變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中的應用。

【專家解說】：三晶變頻器在恒壓供水中的應用 隨著人們生活質(zhì)量的提高，在生活用水方面的質(zhì)量要求也越來越高。同時，由于工廠工藝的要求，對供水質(zhì)量也得出了更高的要求。變頻恒壓供水以其環(huán)保、節(jié)能和供水質(zhì)量高等優(yōu)點在供水行業(yè)中越來越得到認同。在城市小區(qū)化的發(fā)展中，采用以小區(qū)或社區(qū)為統(tǒng)一整體的供水方案，會使設(shè)備的利用率及節(jié)能比例大大提高，并減少初始投資和占地面積。 一、變頻恒壓供水代替?zhèn)鹘y(tǒng)恒壓供水的優(yōu)點 1. 變頻恒壓供水能自動24小時維持恒定壓力，并根據(jù)壓力信號自動啟動備用泵，無級調(diào)整壓力，供水質(zhì)量好，與傳統(tǒng)供水比較，不會造成管網(wǎng)破裂及開水籠頭時的共振現(xiàn)象。 2. 避免了泵的頻繁啟動及停止，而且啟動平滑，減少了電機水泵的啟動沖擊，增加了電機水泵的使用壽命，也避免了傳統(tǒng)供水中的水錘現(xiàn)象 3. 傳統(tǒng)供水中設(shè)計有水箱，不但浪費了資金，占用了較大的空間，而且水壓不穩(wěn)定，水質(zhì)有污染，不符合衛(wèi)生標準，而采用變頻恒壓供水，此類問題也就迎刃而解了。 4. 采用變頻恒壓供水，系統(tǒng)可以根據(jù)用戶實際用量，自動進行檢測，控制馬達轉(zhuǎn)速，達到節(jié)能效果。避免了水塔供水無人值班時，總要開啟一個泵運行的現(xiàn)象，節(jié)省了人力及物力 5. 變頻恒壓供水可以自動實現(xiàn)多泵循環(huán)運動功能，延長了電機水泵的使用壽命。 6. 變頻恒壓供水系統(tǒng)保護功能齊全，運行可靠，具有欠壓、過流、過載、過熱、缺相、短路保護等功能。 二、工作原理 變頻恒壓供水系統(tǒng)采用一電位器設(shè)定壓力（也可采用面板內(nèi)部設(shè)定壓力），采用一個壓力傳感器（反饋為4~20mA或0-10V）檢測管網(wǎng)中壓力，壓力傳感器將信號送入變頻器PID回路，PID回路處理之后，送出一個水量增加或減少信號，控制馬達轉(zhuǎn)速。如在一定延時時間內(nèi)，壓力還是不足或過大，則通過PLC作工頻/變頻切換，使實際管網(wǎng)壓力與設(shè)定壓力相一致。 另外，隨著用水量的減少，變頻器自動減少輸出頻率，達到了節(jié)能的目的。 三、適用范圍 采用變頻恒壓供水，具有高效節(jié)能，壓力穩(wěn)定，運行可靠，操作簡單，安裝方便，占地少，噪音低，無污染，投資低，效益高等優(yōu)點。特別適用于： 1. 賓館、寫字樓、公寓、居民小區(qū)等場所的生活給水和熱水采暖系統(tǒng)。 2. 高層建筑、大型民用建筑的消防給水系統(tǒng)。 3. 工礦生產(chǎn)企業(yè) 4. 各類自來水廠 三晶變頻器在恒壓供水上的應用 一、變頻恒壓供水的特點 1. 節(jié)能，可以實現(xiàn)節(jié)電20%-40%，能實現(xiàn)綠色用電。 2. 占地面積小，投入少，效率高。 3. 配置靈活，自動化程度高，功能齊全，靈活可靠。4. 運行合理，由于是軟起和軟停，不但可以消除水錘效應，而且電機軸上的平均扭矩和磨損減小，減少了維修量和維修費用，并且水泵的壽命大大提高。5. 由于變頻恒壓調(diào)速直接從水源供水，減少了原有供水方式的二次污染，防止了很多傳染疾病的傳染源頭。6. 通過通信控制，可以實現(xiàn)無人值守，節(jié)約了人力物力。二、節(jié)能原理由水泵的工作原理可知：水泵的流量與水泵（電機）的轉(zhuǎn)速成正比，水泵的揚程與水泵（電機）的轉(zhuǎn)速的平方成正比，水泵的軸功率等于流量與揚程的乘積，故水泵的軸功率與水泵的轉(zhuǎn)速的三次方成正比（既水泵的軸功率與供電頻率的三次方成正比）。根據(jù)上述原理可知改變水泵的轉(zhuǎn)速就可改變水泵的功率。流量基本公式：Q∝N H∝N2 KW=Q*H∝N3以上Q代表流量，N代表轉(zhuǎn)速，H代表揚程，KW代表軸功率。例如：將供電頻率由50HZ降為45HZ，則P45/P50=（45/50）3= 0.729，即P45=0.729 P50；將供電頻率由50HZ降為40HZ，則P40/P50=（40/50）3= 0.512，即P40=0.512 P50。水泵一般是按供水系統(tǒng)在設(shè)計時的最大工況需求來考慮的，而用水系統(tǒng)在實際使用中有很多時間不一定能達到用水的最大量，一般用閥門調(diào)節(jié)增大系統(tǒng)的阻力來節(jié)流，造成電機用電損失，而采用變頻器可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，通過改變轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)用水供應，并可通過降低轉(zhuǎn)速節(jié)能收回投資。從下圖我們可以形象的看到三種流量控制方式的比較。100KW三種流量控制方法的耗電實測比較表： 流量% 變頻器軸功率KW% 輸入閥門控制 軸功率KW% 輸出閥門控制 軸功率KW% 理想軸功率KW% 50 15 60 84 12.5 60 25 64 89.5 21.6 70 38 68 95 34.3 80 55 72.5 99.5 51.2 90 79 84 103.5 73 100 108 106 107 100 很多電機拖動設(shè)備都存在全余量較大、工作效率低、電能耗量大、啟動電流大、工作噪聲大等難題。且不斷的影響企業(yè)的經(jīng)濟效益，而投資變頻器可以從根本上解決這些問題，一般情況下，完全可以改善工藝條件,并且投資回收期不超過10個月。三、變頻恒壓供水設(shè)備的主要應用場合1、高層建筑，城鄉(xiāng)居民小區(qū)，企事業(yè)等生活用水；2、各類工業(yè)需要恒壓控制的用水，冷卻水循環(huán)，熱力網(wǎng)水循環(huán)，鍋爐補水等；3、中央空調(diào)系統(tǒng)；4、自來水廠增壓系統(tǒng)；5、農(nóng)田灌溉，污水處理，人造噴泉；6、各種流體恒壓控制系統(tǒng)。 四、變頻恒壓供水設(shè)備的系統(tǒng)組成變頻器是整個變頻恒壓供水系統(tǒng)的核心部分。其系統(tǒng)組成：水泵電機是輸出環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)速由變頻器控制，實現(xiàn)變流量恒壓控制。變頻器接受PID控制器的信號對水泵進行速度控制，壓力傳感器檢測管網(wǎng)出水壓力，把信號傳給PID控制器，通過PID控制器調(diào)節(jié)變頻器的頻率來控制水泵的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于三晶變頻器本身具有PID調(diào)節(jié)功能，可以不選用外置PID調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)更加平穩(wěn)。 五，三晶變頻器PID簡易使用范例 （1） 假設(shè)反饋通道選擇（0-10V），遠傳壓力表的量程范圍0-1MPA （2） 接線 （3）設(shè)定的參數(shù)如下： 1, F039以實際需要，一般設(shè)為外部端子控制，即F039=2， 2， F040=40輸出頻率由PID輸出決定； F041=50PID啟動，即MI1功能選擇為PID啟動功能； 3， F073=0.1PID輸入選擇， 0表示PID的設(shè)定值來源，由F027設(shè)定；1表示PID的反饋值來源，模擬輸入VI為來源； 4， F027=50%設(shè)定值來源（系統(tǒng)要求壓力為0.5MPa）