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目前,建筑物給水系統(tǒng)已逐漸放棄水塔、高位水箱、氣壓罐等傳統(tǒng)技術,而采用電腦控制配合變頻調(diào)速器對水泵電機無級調(diào)速、恒壓給水。這種技術在穩(wěn)定水壓、減少設備體積、節(jié)能等方面有很大進步,但由于使用了價格昂貴、技術復雜的變頻調(diào)速器,降低了給水系統(tǒng)的性能價格比。
要解決這一問題,最有效的方法是在基本不降低給水系統(tǒng)性能前提下降低變頻調(diào)速器的選用容量。市場調(diào)查表明,變頻調(diào)速器的容量越大,對工程造價的影響越大。因此,在設計容量較大的給水系統(tǒng)時,如何降低變頻調(diào)速器的容量,是提高工程性能價格比的最有效技術途徑。
1、水泵組合優(yōu)化變頻調(diào)速恒壓給水方案
該系統(tǒng)共有三臺水泵(虛線所畫水泵不計入)P0、P1、P2,其中P0與P1的額定流量為q,而P2的額定流量較大為2q,三臺水泵的額定揚程相同。另外只有P0采用變頻器連續(xù)控制轉速,而P1與P2直接工頻電源開關控制。
這樣配備的水泵系統(tǒng)與典型的變頻恒壓給水系統(tǒng)相比較,后者一般采用兩臺大小一致的相同水泵,一臺變頻調(diào)速控制、一臺工頻開關控制,多用了一臺小水泵。但由于變頻器所控制的水泵流量下降一倍,故所采用變頻器的容量也大致下降一倍。實現(xiàn)了用容量小的變頻器代替大容量的變頻器,降低了整個系統(tǒng)的性能價格比。
對采用開關控制的水泵P1與P2,用數(shù)字1表示水泵工作,以數(shù)字0表示水泵停止工作,于是P1與P2的組合工作狀態(tài)用一個兩位的二進制數(shù)a2a1表示(如表2)。P0采用變頻器連續(xù)調(diào)節(jié)電機轉速,把它與P1P2的組合工作相結合,則整個給水系統(tǒng)的流量可以在0≤Qt≤4q的區(qū)間連續(xù)變化(計Qt時近似忽略了由于水泵并聯(lián)所造成的流量損失)。表2與表1的不同之處在于:由于變頻調(diào)速水泵P0的加入,可以在0≤Qt≤4q的全流量范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)給水流量,故理論上可以實現(xiàn)高精度的恒壓控制,而不是表1所描述的在一定范圍內(nèi)的穩(wěn)壓控制。同時,與傳統(tǒng)的恒壓變頻調(diào)速給水系統(tǒng)相比較,變頻器的設計選用容量可減小一半。因此,本方案兼具了二進制變流量水泵組合方案和典型變頻調(diào)速恒壓給水方案的優(yōu)點。
若再增加一個容量為4q的水泵P3(虛線畫出),依據(jù)相同的工作原理,給水系統(tǒng)的出口流量可以在0
通過以上二例可以總結出,如給水系統(tǒng)的設計流量為Q,則可以把變頻水泵的容量設計成q=Q/2n(n=1、2、3……)。同時再配備n臺工頻電源開關控制的水泵,這n臺水泵的額定揚程相同且與變頻水泵的揚程一致,但額定流量設計值卻是兩倍遞變,即從小到大為:q、2q、4q……2n-1q。
由這(n+1)臺水泵(1臺變頻調(diào)速控制,n臺工頻開關控制)構成的水泵組合優(yōu)化變頻調(diào)速給水系統(tǒng),即實現(xiàn)在全流量變化范圍內(nèi)高質(zhì)量的恒壓給水,又把變頻器的設計容量降為q=Q/2n,降低了變頻器的工程預算價格,提高了整個給水系統(tǒng)的性能價格比。
2、結論
水泵組合優(yōu)化變頻調(diào)速給水方案。它既保留了變頻調(diào)速方案的優(yōu)點:全流量范圍內(nèi)可以實現(xiàn)高精度的恒壓給水,又利用水泵組合技術大大降低了變頻器選用容量,提高了系統(tǒng)的性能價格比。