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变频供水设备的小流量“费电”问题
时间:2014-04-12 15:20:52
文章发布:
原创作者:未知
来源:互联网


变频恒压供水系统在实际应用中若选型及控制不当,不但达不到节能目的,反而“费电”,尤其深水井变频系统问题更为突出。为此,不少村镇在采用变频供水模式后,感到并不像传统宣传的那样“用变频就节电”,使得对变频模式产生“怀疑”和“信任危机”,甚至有些地方人畜饮水项目干脆不采用变频供水模式。难道一直在推广的变频节电技术真的有问题吗?其根本原因在于变频供水系统存在的小流量能耗问题。
 
变频供水设备的小流量“费电”问题
 
根据流体力学理论,当水泵调速时,水泵电机轴功率P和流量Q、压力H与转速N之间的关系为:
Q1/Q2= N1/N2                                     (1-1)
H1/H2=(N1/N2)2                                 (1-2)
P1/P2=(N1/N2)3                                  (1-3)
 
即水泵的流量与其转速成正比,扬程(压力)与其转速的平方成正比,轴功率与其转速的立方成正比。按以上关系,在其它运行条件不变的情况下,通过下调电机的运行速度,其电耗是与转速成立方关系降低的,节电效果应非常明显。例如如果工况只需要50%的水量,则可以将电机的转速调节为额定的一半,此时电机消耗的功率仅为额定的12.5%,即理论上节能可达87.5%。
 
但以上结论只是理论分析,而且以上关系满足的前提是水泵的总效率η恒定,实际上当调速范围很大时,水泵的总效率η变化(降低)较大,根据水泵电机轴功率P和流量Q、扬程(压力)H之间的关系:
P=K?H?Q/η                                   (1-4)
其中K为常数,η为水泵的总效率。一般当水泵调速70%以下时,水泵效率η急剧降低,而且,实际的供水系统并不是开环状态,而是恒压闭环控制系统,速度调节范围不能很大,否则就满足不了设定压力的要求,所以,实际的变频恒压闭环供水控制系统小流量甚至“零流量”时水泵转速并不很低,管路压力设定越高,“零流量”频率越高。根据经验知道,对多层供水系统“零流量”频率约为25~30Hz,对高层、深水井供水系统“零流量”频率约为30~35Hz,若水泵扬程(选型不当)富裕量小,“零流量”频率会更大。
 
所以水泵在70%以下调速时,其电机轴功率P降低平缓,并不是完全与转速成立方的关系降低,这一点已由实践得以证实。可以说公式(1-1)~(1-3)仅当速度调节范围不大时成立,因此相对于水塔、高位水箱等的工频供水模式,当水泵速度调节范围很大时,变频供水模式就存在小流量“费电”问题。
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