劉靜波

摘 要：變頻供水設(shè)備作為自動(dòng)化的供水設(shè)備，其具有傳統(tǒng)的供水設(shè)備無法比擬的優(yōu)勢(shì)，不僅可以快速響應(yīng)系統(tǒng)中水量變化和用水需求，而且由于其控制配置較為簡單，分布集中，所以控制起來也較為容易。具有較好的經(jīng)濟(jì)性，易于管理。文章分別對(duì)幾中不同的變頻供水設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)行闡述，為用戶在選擇及使用上提供必要的參考。

關(guān)鍵詞：變頻供水設(shè)備；應(yīng)用；控制；節(jié)能

近年來，隨著各類技術(shù)的快速發(fā)展，變頻調(diào)速系統(tǒng)作為一種先進(jìn)的技術(shù)手段得以發(fā)展起來，有效的滿足了人們?cè)谡{(diào)速方面的需求。在當(dāng)前的供水系統(tǒng)中，變頻技術(shù)也得以廣泛的應(yīng)用，有效的實(shí)現(xiàn)了供水系統(tǒng)的自動(dòng)化，而且變頻技術(shù)在供水設(shè)備上進(jìn)行應(yīng)用，不僅具有較好的經(jīng)濟(jì)性，而且有效的提升了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。由于變頻器越來越趨向于小型化，所以在供水設(shè)備上應(yīng)用不需要占有多大的面積，而且在操控過程中能夠有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)電的目標(biāo)，由于其諸多的優(yōu)點(diǎn)，所以在當(dāng)前供水設(shè)備中得以廣泛的應(yīng)用。

1 普通的變頻供水設(shè)備

在當(dāng)前供水系統(tǒng)中，應(yīng)用最為廣泛的應(yīng)屬循環(huán)軟啟動(dòng)類型的變頻供水設(shè)備，其組成較為簡單，由水泵、儀表、變頻柜及各種管路構(gòu)成，在這種供水系統(tǒng)中，其水泵數(shù)量不宜超過四臺(tái)，以三臺(tái)為最佳。當(dāng)利用三臺(tái)水泵進(jìn)行日常供水時(shí)，則首先由一臺(tái)水泵進(jìn)行供水，當(dāng)其無法滿足供水要求時(shí)，則變頻柜則會(huì)將運(yùn)行的水泵轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，然后開啟第二臺(tái)水泵，而當(dāng)二臺(tái)水泵運(yùn)行仍無法供水量要求時(shí)，則會(huì)啟動(dòng)第三臺(tái)水泵，而當(dāng)用水量減小時(shí)，則會(huì)依照啟動(dòng)的順序，依次將水泵停止，當(dāng)只有一臺(tái)水泵運(yùn)行時(shí)，則會(huì)使其恢復(fù)恒壓。而在實(shí)際運(yùn)行過程中，為了避免水泵出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行的情況，往往會(huì)對(duì)水泵運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行設(shè)定，而這個(gè)時(shí)間并不具有確定性，會(huì)根據(jù)實(shí)際的需求來進(jìn)行調(diào)整，從而確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，而且有效的避免水泵超負(fù)荷運(yùn)行情況的發(fā)生，確保了設(shè)備使用壽命的延長。另外利用變頻器在供水設(shè)備上應(yīng)用，還可以有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，而在變頻器實(shí)現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵部位則取決于雙恒壓的接口，這是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的特殊結(jié)構(gòu)，所以可以說雙恒壓供水功能是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，通常應(yīng)用于用水流量變換不大的區(qū)域，在林區(qū)具有較好的適用性，而且通常會(huì)采用循環(huán)水系統(tǒng)。

2 帶小流量泵的循環(huán)軟啟動(dòng)變頻供水設(shè)備

當(dāng)變頻供水系統(tǒng)在小流量或零流量的情況下，比如在夜間用水低谷時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的用水量很小，此時(shí)水泵在低流量下運(yùn)行，會(huì)造成水泵效率大大降低，不能達(dá)到節(jié)能的目的，水泵功率越大用電越多。這就涉及供水系統(tǒng)在小流量或零流量時(shí)的節(jié)電問題，一般可以采取四種方案：（1）變頻主泵+工頻輔泵；（2）變頻主泵+工頻輔泵+氣壓罐；（3）變頻主泵+氣壓罐；（4）變頻主泵+變頻輔泵+氣壓罐。

從節(jié)能、投資角度看第4種方案更為適宜，該方案即在原變頻主泵基礎(chǔ)上，再配備1-2臺(tái)小泵專用在夜間或平時(shí)小流量時(shí)變頻供水，一般選擇小泵流量為3-6m3/h，居民區(qū)戶數(shù)越多，流量可適當(dāng)選擇大些。小泵功率一般為1.5-3kW，小泵的揚(yáng)程按主泵揚(yáng)程或略低于主泵揚(yáng)程即可。變頻柜采用PLC控制，程序采用模塊化設(shè)計(jì)。平時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行于主泵循環(huán)軟啟動(dòng)變頻供水模式，系統(tǒng)用水量減小時(shí)，主泵頻率逐漸降低，當(dāng)頻率低于小流量頻率時(shí)，PID調(diào)節(jié)器發(fā)出低頻切換信號(hào)，延時(shí)后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入小泵變頻供水模式。當(dāng)用水量增大，小泵流量不能滿足系統(tǒng)需要時(shí)，PID調(diào)節(jié)器發(fā)出滿頻信號(hào)，延時(shí)后，系統(tǒng)自動(dòng)返回主泵循環(huán)軟啟動(dòng)變頻供水模式。為達(dá)到更好的節(jié)能效果，系統(tǒng)也可實(shí)現(xiàn)雙恒壓供水功能。

3 全流量高效變頻供水設(shè)備

對(duì)比較大的林區(qū)用水，若單配主泵機(jī)組和小流量泵，因小泵流量QL和主泵流量QM差別較大，當(dāng)流量調(diào)節(jié)范圍在QL-1/3Qm時(shí)，水泵的運(yùn)行效率仍很低，導(dǎo)致水泵運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，浪費(fèi)電能。并且流量在大于或接近QL時(shí)還會(huì)出現(xiàn)頻繁的換泵操作。

為實(shí)現(xiàn)在全流量范圍內(nèi)水泵始終能高效率運(yùn)行，這就有必要再增加一種中流量水泵。特殊情況下還可增加2種中流量水泵。這樣整體水泵流量選擇呈階梯狀，從而使得設(shè)備在任何流量段運(yùn)行時(shí)均處于水泵的高效率段，更加節(jié)能。

4 深水井變頻供水設(shè)備

目前在深水井供水設(shè)備上應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)來進(jìn)行控制也較為普遍，在深水井潛水泵上應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，有效的節(jié)約了成本，不需要建水塔就可以滿足供水的要求，設(shè)備不需要占有多大的土地，建設(shè)周期較短，水質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生二次污染，水泵在啟動(dòng)和停車時(shí)都采用軟啟動(dòng)和軟停車，有效的降低了故障發(fā)生率，確保了設(shè)備使用壽命的延長。但在深水井潛水泵上應(yīng)用變頻供水設(shè)備對(duì)于需要夜間供水的系統(tǒng)還會(huì)存在小流量費(fèi)電的問題。深水井潛水泵通常情況下功率都較大，這樣在夜間運(yùn)行時(shí)，水泵處于低效率運(yùn)行狀態(tài)，耗電量增加，這樣日積月累下來，電能存在著嚴(yán)重的浪費(fèi)情況。

5 生活消防合用變頻供水設(shè)備

在目前建筑設(shè)計(jì)時(shí)，為了確保消防安全的需求，則規(guī)定多層建設(shè)消防紛呈可以與生產(chǎn)和生活給水管道合用，但對(duì)于高層，則需要將室內(nèi)消防給水管道與生產(chǎn)和生活用水管道分開，分別獨(dú)立進(jìn)行管道的設(shè)置。目前在高層建筑中，一些小高層建筑也越來越多，對(duì)于12層以下的小高層，其供水壓力不大，所以對(duì)于這類小高層可以在規(guī)定上適當(dāng)放寬，在確保選擇合適管材的基礎(chǔ)上，同時(shí)還要采取科學(xué)有效的水防管路防倒流措施，利用變頻技術(shù)，也可以將消防用水管道與生產(chǎn)和生活用水管道進(jìn)行合用。

生活消防合用變頻供水設(shè)備有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）當(dāng)生活和消防供水設(shè)備合用時(shí)，水泵可以處于輪換運(yùn)行狀態(tài)下，有效的避免了消防水泵長期不用而出現(xiàn)銹死的情況，有效的提升了供水設(shè)備的利用率。

（2）而且生活消防供水設(shè)備合用時(shí)，只需要設(shè)置一套供水設(shè)備即可，有效的降低了成本，而且易于實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的管理和維護(hù)。

（3）在合用的情況下，有效的提升供水設(shè)備的自動(dòng)化水平，確保了供水設(shè)備運(yùn)行的可靠性，而且不會(huì)發(fā)生水質(zhì)二次污染的情況。

（4）水泵軟啟動(dòng)軟停車，無沖擊和超壓危害。系統(tǒng)可按循環(huán)軟啟動(dòng)變頻設(shè)備或帶小流量泵的循環(huán)軟啟動(dòng)變頻供水設(shè)備選型，主泵流量按生活、消防兩者最大的來選擇，并留有1臺(tái)備用泵，揚(yáng)程一般按消防設(shè)計(jì)壓力選擇。

6 結(jié)束語

變頻技術(shù)在供水設(shè)備上的應(yīng)用，有效的提高了供水設(shè)備自動(dòng)化的水平，使水質(zhì)得到改善，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目標(biāo)。但在實(shí)際供水設(shè)備方案確定時(shí)，還需要綜合多方面的因素進(jìn)行綜合考慮，在確保供水可靠性的基礎(chǔ)上，使變頻技術(shù)的節(jié)能潛力得到更好的發(fā)揮出來。

參考文獻(xiàn)

[1]蒙聯(lián)光.變頻調(diào)速“無負(fù)壓”供水技術(shù)的應(yīng)用[J].中國科技信息，2010（14）.

[2]楊建峰，李曉玲，趙東波.變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)淺析[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2008（28）.

[3]黃華灶.淺談變頻調(diào)速裝置在水泵電機(jī)上的節(jié)電應(yīng)用與控制方案[J].中國科技信息，2008（18）.