眾所周知,變頻調(diào)速恒壓變量給水設(shè)備,以其許多的優(yōu)點(diǎn)在給水設(shè)備市場(chǎng)中占據(jù)了越來(lái)越重要的位置。變頻調(diào)速供水設(shè)備具備供水壓力穩(wěn)定、消除超壓和回流的無(wú)功損耗、延長(zhǎng)水泵壽命、減少維修、多臺(tái)水泵聯(lián)合供水,代替大泵,適合流量變化,提高總體效率,節(jié)省能源和設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。

大型建筑物和群體建筑,例如賓館、高層住宅及居住小區(qū)等,其用水量在一天之中的變化幅度較大,用水時(shí)間相對(duì)集中,如果根據(jù)用水情況繪制一條時(shí)間- - 用水量曲線的話,會(huì)發(fā)現(xiàn)其用水高峰、低谷的差值也比較大。在這種情況下,按照以往傳統(tǒng)的做法,須按照該建筑物所需的最大揚(yáng)程、最大流量來(lái)選泵,泵的揚(yáng)程比較高,這樣在用水低峰期,小流量- 高揚(yáng)程工況下,管網(wǎng)內(nèi)將承受高壓,會(huì)產(chǎn)生水擊現(xiàn)象,甚至損壞管網(wǎng)配件,造成漏水。變頻調(diào)速供水設(shè)備能很好地解決這個(gè)問(wèn)題,我想,這一點(diǎn)也正是開(kāi)發(fā)變頻調(diào)速供水設(shè)備的最初思路。

變頻調(diào)速設(shè)備一般由兩大部分組成:

1.供水裝置(主要包括水泵機(jī)組) ;
2.控制裝置(主要包括變頻調(diào)速器、壓力傳感器、控制器、配電柜、單片機(jī)等) 。

變頻調(diào)速設(shè)備的工作原理如下:通過(guò)安裝在水泵出水管上的遠(yuǎn)傳壓力表,將管道內(nèi)水壓力的變化轉(zhuǎn)換為0. 5V 的模擬電信號(hào),經(jīng)前置放大、多路切換、A/ D 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),輸入微機(jī)。經(jīng)微機(jī)運(yùn)算并與預(yù)先給定的參量相比較,得出一調(diào)節(jié)參量,經(jīng)由D/ A變換把這一調(diào)節(jié)參量送給變頻控制器,從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速以達(dá)到調(diào)節(jié)水壓、水量的目的。

變頻調(diào)速設(shè)備的節(jié)能原理如下:根據(jù)水泵的比例定律,改變轉(zhuǎn)速n ,可使水泵的流量Q 及揚(yáng)程H 和功率P 都隨之改
變,其關(guān)系式為:

n/n1=Q/Q1; (n/n1)2=H/H1; (n/n1)3=P/P1

用轉(zhuǎn)速n 來(lái)調(diào)整Q、H ,比用閘閥增加阻力法更加先進(jìn)科學(xué),因此采用變頻調(diào)速設(shè)備可以節(jié)省能量。轉(zhuǎn)速n 降低時(shí),功率P 以立方根方式降低,亦即P 的降低速度比n的降低速度更快,節(jié)能效果更好。這一點(diǎn)可以從圖1 形象地看出來(lái)。

圖1中設(shè)定HAA 為恒速泵的H - Q 曲線,A 為工作點(diǎn),OH1A 為管道工作特性曲線,其計(jì)算式為h1 = h + KQ21,HO 為最不利配水點(diǎn)幾何高度及自由水頭,H1A 為設(shè)定的定壓線,HBB、HCC ?為水泵變頻調(diào)速后,在各轉(zhuǎn)速n1 、n2 ?時(shí)相應(yīng)的Q - H 曲線。當(dāng)流量由QO 降到Q1 時(shí),恒速泵揚(yáng)程必然上升至B’點(diǎn)。在變頻調(diào)速恒壓變量工作方式下可比恒速泵蓄能BB’段。若流量繼續(xù)下降到Q2 、Q3 ......,壓力保持在H1 不變,水泵轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)變?yōu)閚2 、n3 ......,則節(jié)能值分別為CC’、DD’......。變頻調(diào)速恒壓變量給水系統(tǒng)比恒速給水系統(tǒng)節(jié)能如圖2 中陰影部分所示,這就是變頻調(diào)速恒壓變量給水系統(tǒng)的節(jié)能原理。

隨著人們對(duì)變頻調(diào)速供水設(shè)備認(rèn)識(shí)的普及,開(kāi)始將這類設(shè)備應(yīng)用在消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中。變頻調(diào)速供水設(shè)備通過(guò)把生活、生產(chǎn)、消防總流量分割為數(shù)臺(tái)小泵的流量之和,使水泵機(jī)組始終在水泵運(yùn)行曲線的高效段內(nèi)運(yùn)行,從而效地提高了水泵機(jī)組的總體效率,也消除了因超壓和回流造成的無(wú)功損耗,延長(zhǎng)了水泵的使用壽命。

變頻調(diào)速供水設(shè)備在每24 小時(shí)當(dāng)中,能使多臺(tái)水泵輪流運(yùn)轉(zhuǎn),以延長(zhǎng)水泵使用壽命;其定時(shí)自動(dòng)巡檢和隨時(shí)手動(dòng)巡檢功能可以確保消防水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn),避免了備用水泵因長(zhǎng)期停置而引起的銹蝕損壞等不利現(xiàn)象。眾所周知,撲滅火災(zāi)的最佳時(shí)機(jī)是火災(zāi)初期(尤其是高層建筑) ,而在實(shí)際當(dāng)中往往是因?yàn)榛馂?zāi)初期不能及時(shí)啟動(dòng)消防水泵而貽誤滅火時(shí)機(jī),增大了火災(zāi)損失。而造成防水泵不能及時(shí)啟動(dòng)的原因往往是疏于管理,消防水泵長(zhǎng)期停置不用、銹蝕。變頻調(diào)速供水設(shè)備的巡檢功能能使生活水泵、消防水泵輪流運(yùn)轉(zhuǎn)(嚴(yán)格地說(shuō),已經(jīng)抹殺了生活泵、消火栓泵、噴灑泵的界線) 。這樣就能保證在任何時(shí)刻,各臺(tái)水泵均處于良好的運(yùn)行狀態(tài),不會(huì)貽誤滅火時(shí)機(jī)。

既然變頻調(diào)速供水設(shè)備具有以上眾多優(yōu)點(diǎn),那么這種設(shè)備的應(yīng)用可以取消消防系統(tǒng)中的高位水箱嗎? 這個(gè)問(wèn)題實(shí)質(zhì)是“變頻調(diào)速供水設(shè)備是否能算作高壓消防設(shè)備?”。根據(jù)《高規(guī)》規(guī)定:“高壓給水系統(tǒng)臨時(shí)高壓給水系統(tǒng)的主要區(qū)別在于消防時(shí)是否需要啟動(dòng)消防水泵。凡在消防時(shí)需啟動(dòng)消防水泵用以滿足消防所需水壓和水量,均屬于臨時(shí)高壓給水系統(tǒng),而不算高壓給水系統(tǒng)。因此,設(shè)變頻調(diào)速消防供水設(shè)備的系統(tǒng)不能算作高壓給水系統(tǒng),而應(yīng)屬于臨時(shí)高壓給水系統(tǒng),應(yīng)設(shè)消防水箱。

既然變頻調(diào)速供水設(shè)備的應(yīng)用不能取代高位水箱的作用,有些同志就認(rèn)為這種設(shè)備失去了實(shí)際應(yīng)用的意義。其實(shí)不然,根據(jù)筆者從實(shí)際設(shè)計(jì)實(shí)踐中體會(huì),雖然仍需設(shè)高位水箱,變頻調(diào)速供水還是有它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度來(lái)看,變頻調(diào)速供水設(shè)備用在消防系統(tǒng)中仍然具備許多優(yōu)點(diǎn)。首先,供水安全性高(電源可靠的情況下) ;其次,設(shè)備投資省,運(yùn)行、維護(hù)費(fèi)用低。傳統(tǒng)的“生活,消防分別設(shè)泵”方式中所選用的泵比較大,而變頻調(diào)速供水設(shè)備所配的水泵要小,一臺(tái)大泵的造價(jià)往往相當(dāng)于三、四臺(tái)小泵,同樣的揚(yáng)程,三至四臺(tái)小泵的流量完全能取代一臺(tái)大泵的流量,而這三至四臺(tái)小泵的造價(jià)比起六臺(tái)大泵(生活、消火栓、噴灑系統(tǒng)各一用一備)要少得多,即使加上變頻控制柜的造價(jià)也是合算的,而且傳統(tǒng)的水泵—水箱系統(tǒng)中備用泵的投資完全是預(yù)防性投資占用建設(shè)資金卻又不能在建筑物使用過(guò)程中發(fā)揮作用,變頻調(diào)速供水設(shè)備的各臺(tái)水泵則均能發(fā)揮作用,減輕了平時(shí)維護(hù)的工作量,提高了維護(hù)質(zhì)量,降低了維護(hù)費(fèi)用;還有,變頻調(diào)速供水設(shè)備的噪音、占地面積都低于傳統(tǒng)的系統(tǒng)方式。

總之,筆者認(rèn)為在高層民用建筑、小區(qū)建筑的給排水設(shè)計(jì)當(dāng)中,變頻調(diào)速供水設(shè)備有著不可忽視、不可替代的優(yōu)點(diǎn),應(yīng)該從深度和廣度上大力推廣這類產(chǎn)品的。
 

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