时间：2013-11-29 分类：水力
摘要：变频水泵技术在建筑节水节能发挥着重要作用，尤其是绿色环保新型变频给水设备的推广应用，取得一定的社会效益和经济效益。本文就对变频水泵技术的概念及应用方式进行了分析，研究了变频水泵工作原理及功能，并对变频水泵技术在新产品的应用进行了探讨。
关键词：变频水泵技术 建筑给水 应用
前言：随着我过经济的迅猛发展，水资源及能源紧缺成为重要的制约因素，节水节能是我国社会经济持续发展的基本国策。水泵是城市给水系统中最主要的耗能设备，美国在上个世纪90年代开始应用变频水泵技术，\"九五\"期间，我国开始推广应用变频节水项目。目前，变频水泵技术已很成熟，在市场上有很多国内外品牌的变频水泵，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，社会效益和经济效益显著。
1.变频水泵技术的概念及应用方式
变频调速是一项有效的节能降耗技术，其节电率很高，几乎能将因设计冗余和用量变化而浪费的电能全部节省下来;又由于其具有调速精度高、功率因数高等特点，使用它可以提高产品质量、产量，并降低物料和设备的损耗，同时也能减少机械磨损和噪音，改善车间劳动条件，满足生产工艺要求。
通常在同一路供水系统中，设置多台常用泵，供水量大时多台泵全开，供水量小时开一台或两台。在采用变频恒压供水设备进行恒压供水时，就用两种方式，其一是所有水泵配用一台变频器;其二是每台水泵配用一台变频器。后种方法根据压力反馈信号，通过PID运算自动调整变频器输出频率，改变电动机转速，最终达到管网恒压的目的，就一个闭环回路，较简单，但成本高。前种方法成本低，性能不比后种差，但控制程序较复杂，是未来的发展方向。
2.变频水泵工作原理
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。变频水泵是由高水箱、存水箱和低水箱三部分组成。高水箱内设有机械控制的润水器、冲水阀和泄水阀以及电极浮子开关，润水器和冲水阀的阀座分别与设置在存水箱内的三通冲水管连接，泄水阀开启，高水箱与存水箱连通;低水箱内设置杠杆式浮子开关，浮子阀芯开启，存水箱与低水箱连通;低水箱内还设有潜水泵、过滤器和排污管，潜水泵出水管口位于高水箱内，潜水泵的关闭通过高水箱内的电极浮子开关控制。变频水泵投入使用，自来水管网的水进入供水罐，罐内空气从真空消除器排除，待水充满后，真空消除器自动关闭。当自来水管网压力能够满足用水要求时，系统由旁通止回阀向用水管网直接供水;当自来水管网压力不能满足用水需求时，系统压力信号由远传压力表反馈给变频控制器，水泵运行，并根据用水量的大小自动调节转速恒压供水，若运转水泵达到工频转速时，则启动另一台水泵变频运转。水泵供水时，若自来水管网的水量大于水泵流量，系统保持正常供水;用水高峰时，若自来水管网的水量小于水泵流量时，供水罐内的水作为补充水源仍能正常供水，此时，空气由真空消除器进入供水罐，罐内真空遭到破坏，确保了自来水管网不产生负压，用水高峰过后，系统又恢复到正常供水状态。当自来水管网停水，造成供水罐液位不断下降，液位探测器将信号反馈给变频控制器，水泵自动停机，以保护水泵机组，供水罐可以储存并释放能量，避免了水泵频繁启动。
3.变频水泵的功能
3.1 电源切换与保护水泵控制柜中设有低压塑壳断路器与进线电源相连，除能完成接通和分断电路外，可对电路和变频器发生的短路，过载进行保护。并可在维护时切断电源。
3.2 启、停控制功能水泵控制柜面板上设置变频启动，变频停止按钮，用于变频装置的运行控制，便于现场操作。
3.3 频率(速度)调整水泵控制柜面板上设置频率调整电位器，可以很方便的手动调节变频器的输出频率，用以控制电机转速
3.4 表头显示水泵控制柜面板上设置电压表，电流表，频率表和各种指示灯如电源指示，报警指示，运行指示，工频指示，实现对变频器输入电压、输出电流、输出频率和各种工作状态的监测。
3.5 备用工频切换用户可选择有备用工频切换的变频柜、当变频器出现故障时，通过自动控制回路将电动机切换至工频电源(此方式可选择手动/自动，工频启动装置大于15KW用软启动器实现)
3.6 多种控制功能可根据系统工况在变频柜面板上设置多种控制按钮和指示灯如正转、反转、电机增速、电机减速、点动正转、点动反转、手动/自动、紧急停止、变频/工频、PLC控制，触摸屏等。
3.7 加装外围设备根据工况需要可在水泵控制柜内安装交流输入电抗器，输出电抗器，直流电抗器及EMI滤波器，制动单元，制动电阻，接触器，中间继电器，热继电器，可编程控制器(PLC)，可编程操作终端(GOT)，电度表，散热风扇等。
3.8 安全防护将变频器安装在水泵控制柜内，可以减少环境污染，减少触电危险，起到较好的防护作用。
3.9 整齐美观将变频器安装在水泵控制柜中，并与其他低压配电柜的尺寸相同，颜色一致，保持配电设施与控制装置的协调，整齐，美观。
4.变频水泵技术在新产品的应用
4.1 性能分析
CD-SP型恒压变频管中泵组由水泵、变频器及信号处理器等电气控制元件构成电气控制总成，由安装在管网上的压力传感器将采集到的压力信号与设定压力进行比较运算后，再由比值控制变频器而改变电机转速达到恒压供水的目的，本设备能实现全自动运行。#p#分页标题#e#
4.2 特点：
⑴功能转换：手动、自动、停止。
⑵超静音：本设备采用先进的防震和消音装置，设备运行平稳，能将噪音降至25分贝左右(传统立式泵一般为120分贝)，在供水过程中免去了机器噪音扰民的缺点，创造了一个安静的环境。
⑶无污染：过流部分采用食品级不锈钢卫生材料制造，设备结构形成一个密闭系统，完全杜绝二次污染，符合国际卫生规范。
⑷人性化介面：可根据客户需求配备主副泵定时轮换、故障报警功能、RS485总线接口、可视化远程监测、调整和维护。
⑸电气多重保护功能，为设备长期稳定运行提供保障：高低电压保护，缺相保护，漏电保护，过载保护，过热保护，缺水保护，失压保护。
⑹高度自动化：压力可根据用户需求将原压力值调高或调低，压力调整后自动恒压运行，管道漏水自动补足压力，不用水时自动停机，可完全实现无人看守。
参考文献：
[1] 张鑫.变频供水设备在现代建筑生活给水中应用[J].城市建设理论研究.2011，19..
[2] 李超文.现代建筑给水工程中变频水泵的应用[J].山西建筑.2009，09.
[3] 李峰，孟杨.变频控制在建筑恒压供水系统中的应用[J].中国科技信息.2009，17.
