變頻調速在水泵節能系統中的應用

祝輝

摘 要：隨著我國的經濟和社會的發展，我國的水泵節能系統也發展的越來越完善。變頻調速在我國現在的水泵節能系統中有著廣泛的應用。本文研究的是變頻調速在水泵節能系統中的各種應用，主要先就成本問題對變頻調速在水泵節能系統中的應用作出分析，然后介紹了變頻調速等優越性和在水泵節能系統中的重要性，最后通過現實生活中的例子進一步證明變頻調速系統在水泵節能環節的重要應用。水泵節能系統中應用變頻調速不僅可以延長水泵的壽命，還可以提高工作效率，給水泵節能系統帶來巨大的效益。

關鍵詞：變頻調速；水泵節能系統；應用

中圖分類號：TN344；TE937 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）10-0008-01

1 變頻調速節能系統的原理

現在的水泵節能系統技術當中的變頻調速系統主要功能是不斷的提高高壓水泵的利用率，使能量與需求相適應，盡量減少能量的損耗，節約能源保護環境。一個機械設備的能量利用率和能量損耗率是評價該機器設備的重要標準，水泵節能系統應用了變頻調速后，能量利用率變高，能量損耗率變低，使整個機械設備的操作性和實用性大大增強。由此我們可以分析出，如果想要增加能量利用率，就一定要提高水泵的運行效率和電機的操作質量。而我國的水泵節能制造技術已經達到一定的高峰，想要創新出新的提高效率的水泵機械是一個很困難的事情。當水泵和電機都已確定的時候，水泵節能系統的能量利用率與水泵的剩余揚程有著直接的關系，之后就是水泵是否被高效利用。本文所說的變頻調速系統就是從這兩個方面來不斷的提升水泵節能系統的效率和質量進而達到節約能源的目的，其效果非常顯著。

由圖1我們可知，當該系統的運行軌跡到達H管道系統和水泵的工作交匯點時，Hb等于Hx，這時水泵節能系統的利用率較高且沒有揚程損失。但是一旦操作流量減少，由圖1中的曲線可知，該系統的壓強減小，也就是該系統所需要的水泵揚程減少，淡水泵提供的揚程增加，這樣就構成了一個差值。這個差值使系統的能量利用率降低，能量的損耗較大，且集中浪費在出口流量處最終使水泵偏離了正常運行水平，導致運行的效率和質量都大大降低。

根據相關資料和相關的實際情況，我國目前的許多水廠水泵選擇不正確，導致經濟效益和社會效益的雙重下滑。最終使水泵和電機的運行效率和工作能力大大降低。相信經過長期的發展，我國的水廠都會應用變頻調速式的水泵節能系統，這樣不僅能使水泵節能系統的能量利用率提高，能量損耗率減少，也可以大大減少其剩余的揚程，從根本上解決能源浪費的問題，保證水泵的高效運行性。

2 變頻調速式水泵節能系統的工作方式

變頻調速式水泵節能系統主要是根據用水量的大小來工作的。變頻調速式水泵節能系統不僅可以改變傳統的水泵節能系統的能源浪費問題，還能提高水泵節能系統的工作效率和工作水平。隨著科技的進步和技術的創新，水泵節能系統逐漸由單臺變頻供水系統升級為多泵供水系統，這種多泵節能系統根據單臺變頻調速式水泵節能系統的原理所設計，只要有其中的一臺是變頻水泵，其余的都可以變成變頻水泵。這樣不僅可以完成在恒壓的情況下自動供水，還可以在變頻恒壓供水的過程中改變變頻調速式水泵節能系統的流量。當變頻水泵的流量是個三聯水泵中的流量最大時，就可以保證多臺水泵的恒壓供水，進而可以改變水泵節能系統的工作效率，提高其經濟效益和社會效益。我國目前的多臺水泵并聯模式并不常見。這種供水系統不僅擁有著自動休眠功能的變頻器，還可以在用水流量達到零的時候自動進行停泵休眠，可以做到在不使用水的時候自動停止工作，減少不必要的能源浪費，也可以達到最優的節能效果。這種恒壓式的變頻水泵通常有兩種工作方式：第一種是變頻水泵固定工作方式，第二種是變頻水泵循環軟啟動工作方式。

2.1 變頻水泵固定工作方式

這種變頻水泵固定工作方式應用十分廣泛。當該設備的用水流量小于一臺水泵在正常工作的恒壓條件下的流量時，這一臺變頻水泵就會迅速的變頻調速，進行供水。相反，當該設備的用水流量大于一臺水泵在正常工作的恒壓條件下的流量時，這臺變頻水泵就會進行變頻調速，使水流量進一步增大。這個原理就像上文所提到的水泵并聯問題。在多臺水泵并聯且變頻調速恒壓的供水狀況中，一旦供水流量減少，變頻調速式水泵就會迅速的轉動，使變頻調速器的供電頻率降低，直至降到零流量為止。在降低到零流量的時候變頻調速水泵會發出一個指令，這個指令會使工作臺上的變頻水泵以及其他工作水泵自動停止供水。這個指令的目的是為了降低工作臺上的變頻調速式水泵節能系統中水流和電流的沖擊力。在正常投入工作的時候，變頻調速水泵的轉速極速下降，以滿足恒壓供水的標準和要求。在水量超出的時候，變頻調速水泵又會極速的上升，最終同樣可以滿足恒壓供水的標準和要求。這樣一來，變頻調速式水泵就會在運行狀態和停止工作狀態之間自然的切換，其實使用壽命自然就更長一些。

2.2 變頻水泵循環軟啟動工作方式

變頻調壓水泵循環軟啟動工作方式是變頻水泵的第二種工作方式。這種工作方式會先把恒壓變量中的循環軟啟動之后再停止。這種供水的工作方式可以在水量減少的時候自動提高供水率，在水量增加的時候自動減少供水率。在變頻水泵高速運轉工作的時候，可以切換到工作模式進行正常的工作，在變頻水泵停止工作的時候切換到停止使用水泵的模式。一個變頻水泵的停止和啟用可以影響整個工作臺上的水泵工作方式，這種就叫循環軟啟動工作方式。很明顯，變頻水泵具有自動輪換控制供水量的功能，這一功能使工作臺上的任何一個并聯水泵都可能成為變頻調速式水泵。只有這樣才能保證各個并聯水泵之間的供水流量大小相等。

根據變頻調速式水泵的工作原理，變頻器在正常的工作過程中不可以進行輸出切換，因為這樣會是變頻器中的某些零件因的強烈電流的沖擊而遭到損壞，最終減少變頻器的使用壽命。所以為了保護變頻器的使用，延長變頻器的壽命，在變頻器正常工作的時候禁止隨意的進行工作目標切換。隨意切換工作目標是變頻器的優勢，更是他的弱點。因為一旦變頻器隨意切換，就會影響其壽命，在少數情況下還會使其他工作臺上的水泵節能設備出現故障而造成損壞甚至停止工作中斷供水等。這會對水廠造成嚴重的經濟損失，給工作帶來巨大負擔，將優勢變為弱勢，沒有正確合理的利用好其自動切換功能。所以，變頻器的自動切換功能要在一定的范圍和一定的情況下使用。因為只有這樣才能保證變頻器及其工作臺上的其他水泵系統正常的運行工作。

3 結語

綜上所述，使用了變頻調速系統的水泵節能系統不僅從根本上解決了能源的不必要消耗問題，還提高了水泵節能系統的工作效率，減少了水資源的流失和不必要的金錢物力，這樣節約了成本，提高了利潤，延長了機器的使用壽命，保證了生產的正常運行，最終使經濟效益和社會效益都達到最大化。

參考文獻

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