文档介绍：变频调速泵在消防和生活给水系统中应用探讨
随着科学技术的迅猛发展,电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的不断进步,又因为变频器所具有的高效率性能和良好的控制特性,目前在交流电动机的速度控制中较多采用。使用变频器一个突出的优点就是节省能源,而且通过发挥其理想的控制特性,设备使用性能可以大幅提高。但在智能建筑中,生活给水和消防给水各有其特点,在节能和可靠性方面要作具体分析,从而选择更合理控制方式。本文就是对变频调速泵在智能建筑中给水系统中的具体应用作以探讨。
1、变频调速的基本原理
由离心泵原理,在相似情况下水泵的流量、扬程和功率分别与其转速的一次方、二次方和三次方成正比。对于用水经常变化的场合,采用变频调速泵供水,可以显著降低节流损耗,具有明显的节能效果。
按用途建筑给水分为生活(生产)给水和消防给水二大类。在生活给水系统中采用变频泵调速控制,具有节能,供水压力可调等突出优点,在国内外获得了愈来愈广泛的应用。在消防给水中对稳压泵以及在消防泵巡检时最好采用变频控制,但在消防泵灭火控制中应采用直接启动或降压启动控制方式。
三相交流电动机的转速与频率、极数及转差率之间的关系如下:n=60f(1—s)/p其中:n——每分钟的转速;
f——交流电的频率;
s——转差率。
p——磁极对数;
在三相电动机中对转速的调节有多种方法,如通过调整交流电的频率、电动机的极数以及转差率来实现。以往人们通过对电机的极数变化来调整电机的转速,很少采用频率调节,但随着电力电子技术、微电子技术的发展,变频控制技术的不断成熟,人们发现通过调整电源的频率调速要比通过调整电机的极数与转差率调速方便得多,效果也好得多。所以现在,一般我们对三相交流电动机进行转速调整都通过调节三相交流电的频率来实现,其应用范围越来越广。以下是其在智能建筑中的一些应用。
2、变频器在恒压自动供水系统中的应用
在智能建筑日益增多的今天,供水问题成为业主比较关心的问题,所以变频恒压自动供水便提上了日程。以前在一般建筑的建设中往往需要建设一个二次加压供水泵房并采用变频器实现恒压自动供水。一般情况下,为保证建筑的供水正常,在设计时往往设计成“一用两备”三台水泵。由一台变频器(附加PID调节器、单片机、PLC等器件构成控制系统)拖动三台水泵循环运转。与空调水泵控制不同,恒压供水自动控制系统通过压力传感器采集管网中的压力并将其转换成模拟信号进行变频控制。这样变频恒压水系统直接取代水塔、高位水箱及传统的气压罐供水装置,为局部加压供水开辟了新的途径。另外由于水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系,所以水泵调速运行的节能效果非常明显,平均耗电量较通常供水方式节省40%。与可编程控制器结合使用,可实现循环变频,电机软启动,具有欠压保护、过压保护、短路保护、过流保护功能,工作稳定可靠,大大延长了设备的使用寿命。下面以辽宁省某市宝典大厦供水系统为例介绍其原理。
大厦恒压供水采用三台水泵,其中1#泵为主泵,2#、3#泵为备用泵。首先,1#泵由变频器供电工作,水泵电机转速随着调节器输出给变频器控制信号的变化而改变,以保持管网压力的稳定。用水量大时,变频器输出频率升高;用水量小时,频率降低。当频率上升到50Hz(即水泵全速运转时)仍不能满足供水需要时,则PLC自动将1#泵切换到工频运行,1#