关于变频调速给水的基本原理

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目前，变频调速生活给水在建筑给水中应用越来越广，其主要原因是：
　　1.变频调速给水的供水压力可调，可以方便地满足各种供水 压力的需要。在设计阶段可以降低对供水压力计算准确度的要求，因为随时可以方便地改变供水压力。但在选泵时应注意 ，泵的扬程宜大一些，因为变频调速其最大压力受水泵限制 。最低使用压力也不应太小，因为水泵不允许在低扬程大流量下长期超负荷工作，否则应加大变频器和水泵电机的容量， 以防止发生过载。
　　2.目前，变频器技术已很成熟，在市场上有很多国内外品牌 的变频器，这为变频调速供水提供了充份的技术和物质基础。变频器已在国民经济各部门广泛使用。任何品牌的变频器与 变频供水控制器配合，即可实现多泵并联恒压供水。因为建 筑供水的应用广泛，有些变频器设计生产厂家把变频供水控制器直接做在供水专用变频器中；这种变频器具有可靠性好， 使用方便的优点。
　　3.变频调速恒压供水具有优良的节能效果。
　　由水泵－管道供水原理可知，调节供水流量，原则上有二 种方法；一是节流调节，开大供水阀，流量上升；关小供水阀 ，流量下降。调节流量的第二种方法是调速调节，水泵转速升高，供水流量增加；转速下降，流量降低，对于用水流量经 常变化的场合(例如生活用水)，采用调速调节流量，具有优良 的节能效果。我国国家科委和国家经贸委在《中国节能技术 政策大纲》中把泵和风机的调速技术列为国家九五计划重点推广的节能技术项目。应当指出，变频恒压供水节能的效果主 要取决于用水流量的变化情况及水泵的合理选配，为了使变频 恒压供水具有优良的节能效果，变频恒压供水宜采用多泵并联的供水模式。由多泵并联恒压变频供水理论可知多泵并联恒 压供水，只要其中一台泵是变频泵，其余全是工频泵，可以实现恒压变量供水 。在变频恒压变量供水当中，变频泵的流量是变化的，当变频泵是各并联泵中最大，即可保证恒压供水。多泵并联恒压供 水，在设计上可做到在恒压条件下各工频泵的效率不变(因工况不变)，并使之处于高效率区工作，变频泵的流量是变化的 ，其工作效率随流量而改变。因为采用多泵并联恒压供水，变频泵的功率降低，从而可以降低多泵并联变频恒压供水系统 的能耗，改善节能状况。
　　当多泵并联恒压供水系统采用具有自动睡眠功能的变频器 ，当用水流量接近于零，变频泵能自动睡眠停泵，从而可以做 到不用水时自动停泵而没有能量损耗，具有最佳的节能效果。
　　多泵并联变频恒压变量供水的工作模式通常是这样的：当 用水流量小于一台泵在工频恒压条件下的流量，由一台变频泵 调速恒压供水；当用水流量增大，变频泵的转速自动上升；当变频泵的转速上升到工频转速，为用水流量进一步增大，由 变频供水控制器控制，自动启动一台工频泵投入，该工频泵 提供的流量是恒定的(工频转速恒压下的流量)，其余各并联工 频泵按相同的原理投入。
　　在多泵并联变频恒压变量的供水情况下，当用水流量下降 ，变频调速泵的转速下降(变频器供电频率下降)；当频率下降 到零流量的时候，变频供水控制器发出一个指令，自动关闭一 台工频泵使之超出并联供水。为了减少工频泵自动投入或超出时的冲击(水力的或电流的冲击)。在投入时，变频泵的转速 自动下降，然后慢慢上升以满足恒压供水的要求。在超出时，变频泵的转速应自动上升，然后慢慢下降以满足恒压供水的 要求。上述频率自动上升，下降由供水变频控制器控制。
　　另一种变频供水模式通常叫做恒压变量循环状启动并先开 先停的工作模式。在这种供水模式中，当供水流量少于变频泵 在恒压工频下的流量时，由变频泵自动调速供水，当用水流量增大，变频泵的转速升高。当变频泵的转速升高到工频转速 ，由变频供水控制器控制把该台水泵切换到由工频电网直接 供电(不通过变频器供电)。变频器则另外启动一台并联泵投入 工作。随用水流量增大，其余各并联泵均按上述相同的方式软 启动投入。这就是循环软启动投入方式。
　　当用水流量减少，各并联工频泵按次序关泵超出，并泵超 出的顺序按先投入先关泵超出的原则由变频控制器单板计算机 控制。
　　由上述可见，对于变频恒压变量给水通常有两种工作模式 ，一是变频泵固定方式，二是变频循环软启动工作方式。在变 频泵固定方式中，各并联水泵是按工频方式自动投入或超出的。因为变频泵固定不变，当用水流量变化，变频泵始终处于 运行状态，因此变频泵的运行时间最长。为了均衡各水泵的 运行时间，对于变频泵固定运行方式，可以设计成变频泵定时轮换运行方式。即当某一台变频泵运行一定时间后，由变频 控制器控制变频泵自动进行轮换。例如：开始时1泵变频，2－ 3泵工频，当1泵变频运行T时间后(T可按序设定)自动轮换为2泵 变频，3－1泵工频；在此状态下运行T时间后自动轮换为3泵变 频，1－2工频，……。如此反覆进行定时轮换。
　　显然，具有变频泵自动轮换控制的变频恒压变量供水