無吸程變頻恒壓設(shè)備用于二次供水

修改時間:2017-08-02 14:53:44 瀏覽次數(shù)：1313次

無吸程變頻恒壓設(shè)備用于二次供水

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1 工作過程
① 當Q自＞Q用時

此時水箱蓄水，至設(shè)計水位則浮球閥關(guān)閉(真空壓力表的讀數(shù)為正)。在自來水壓力的作用下止回閥關(guān)閉，由此便構(gòu)成了管道泵供水狀態(tài)，此時水泵能有效地借用自來水管道原有的壓力。

② 當Q自＜Q用時

因水泵的進水口直接與自來水管道相連接，若止回閥未打開，則水泵的進水口處便會產(chǎn)生負壓。由于止回閥的底部壓力小而上部壓力大，故止回閥打開時水箱里的水在重力的作用下流向水泵入水口，此時O點的壓力為：

PO=ρg(H-Hr)

式中H——水箱水面到止回閥上部的高度

Hr——止回閥在額定流量下的局部阻力水頭

ρ——水的體積質(zhì)量

g——重力加速度

由于止回閥的正向阻力水頭一般小于5kPa，因此只要Hmin(水箱水面到止回閥上部的最低高度，這可以在設(shè)計時得以保證)＞5 kPa就能使O點的最小壓力始終為正值，也就保證了自來水管道在水泵對接處始終不會出現(xiàn)負壓。

③ 當Q自＝Q用時

此為暫時的平衡點，它保持著系統(tǒng)的原有狀態(tài)。

2 節(jié)能

設(shè)水泵吸水口的自來水管網(wǎng)壓力為P自，水泵的出口設(shè)計壓力為P設(shè)，則水泵的出口實際壓力將降低至P實=P設(shè)-P自(不計因水泵阻力等造成的壓頭損失)，但自來水管網(wǎng)壓力在一日之內(nèi)變幅較大，當用戶為24h用水時，通常按最小自來水管網(wǎng)壓力P自min考慮，故一般水泵額定壓力按Pe=P設(shè)-P自min選用。此時，水泵額定壓力與實際壓力之差為Pe-P實=P自-P自min≥0，因此當水泵按工頻(50Hz)運行時，將造成能量的浪費。

若采用變頻器帶動水泵，水泵的實際工作轉(zhuǎn)速是以水泵出口的壓力值為主參數(shù)，即實際出口的壓力值始終恒定在P設(shè)上而不會造成壓力水頭的損失。其工作過程是：

首先微機檢測壓力傳感器的實際壓力值，若P實＜P設(shè)則微機控制變頻器帶動水泵增速運行，于是P變泵升高，直到P自+P變泵=P設(shè)為止(P變泵為水流經(jīng)過由變頻器帶動的水泵時壓力的提升值)。P設(shè)-P自的差值越大，變頻器帶動水泵的轉(zhuǎn)速就越高；反之，P設(shè)-P自的差值越小，變頻器帶動水泵的轉(zhuǎn)速就越低。當P設(shè)-P自=0(也即自來水管網(wǎng)的壓力達到需要的設(shè)定值)時水泵自動停機。由此可見，采用變頻器來帶動工作在管道泵供水狀態(tài)下的水泵，能充分利用自來水管道的壓力，使水泵以最合適的轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，對用戶不產(chǎn)生多余的水頭損失，達到了顯著節(jié)能的目的。

3 應(yīng)用實例

青島交運集團大廈需要水泵出口的設(shè)定壓力為P設(shè)=0.62MPa，自來水管網(wǎng)的壓力為0.52～0.57MPa。原選用普通的水箱—水泵式變頻恒壓供水設(shè)備時用電約為1.24×104(kW·h)/月，后改用無吸程變頻恒壓供水設(shè)備，預(yù)測改造后自來水管網(wǎng)的壓力取其平均 值0.55MPa，假設(shè)水泵給管道加壓的數(shù)值為0.07MPa(未考慮利用自來水管網(wǎng)壓力水泵效率系數(shù))，每天非用水高峰期的時間為23h，用水高峰期的時間為1h，此時水泵的實際電耗為：

① 非用水高峰期

由于一天中用水非高峰期的時間占全天的23/24，而水泵的工作壓力與所消耗的功率成正比，故水泵實際消耗的電量為12 400×(1-1/24)×11.3%=1343(kW·h)/月；

② 用水高峰期

用水高峰期的時間占全天的1/24，故水泵實際消耗的電量為12400/24=516(kW·h)/月，所以水泵總計電耗為1343+516=1859 (kW·h)/月。

改造后實測電耗結(jié)果為1960(kW·h)/月左右，與測算結(jié)果基本吻合(誤差源于水流經(jīng)水泵時的壓力等損失和用戶用水及管網(wǎng)壓力的隨機性)。

4 結(jié)論

①無吸程供水設(shè)備包含兩種工作狀態(tài)：a管道泵供水狀態(tài)；b水箱—水泵供水狀態(tài)。無論處于哪種狀態(tài)，該設(shè)備對自來水管道對接處的壓力始終不會產(chǎn)生負值(即無吸程)。

②這兩種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換是由自來水管道所能提供的水量Q自與用戶所需要的水量Q用的相對關(guān)系確定的。當Q自＞Q用時供水設(shè)備處于管道泵供水狀態(tài)；當Q自≤Q用時供水設(shè)備處于水箱—水泵供水狀態(tài)，整個過程的轉(zhuǎn)換是自動完成的。

③在管道泵供水狀態(tài)下，用變頻器帶動的水泵能適時根據(jù)自來水管道壓力的變化以最佳轉(zhuǎn)速工作，達到了顯著節(jié)能的效果。

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