变频器在高层建筑给水设备中的节能变频控制

一、高层建筑给水设备365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统节能概述

　　在高层建筑给水设备365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统中，最基本的控制对象是流量，高层建筑给水设备365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统的基本任务就是要满足用户对流量的需求。目前，常见的流量控制方式有阀门控制和转速控制两种。

1.阀门控制

　　即通过调节阀门开度来控制流量。此时，高层建筑给水设备365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统的管道阻力将随阀门开度的改变而改变，而扬程特性保持不变。在高层建筑给水设备365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统设计时，其水泵扬程及365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 流量都是以满足用户的最大可能需求而选定的，且留有一定余量。而实际应用当中，系统在大部分时间里都是非满负荷运行的，这就必须要减小阀门开度，调整365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 流量。这样，管道阻力随之增大，从而产生大量的截流损失。这种控制方式不仅会浪费许多电机输出功率，而且因为管阻特性的改变，整个系统的365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 效率也会大为降低。

2.转速控制

　　即通过改变水泵的转速来调节流量，而阀门的开度保持不变（一般保持最大开度）。当水泵转速改变时，高层建筑给水设备365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统的扬程特性随之改变，而管阻特性不变。

　　在这种控制方式下，通过变频调速技术改变水泵电机的转速，水泵的365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 流量可随着用水流量的改变而改变，达到真正的供需平衡，在节能的同时，也可使整个系统达到最佳工作效率。随着变频调速技术的日趋成熟，这种控制方式得到了越来越多的推广应用。

 

二．高层建筑给水设备节能原理

　　由流体力学理论可知，大部分流体传输设备（如离心式水泵、风机等）的输出流量Q与其转速n成正比；输出压力或扬程P与其转速n的平方成正比；输出功率N与其转速n的三次方成正比，用数学公式可表示为:

 

　　由上述原理可知，降低水泵的转速，水泵的输出功率将下降更多。例如，将电机的供电频率由50Hz降为45Hz，则理论上，频率改变后与改变前的输出功率之比为 (45/50)3 = 72.9%。贵司长期实践证明，在365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统中接入变频节能系统，利用变频技术改变水泵转速来调节管道中的流量，以取代阀门调节方式，能取得明显的节能效果，一般节电率都在30％以上。另外，变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对流量的平稳调节，同时减少启动冲击并延长机组及管组的使用寿命。

 

三、高层建筑给水设备恒压365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 节能方案

　　如上所述，流量是365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统的基本控制对象，365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 流量需要随时满足用水流量。在365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统中，管道中的水压能够充分反映365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 能力与用水需求之间的关系：

若 365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 流量 ＞ 用水流量 → 管道水压上升↑

若 365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 流量 ＜ 用水流量 → 管道水压下降↓

若 365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 流量 ＝ 用水流量 → 管道水压不变

　　所以,保持管道中的水压恒定，就可保证该处365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 能力恰好满足用水需求，这就是恒压365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统所要达到的目的。

　　变频恒压365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统框图，365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 压力由用户在PID调节器上设定，同时压力传感器将管路的实际压力反馈给PID调节器，经过PID算法得出的比较变量将以模拟量的形式接入到变频器的频率设定端，再由变频器控制电机及水泵的转速、最终调节水泵的输出流量达到恒压365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 目的，满足365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 及用水平衡。

整个控制过程如下：

 

2、电器控制方案

贵司水泵电机清单如下：

　　以上数据表明，贵司365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统都为多泵365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统，用水需求有一定变化，因每组水泵的数量不多，所以水泵的起停切换频率不会太高，从投资效益方面考虑，建议贵司采用“一拖二”节能控制模式：

　　即方案一：每两台水泵为一组安装一台变频器，其中任意一台水泵做常用泵、一台为备用泵；

　　方案二：每两台水泵为一组安装一台变频器，可选择其中任意一台水泵做主泵、由变频器直接拖动进行变频运行；另一台水泵做辅泵、根据用水需求由变频器多功能输出端子自动控制其起停，辅泵只做工频运行。

　　因此2台22KW电机需配1台ADT 22KW变频器；4台45KW电机配2台ADT 45KW变频器，其中2台常用泵用方案二，另外1台常用泵和1台备用泵用方案一，平时可同时启动两台水泵做变频节能运行，充分挖掘节能空间；6台55KW电机需配3台ADT 55KW变频器，其中2台常用泵用方案二，其他2台常用泵和2台备用泵用方案一。

　　每台电机的电路上都加安装了“市电”、“节电”接触器，这样可以有“自动”、“手动”两种工作模式选择：手动模式下，变频器不工作，整套系统按原有方式手动起停、工频运行；自动模式下，主泵（1#或2#任选）由变频器直接拖动，辅泵则由变频器多功能端子控制，原有启动按钮无效。

　　该方案的特点是投入设备少，操作简单，故障率低，非常适合水泵数量较少的恒压365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统。

 

四、高层建筑给水设备节能系统特点

1、变频器界面为LED显示，设定参数丰富；键盘布局简洁、易于操作；

2、变频器有过流、过压、过热、缺相等多种电子保护装置，并具有故障报警输出功能，可有效保护365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统的正常运作；

3、专用数字PID调节器为LED双屏显示，参数设定方便，易于监控；

4、加装变频节能器后，水泵电机具有软启动及变频调速功能，可有效降低系统的机械磨损，同时减轻管路负担；

5、有“手动”“自动”两种工作模式，在变频器出现故障的情况下，仍可按原有工作方式继续运行。

 

高层建筑给水设备产品概述：

      中赢系列全自动高层建筑给水设备是一种新型的无塔365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 设备，具有高效、稳定，易于维护等特点， 它主要由水泵机组、增压稳压设备及控制设备三大部分组成。水泵机组决定设备的365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 能力;增压稳压设备起到蓄能稳压， 以应付少量365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 及正常的管路泄漏，减少水泵的起停次数，达到延长设备寿命的目的，高层建筑给水设备也是实现自动化365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 不可缺少的部分; 控制系统协调系统的稳定运行;当用水量增大，管网压力下降时，水泵自动启动365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 。

      高层建筑给水设备根据实现自动功能的方式的不同，可分为气压自动给水设备和变频调速恒压给水设备，特点各异，它们广泛应于用生活365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 、建筑消防、生产365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 及喷淋等各种领域。

      水泵是给水设备的基础，是给水设备实现其基本功能的保证。为给水设备配套的水泵是按国家相关标准生产的，可以是不同流量、扬程的泵类。按照不同的365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 需要，产品可以是1~ 4台或更多的水泵并联运行，也可以是水泵机组与另外一套增压稳压(小流量)泵组作为在小流量范围内与主泵切换运行，以提高效率，进一步节约能源，降低给水成本。

      生活（消防）恒压变频365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 设备是集变频调速技术、可编程控制技术于一身的新一代机电一体自动化365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 设备。

      该设备由原装进口交流变频调速器、工业级可编程控制器、数字PID调节器、进口低压电器、压力传感器、液位控制器及泵等构成闭环调节变频调速365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统。该系统可根据管网瞬时压力变化，自动调节某台水泵电机的转速和多台水泵电机的起动和停机，以满足用户对恒压变量365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 或变压变量365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 的要求，使365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 管网末端压力保持恒定，使得整个365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统始终保持高效节能的最佳状态。

      本设备在365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统中应用，可免去传统给水设施中的365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 水塔、高位水箱等设施（设备），且节能效果显着，是国家重点推广应用的新技术节能产品。

 

高层建筑给水设备产品特点：

1、结构紧凑，体积小，占地少，毋须建造高位水箱或水塔，投资省，安装快，便于集中管理;

2、采用进口变频器及相关元器件，设计合理，操作简便，性能可靠，完全自动运行;

3、具备多种故障显示及备查记录，完善的欠压、过压、过载、短路、缺相、水源缺水自动保护停机等保护功能，使用安全，维护简便;

4、自由设定管网压力，按实际用水量调节水泵转速，使其始终处于高效运转状态;采用多台小功率泵组成泵组代替大功率泵更能适合流量的急剧变化，避免“大马拉小车”现象， 节能效果更为显着。 与恒速泵365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 相比， 消除了超压和回流的无功损耗 ，节能率达到20～50%;

5、由变频器或软起动器实现水泵软起动软停止，使电网和管网免受冲击。无水锤现象，大大降低设备运行噪音，延长相关设备的使用寿命;

6、多台泵多种循环运行方式，各泵运行时间，避免其中某台水泵因闲置而锈蚀;

7、直接向用户365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 ，水质二次污染;

8、品种规格齐全，可任意配套，应用范围广;

9、控制程序化，可按用户需要实现多种控制方式。例如：定时开关系统、消防联动、小流量和零流量自动关机睡眠、上位机集中管理等;

10、管网常压365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 ，可避免外露管路冻裂;可按需要任意调节设备365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 压力，满足用水高峰期建筑顶层的水压要求。

 

高层建筑给水设备主要用途：

1、高层、城镇居民小区、企事业单位等生活用水。

2、各类工业用水（如冷却水循环等要求恒压365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 的生产用水）。

3、各类自来水厂、污水处理厂、机场、农业排灌站和喷灌站。

4、环保水处理、渗透分析系统、生产线加工系统、工业厂房清洗。

5、油田输油管道、油库、油港的恒压输油系统。

6、旧有365bet英国_365bet娱乐_速发国际365的最新网站 系统（气压罐、水塔、高位水箱）改造更新。

7、工业锅炉稳压补水系统、热水供应系统。

8、各种消防设施。

 

高层建筑给水设备工作条件：

1、气压水罐工作压力：0.6MPa、1.0MPa、1.6MPa。 

2、气压水罐的消防储水容积大于：150L、300L、450L。 

3、气压水罐的稳压水容积大于50L。 

4、气压水罐的缓冲水容积压差为0.02~0.03MPa,稳压水容积压差为0.05~0.06MPa。 

5、工作压力比：a b 值为0.6~40℃.