系統(tǒng)的揚(yáng)程特性隨之改變,而管阻特性不變。
在這種控制方式下,通過變頻調(diào)速技術(shù)改變水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速,水泵的供水流量可隨著用水流量的改變而改變,達(dá)到真正的供需平衡,在節(jié)能的同時(shí),也可使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最佳工作效率。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日趨成熟,這種控制方式得到了越來越多的推廣應(yīng)用。
3. 節(jié)能理論依據(jù)
由流體力學(xué)理論可知,大部分流體傳輸設(shè)備(如離心式水泵、風(fēng)機(jī)等)的輸出流量Q與其轉(zhuǎn)速n成正比;輸出壓力或揚(yáng)程P與其轉(zhuǎn)速n的平方成正比;輸出功率N與其轉(zhuǎn)速n的三次方成正比,用數(shù)學(xué)公式可表示為:
Q = K1 × n
P = K2 × n2
N = Q × P = K3 × n3 (K1、 K2 、K3為比例常數(shù))
由上述原理可知,降低水泵的轉(zhuǎn)速,水泵的輸出功率將下降更多。例如,將電機(jī)的供電頻率由50Hz降為40Hz,則理論上,頻率改變后與改變前的輸出功率之比為 (40/50)3 = 51.2%。
長期實(shí)踐證明,在供水系統(tǒng)中接入變頻節(jié)能系統(tǒng),利用變頻技術(shù)改變水泵轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)管道中的流量,以取代閥門調(diào)節(jié)方式,能取得明顯的節(jié)能效果,一般節(jié)電率都在30%以上。另外,變頻器的軟啟動功能及平滑調(diào)速的特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)對流量的平穩(wěn)調(diào)節(jié),同時(shí)減少啟動沖擊并延長機(jī)組及管組的使用壽命。
二、恒壓供水節(jié)能方案
如上所述,流量是供水系統(tǒng)的基本控制對象,供水流量需要隨時(shí)滿足用水流量。在供水系統(tǒng)中,管道中的水壓能夠充分反映供水能力與用水需求之間的關(guān)系:
若 供水流量 > 用水流量 → 管道水壓上升↑
若 供水流量 < 用水流量 → 管道水壓下降↓
若 供水流量 = 用水流量 → 管道水壓不變
所以,保持管道中的水壓恒定,就可保證該處供水能力恰好滿足用水需求,這就是恒壓供水系統(tǒng)所要達(dá)到的目的。供水壓力由用戶在PID調(diào)節(jié)器上設(shè)定,同時(shí)壓力傳感器將管路的實(shí)際壓力反饋給PID調(diào)節(jié)器,經(jīng)過PID算法得出的比較變量將以模擬量的形式接入到變頻器的頻率設(shè)定端,再由變頻器控制電機(jī)及水泵的轉(zhuǎn)速、最終調(diào)節(jié)水泵的輸出流量達(dá)到恒壓供水目的,滿足供水及用水平衡。
整個(gè)控制過程如下:
用水需求↑ —— 管路水壓↓—— 壓力設(shè)定值與返饋值的差值↑ —— PID輸出↑ —— 變頻器輸出頻率↑ —— 水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速↑ —— 供水流量↑—— 管路水壓趨于穩(wěn)定
節(jié)能系統(tǒng)特點(diǎn)
A. 變頻器界面為LED顯示,設(shè)定參數(shù)豐富;鍵盤布局簡潔、易于操作。
B. 變頻器有過流、過壓、過熱、缺相等多種電子保護(hù)裝置,并具有故障報(bào)警輸出功能,可有效保護(hù)供水系統(tǒng)的正常運(yùn)作;
C. 專用數(shù)字PID調(diào)節(jié)器為LED雙屏顯示,參數(shù)設(shè)定方便,易于監(jiān)控;
D. 加裝變頻節(jié)能器后,水泵電機(jī)具有軟啟動及變頻調(diào)速功能,可有效降低系統(tǒng)的機(jī)械磨損,同時(shí)減輕管路負(fù)擔(dān)。
E. 有“手動”“自動”兩種工作模式,在變頻器出現(xiàn)故障的情況下,仍可按原有工作方式繼續(xù)運(yùn)行。
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