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几种变频供水设备的应用与控制.doc


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几种变频供水设备的应用与控制
  摘要:随着变频调速技术的开展和人们对生活饮用水品质要求的不断进步,变频供水设备已广泛应用于多层住宅小区生活及高层建筑生活消防供水系统。变频调速供水设备一般具有设备投资少,系统运行稳定可靠,占地面积小,节电量或零流量的情况下,比方在夜间用水低谷时,系统内的用水量很小,此时水泵在低流量下运行,会造成水泵效率大大降低,不能到达节能的目的,水泵功率越大用电越多。例如对300~1000户的多层住宅小区或600户左右的小高层住宅楼群(12层以内)的生活用水系统,生活主泵功率一般在15k左右,系统的零流量频率f0一般为25~35Hz,故在夜间小流量时,采用主泵变频供水效率较低。
  变频柜采用PL控制,程序采用模块化设计,系统控制流程见图1。平时系统运行于主泵循环软启动变频供水形式,系统用水量减小时,主泵频率逐渐降低,当频率低于小流量频率时,PID调节器发出低频切换信号,延时后,系统自动进入小泵变频供水形式。当用水量增大,小泵流量不能满足系统需要时,PID调节器发出满频信号,延时后,系统自动返回主泵循环软启动变频供水形式。为到达更好的节能效果,系统也可实现双恒压供水功能。
  以郑州某单位住宅小区变频供水系统为例,生活主泵配QDG30?20×3立式多级泵2台,单台Q=303/h,H=60,N=11k,小泵配QDL4.8-8×6立式多级泵1台,Q=4.83/h,H=48,N=1.5k。在用水非顶峰时,主泵运行小流量频率平均为30Hz,电流为6.5A,采用小泵时小流量频率平均为35Hz,电流为2.5A,按每天小流量运行时间15h计算,每年可节电3800k·h。
  3.全流量高效变频供水设备
  比照拟大的生活小区和高层建筑的生活用水,假设单配主泵机组和小流量泵,因小泵流量QL和主泵流量Q差异较大,当流量调节范围在QL~1/3Q时,水泵的运行效率仍很低,导致水泵运行不经济,浪费电能。并且流量在大于或接近QL时还会出现频繁的换泵操作。为实如今全流量范围内水泵始终能高效率运行,这就有必要再增加一种中流量水泵,流量可选为1/3Q~1/2Q。特殊情况下还可增加2种中流量水泵。这样整体水泵流量选择呈阶梯状,从而使得设备在任何流量段运行时均处于水泵的高效率段,更加节能。
  变频柜控制核心由PL和多功能PID调节仪构成,以三种泵配置为例,系统的控制流程见图2。系统也可实现双恒压供水功能,中泵和小泵变频时低恒压供水,主泵变频时高恒压供水。
  4.深水井变频供水设备
  目前深水井潜水泵采用变频调速控制的也非常广泛,主要是因为不需再建水塔,设备占地小,建立周期短,水质无二次污染,水泵软启动软停车,故障率低,大修周期延长,寿命进步。但对夜间也要求供水的系统(一般居民生活用水都有要求),仍存在夜间小流量"费电"问题。一般潜水泵功率较大,小流量频率fL一般在28Hz以上。如30k的潜水泵,小流量频率按30Hz计算,每天夜间近6h内约有50k·h电能"浪费",一年就是18000k·h!这还未计入白天小流量时的用电。
  5.生活消防合用变频供水设备
  对多层建筑,?建筑设计防火标准?GBJ16-87第8.1.2条规定"消防给水宜与消费、生活给水管道合用"。但对高层建筑,?高层民用建筑设计防火标准?GB50045-95第7.4.

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