變頻恒壓供水設(shè)備的節能理論依據
由流體力學理論可知,大部分流體傳輸設備(如水泵、風機等)的輸出流量Q與其轉速n成(chéng)正 比;輸出壓力或(huò)揚程P與其轉速n的(de)平方成正比(bǐ);輸出功率(lǜ)N與其(qí)轉速n的三(sān)次方成正比(bǐ),用(yòng)數學公(gōng)式可表示為:
Q=K1×n
P=K2×n2
N=Q×P=K3×n3 (K1、K2、K3為比例常數)
由上述原理可知,降低水泵的轉速,水泵的輸出功率(lǜ)將下降更多。例如,將電機的供電頻率由 50Hz降為40Hz,則理論上,頻率改(gǎi)變後與改變前的輸出功率之(zhī)比為(40/50)3 = 51.2%。
長期實踐證明(míng),在供水係統中接入變頻節能係統,利用變(biàn)頻技術改變(biàn)水泵轉速來(lái)調節管道中的流量, 以取代閥門調節方式,能取得明顯的節能效果,一(yī)般節電率都在30%以(yǐ)上。另外,變頻器的軟啟動功能及平滑調速的特點可實現對(duì)流量的平穩調節,同時減少啟動 衝擊(jī)並延長機組及管組的使用壽(shòu)命。
如上所述,流量是供水係(xì)統的(de)基本控製對象,供水流量需要隨時滿足用水流量。在(zài)供水係統中,管道 中的水壓能夠充分反映供水能力與用水需求之間的關係:
若 供水流(liú)量>用水流量 → 管道水壓上升↑
若 供水流量<用水流量 → 管道水壓下降↓
若 供水流量=用水流量 → 管(guǎn)道水壓不變
所(suǒ)以,保持管道中的水壓(yā)恒定,就可保證該處供水能力恰好滿足用水需求,這就是恒壓供水係統(tǒng)所要 達到的(de)目的。供水壓力由用戶在PID調節器上設定,同時壓力傳感器將管(guǎn)路的(de)實際壓(yā)力反饋給PID調節器,經過PID算法(fǎ)得(dé)出的比較變量(liàng)將以模擬量的形式接 入到變頻器的頻率設定端,再由變(biàn)頻器控製電(diàn)機(jī)及水泵的轉速、終調節水泵的輸出流量達到恒壓供(gòng)水目的,滿足供水及用水
恒壓供水設(shè)備的整個控製過程如下:
用水需(xū)求(qiú)↑——管路水壓↓——壓力設定值與返饋(kuì)值的差值↑——PID輸出↑——變頻器輸出頻率 ↑——水泵電機轉速↑——供水流量↑——管路水壓趨於穩定節能係統特點A.變(biàn)頻器界麵為(wéi)LED顯示,設定參數豐富;鍵盤布(bù)局簡潔、易於操作。B.變頻器有 過流、過壓、過熱、缺(quē)相等多種電子(zǐ)保護裝置,並具(jù)有故障報警(jǐng)輸出功能,可(kě)有效保(bǎo)護供水係統的正常運作;C.專用數字PID調節(jiē)器為LED顯示(shì),參數設(shè)定(dìng)方便,易於(yú)監控;D.加裝(zhuāng)變頻節(jiē)能器後,水泵電機具有軟啟動及變頻調速功能,可有效降低係統的機械磨損,同時減輕管路負擔。E.有“手動”“自動”兩種 工作模式,在變頻器出現故障的情況下,仍可按原有工(gōng)作方式繼續運(yùn)行。F.水泵互為備用,或(huò)一用一備,循(xún)環工作,當某一台發生故障時自動跳過,不會影響正常供水。