變頻技術在給水系統中應用

摘要：變頻技術在給水系統中應用的優勢分析。

關鍵詞：變頻；調速恒壓給水

目前，變頻調速生活給水在建筑給水中應用越來越廣，分析原因有以下三點：

1. 變頻調速恒壓供水具有優良的節能效果。由水泵一管道供水原理可知，調節供水流量，原則上有兩種方法；一是節流調節，開大供水閥，流量上升；關小供水閥，流量下降。調節流量的第二種方法是調速調節，水泵轉速升高，供水流量增加；轉速下降，流量降低，對于用水流量經常變化的場合(例如生活用水)，采用調速調節流量，具有優良的節能效果。應當指出，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良的節能效果，變頻恒壓供水宜采用多泵并聯的供水模式。由多泵并聯恒壓變頻供水理論可知多泵并聯恒壓供水，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，當變頻泵是各并聯泵中最大，即可保證恒壓供水。多泵并聯恒壓供水，在設計上可做到在恒壓條件下各工頻泵的效率不變(因工況不變)，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。因為采用多泵并聯恒壓供水，變頻泵的功率降低，從而可以降低多泵并聯變頻恒壓供水系統的能耗，改善節能狀況。

當多泵并聯恒壓供水系統采用具有自動睡眠功能的變頻器，當用水流量接近于零，變頻泵能自動睡眠停泵，從而可以做到不用水時自動停泵而沒有能量損耗，具有最佳的節能效果。

2. 變頻調速給水的供水壓力可調，可以方便地滿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，因為隨時可以方便地改變供水壓力。但在選泵時應注意，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，以防止發生過載。

3. 目前，變頻器技術已很成熟，在市場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分的技術和物質基礎。變頻器已在國民經濟各部門廣泛使用。任何品牌的變頻器與變頻供水控制器配合，即可實現多泵并聯恒壓供水。因為建筑供水的應用廣泛，有些變頻器設計生產廠家把變頻供水控制器直接做在供水專用變頻器中；這種變頻器具有可靠性好，使用方便的優點。

按變頻器工作原理，在運行中的變頻器不允許在其輸出端進行切換；否則在切換過程中會使變頻器中的某些電子器件受到大電流沖擊而降低其壽命。在變頻泵自動輪換過程中，要在變頻器的輸出端進行切換；為了保護變頻器，在進行自動切換之前應使變頻器停止運行。在變頻器停止運行的條件下，在其輸出端進行切換。在切換好后再重新啟動變頻器而恢復正常運行。因此，自動輪換控制的電路比較復雜，會增加變頻控制柜的造價并降低其使用可靠性。

當變頻恒壓變量供水系統具有變頻泵自動輪換功能，其優點是各并聯泵可定時輪換到變頻運行，使各并聯泵的磨損均衡。但是，在任一臺泵變頻運行時，萬一水泵故障有可能使變頻器保護跳閘而停止工作。各并聯水泵是由變頻器控制運行的；當變頻器跳閘，必然使所有并聯水泵停機而中斷供水。

因此，當水泵的可靠性一定，具有自動輪換控制功能的變頻恒壓供水機的供水可靠性將低于不具備自動輪換控制功能的變頻恒壓供水機。筆者認為，供水可靠性是主要矛盾。因此我們不主張采用具有自動輪換控制功能的變頻恒壓給水系統。

由水泵一管路供水原理可知，當節流損耗等于零，則供水系統具有最佳的節能效果，此時水泵的供水揚程完全消耗在供水高度和供水流阻損失上。這種變頻調整供水稱為理態的變壓變量供水，這種供水系統的揚程-流量曲線和管路系統的流阻-流量曲線重合。在理想的變壓變量供水系統中，在用水點，其揚程恒定，屬于恒壓供水。在實際建筑中，用水點是多處，不是一處，因此很難確定何處是恒壓用水點。變壓變量供水系統沒有通用性，在工程上很少應用。

參考文獻：

[1] 符錫理.變頻調速供水泵原理和實踐.變頻器世界，1999.

[2] 符錫理.變頻恒壓給水設備變頻泵固定運行方式與循環運行方式的對比分析. 變頻器世界，2000.