變頻恒壓供水設備(bèi)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;輸出壓力或揚程P與其轉速n的平方成正比;輸出功率N與其轉速n的三次方成正比,用(yòng)數學公式可表(biǎo)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(shuǐ)泵的(de)輸出功(gōng)率將下(xià)降更多。例如,將電機的供(gòng)電頻率由 50Hz降(jiàng)為40Hz,則理論上,頻率改變後與改變前的(de)輸出功(gōng)率之比為(wéi)(40/50)3 = 51.2%。
長期實踐證明,在(zài)供水(shuǐ)係統中接入變頻節能係統,利用變頻技術改變水泵轉速來調節管道中的流量, 以取代閥門調節方式,能取得明顯的節能效果,一般節電率都在30%以上。另外,變頻器的軟啟動功(gōng)能及平滑調速(sù)的特點可實現對流量的(de)平(píng)穩調(diào)節,同時減少啟動 衝擊並延長(zhǎng)機組及管組的使用壽命。
如上所述,流量是供水係統的基本控製對象,供(gòng)水流量需要隨時滿(mǎn)足用水流量。在供水係統中,管道 中(zhōng)的(de)水壓能夠充分反映供水能(néng)力與用水需求之間的關係(xì):
若 供水流量>用水流量 → 管道(dào)水(shuǐ)壓上升(shēng)↑
若 供水流量<用水流量 → 管道水壓下降↓
若 供水流(liú)量=用水流量 → 管道(dào)水壓不(bú)變
所以,保持管道中的水壓恒定,就可保(bǎo)證該處供水能力恰好滿足用水需求,這就是恒壓供水係統所要 達到的目的。供水壓力由用戶在(zài)PID調節器上設定,同時壓力傳感器將管路的實際壓力反饋給PID調節器(qì),經過PID算法得(dé)出的比較變量將以模擬量的形式接 入到(dào)變頻器的頻率設定端,再由變頻器控製電機及水泵的(de)轉速、終調節水泵(bèng)的輸出流量達(dá)到恒壓供水目的,滿足供水及用(yòng)水(shuǐ)
恒壓供水設備的整個控製過程如下:
用水需求(qiú)↑——管(guǎn)路水壓↓——壓力設定值與返饋值的差值↑——PID輸出↑——變頻器輸出頻率 ↑——水泵電機轉速↑——供水流量↑——管路(lù)水壓趨(qū)於(yú)穩定節能係(xì)統特點A.變頻器界麵為(wéi)LED顯(xiǎn)示,設定參數豐富;鍵盤布局簡潔、易於操作。B.變頻器有 過流、過(guò)壓、過熱、缺相等多種電子保護裝置,並具有故障報警輸出功能,可有效保(bǎo)護供水係統的(de)正常運作;C.專用數字PID調節器為LED顯示,參數設定方便,易於監控;D.加裝變頻節能器後,水泵電機具有軟啟動及變頻調速(sù)功能,可有效降低係統的機械磨損,同時減(jiǎn)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,仍可按原有工作方式繼續運(yùn)行。F.水泵互為(wéi)備用,或一用一備,循環(huán)工作,當某一台發(fā)生故障時自動跳過,不會影響正常供水。