变频系统水泵配置对节能效果的影响(一)
guangxin_lin
2003年05月26日 13:06:18
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变频系统流量确定后,应如何配置水泵台数???台数太多则造价太高,台数太少则运行不节能?想请教有此方面实测数据的人士,变频系统的水泵配置如何达到最高性价比?

变频系统流量确定后,应如何配置水泵台数???台数太多则造价太高,台数太少则运行不节能?想请教有此方面实测数据的人士,变频系统的水泵配置如何达到最高性价比?
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cocao606
2004年02月13日 16:51:25
42楼
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antu2000
2004年02月17日 22:32:16
43楼
按照我所掌握的数据,在一个按照一般设计手册要求设计的小区,多层住宅(8层)变频给水成本为0.26度/立方米,而一个同样设计比较规范的小区(也为8层),采用气压给水系统,管道系统情况远不如前面的小区,其供水成本仅仅为0.12度/立方米.不知是否有参考价值??我以为应该对变频给水系统的设计和使用提出一些思考,最好得出一个设计指引,否则,变频给水只是一个骗人的东西.
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cocao606
2004年02月18日 11:09:57
44楼
to antu2000
你是按什么方式计算的.包括水泵,管道.这些成本吗?如果是光计算电耗的话不是变频给是节省吗?我想确定一个小区使用变频供水的最佳供水的范围,你那有什么建议吗?数据呢?
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antu2000
2004年02月21日 18:14:41
45楼
1.同意楼上第一条意见,本人收集的资料中,变频给水设备在工况相近的情况下,其单位耗能比气压各水设备要高出50%左右;
2.变频在水循环系统中可能会更有实际用场;
3.水泵台数与系统有关,须根据实际情况而定,不能一概而论;
4.为得到稳定的工况,增设气压罐必不可少,如果取消气压罐,其能耗情况是否万开先生可以提供有说服力的数据.是盼!!!
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antu2000
2004年02月21日 18:23:01
46楼
to cocao606
我的数据不是计算出来的,而是从各个工程实际中统计出来的.至于最佳供水范围,我认为还是要根据当地人的生活习惯来确定,如果是工业城市(上下班比较集中)可能变频给水有点作用,如果是一个比较商业化的城市,人们的生活习惯规律性不大的,变频给水可能会成为一个沉重的负担,我的建议是尽量采用气压给水设备,要采用变频的情况就是给水量比较小,用两个32~40口径的水泵和一个1000直径的气压罐联合给水,或许比较合适.供参考.最近对这个问题会由一个比较全面的研究结果,大家一同来探讨,好吗?
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jingganglu2000
2004年03月06日 13:40:52
47楼
我认为采用变频供水更大的意义是在于省却传统的楼顶水箱。从而节约设备空间。通过与气囊罐的配合来使供水压力在任何用量下都能保持相对稳定的压力。使压力变化曲线比较平滑。而在实际运用中由于安装调试人员的水平问题,都不能将变频器调根据实际用水情况将数据调在一个最佳点。不能让变频泵在最佳的节能状况下运行,所以使大家对变频供水的节能作用有了自己的看法。而通常许多业主对变频供水的省电状况也并不在意。他们关心的是供水压力和泵的正常运转。
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siceman
2004年03月06日 14:47:23
48楼
给水排水 2001年 第27卷 第9期

1 普通循环软启动变频供水设备

  该类型设备在实际应用中较多,系统由水泵机组、循环软启动变频柜、压力仪表、管路系统等构成。变频柜由变频调速器,PLC,多功能PCS-PID调节仪,低压电器等构成。系统一般选择同型号水泵2~3台,以3台泵为例,系统的工作情况如下:

  平时1台泵变频供水,当1台泵供水不足时,先开的泵倒为工频运行,变频柜再软启动第2 台泵,若流量还不够,第2台泵倒为工频运行,变频柜再软启动第3台泵。若用水量减少,按启泵顺序依次停止工频泵,直到最后1台泵变频恒压供水。

  另外系统具有定时换泵功能,若某台泵连续运行超过24 h变频柜可自动停止该泵切换到下一台泵继续变频运行。换泵时间由程序设定,可按要求随时调整。这样可均衡各泵的运行时间,延长整体泵组的寿命。

  为达到更好的节能目的,多功能PCS-PID调节仪设有双恒压接口,系统可实现双恒压供水功能。

  该系统一般适用于规模较小的多层住宅小区(如300户以内)或其它小规模用水系统,水泵功率一般不超过7.5 kW。另外也适用于小流量用水时间很短或用水量变化不大的其它场合,如循环水系统。

2 带小流量泵的循环软启动变频供水设备

  当变频供水系统在小流量或零流量的情况下,比如在夜间用水低谷时,系统内的用水量很小,此时水泵在低流量下运行,会造成水泵效率大大降低,不能达到节能的目的,水泵功率越大用电越多。例如对300~1000户的多层住宅小区或600户左右的小高层住宅楼群(12层以内)的生活用水系统,生活主泵功率一般在15 kW左右,系统的零流量频率f0一般为25 ~35 Hz,故在夜间小流量时,采用主泵变频供水效率较低。

  这就涉及供水系统在小流量或零流量时的节电问题,一般可以采取4种方案:①变频主泵 +工频辅泵;②变频主泵+工频辅泵+气压罐;③变频主泵+气压罐;④变频主泵+变频辅泵。从节能、投资角度看第4种方案更为适宜,该方案即在原变频主泵基础上,再配备1~2台小泵专用在夜间或平时小流量时变频供水,一般选择小泵流量为3~6 m3/h,居民区户数越多,流量可适当选择大些。小泵功率一般为1.5~3 kW,小泵的扬程按主泵扬程或略低于主泵扬程即可。

  变频柜采用PLC控制,程序采用模块化设计。平时系统运行于主泵循环软启动变频供水模式,系统用水量减小时,主泵频率逐渐降低,当频率低于小流量频率时,PCS-PID调节器发出低频切换信号,延时2 min,系统自动进入小泵变频供水模式。当用水量增大,小泵流量不能满足系统需要时,PCS-PID调节器发出满频信号,延时5 min,系统自动返回主泵循环软启动变频供水模式。为达到更好的节能效果,系统也可实现双恒压供水功能。

  以郑州某单位住宅小区变频供水系统为例,生活主泵配QDG30?20×3立式多级泵2台,单台Q=30 m3/h,H=60 m,N=11 kW,小泵配QDL4.8-8×6立式多级泵1台,Q=4.8 m3/h,H=48 m,N=1.5 kW。在用水非高峰时,主泵运行小流量频率平均为30 Hz,电流为6.5 A,采用小泵时小流量频率平均为35 Hz,电流为2.5 A,按每天小流量运行时间15 h计算,每年可节电3800 kW·h。

3 全流量高效变频供水设备

  对比较大的生活小区和高层建筑的生活用水,若单配主泵机组和小流量泵,因小泵流量 QL和主泵流量QM差别较大,当流量调节范围在QL~1/3Qm时,水泵的运行效率仍很低,导致水泵运行不经济,浪费电能。并且流量在大于或接近QL时还会出现频繁的换泵操作。为实现在全流量范围内水泵始终能高效率运行,这就有必要再增加一种中流量水泵,流量可选为1/3 Qm~1/2 QM。特殊情况下还可增加2种中流量水泵。这样整体水泵流量选择呈阶梯状,从而使得设备在任何流量段运行时均处于水泵的高效率段,更加节能。

  变频柜控制核心由PLC和多功能PCS-PID调节仪构成,以三种泵配置为例。系统也可实现双恒压供水功能,中泵和小泵变频时低恒压供水,主泵变频时高恒压供水。

4 深水井变频供水设备

  目前深水井潜水泵采用变频调速控制的也非常广泛,主要是因为不需再建水塔,设备占地小,建设周期短,水质无二次污染,水泵软启动软停车,故障率低,大修周期延长,寿命提高。但对夜间也要求供水的系统(一般居民生活用水都有要求),仍存在夜间小流量"费电" 问题。一般潜水泵功率较大,小流量频率fL一般在28 Hz以上。如30 kW的潜水泵,小流量频率按30 Hz计算,每天夜间近6 h内约有50 kW·h电能"浪费",一年就是18000 kW ·h!这还未计入白天小流量时的用电。

  为解决小流量耗电问题,可增配1台直径600~1200的囊式气压罐,一般气压罐可直接安装在泵房。根据气压罐的调节容量合理设置小流量频率fL。变频柜控制核心仍为PL C和多功能PCS?PID调节仪,当系统用水量变小,运行频率降至小流量频率fL时,系统进入小流量变频稳压状态,同时PLC自动计
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siceman
2004年03月06日 15:12:24
49楼
1、用水量随时间变化较小时:每天24h连续供水,且用水低时流量Qmin仍较大,这时可选用同型号同规格水泵,根据高峰用水量选取一用一备或多用一备方案,对全部水泵进行变频控制。

2、用水量随时间变化较大时:每天24h连续供水,但用水低时Qmin较小,这时可按Qmin选择一台小泵,代替大泵在Qmin远远小于Q1(Q1为单泵流量)的情况下运行,主供水泵仍按前述方法选用,这时也对全部水泵进行变频控制。

3、断续用水的情况:在前述系统中加上气压罐装置,在正常使用时由变频调速泵供水,在流量Q»0时转换到气压罐供水,以提高供水效率。

4、小区规模较大时:可采用恒速泵与变频调速泵联合工作方式供水,这时对恒速水泵采用软起动器来对其进行起、停控制,整个控制系统采用“变频 + 软起动固定控制”的模式,在PC上减少控制点数,这无论从技术上、经济上、还是运行维护上来看,综合效果都会更佳。

5、生活、消防泵合用的供水方式:某些安装了消防泵的小区,因设备长期备而不用,可靠性会降低,既增加了工程投资,资源利用率也低,这时可以使生活、消防泵合用。电气控制应该做到:在PC上预先设定生活、消防两种工作压力值,平时作生活正常供水,设备运行在低水压状态,当发生火灾时,系统自动把水压切换到消防高压状态,管路上有能保证消防状态需要的压力、流量的装置。为考虑到选泵的经济合理,这种方式一般是在高低水压值相差不大的情况下采用。
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siceman
2004年03月06日 15:30:45
50楼
节能不是无限制的


变频调速(恒压)变量供水,电机频率随用水流量的变化而变化。
如:用水量增加频率上升转速上升输出功率增加;
用水量减小频率下降转速下降功率减小,即“多用水,多耗电”;“少用水,少耗电”,但不是“不用水,不耗电”。
如:某住宅小区一变频生活供水设备:采用水泵型号为:65DL32-15X6(流量Q=32m3/h,扬程H=90m,功率N=15kw),采用瑞典ABB变频器型号为:ACS400-016-3-X(功率N15kw)。在用水低潮流量Q≈om3/h时,如设备不采用变频调速控制,经测算水泵输出功率约10.6kw/h(水泵扬程H=98m);若采用变频调速控制,水泵输出功率约7.2kw/h(水泵扬程H=90m),变频器自身耗电功约0.456kw/h,耗电总功率为7.656kw/h。因而,即使在稳压状态(或趋于零流量)也需耗能,“不用水,不耗电”是不可能的,但“少用水,少耗电”是肯定的。
在用水高峰期,水泵处于额定工作状态,是否采用变频调速控制,水泵功率都为15kw/h,变频器自身耗电功率0.456kw/h,即采用变频调速控制时耗电总功率为15.456kw/h。

此例说明,生活给水设备在变频调速控制正常使用情况下:输出总功率P=7.656kw~15.456kw范围,最小耗电功率7.656kw/h;非变频控制:输出总功率P=10.6kw/h~15kw/h范围。最小耗电功率10.6kw/h。因而变频生活给水设备与非为频生活给水设备相比,耗电功率最大差为用水低潮期,最低输出功率差:10.6kw-7.656kw≈3kw。所以,节省电能与额定电能比值为最大20%,对任何型号的变频器控制也说明其节能不是无限制的。
必须承认水泵在额定工况下:使用变频调速控制耗电不但没有减少,而且与电网直接供电相比为多耗电。

一:设备的额定供水量是按建筑给水在最大条件下的需水量计算确定的,在正常使用下,用水量将少于设备的额定供水量,即设备不会处于满负荷状态。
二:变频器的自身耗电为其额定输出功率的3%,而其最大节电度达到20%。因而,在较长时间内使用仍可达到非常节能的效果。
三:“少用水,少耗电”也就是说当用水量小于额定供水量时设备已处于节能状态。由于生活用水负荷变化曲线变化很大,一般情况每日用水高峰期(常在以下几个阶段:早上5:30-8:00、中午12:00-14:00、晚上17:00-20:30)共约为8小时,用水量较大,水泵基本处于额定工况下;用水低潮为其余2/3时间,水泵处于稳压或休眠状态,即发挥其节能功能。

综上所述,采用变频调速控制与非变频调速控制在节能方面相比,前者比后者节能,但节能不是无限制的,不是个人主观所能要求的,应客观的认识变频。
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cheng8804
2004年03月06日 16:23:07
51楼
我同意sdccz的意见,我现在施工的一个小区就是采用这种配置。
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