1、變頻技術(shù)與閥門(mén)調(diào)節(jié)技術(shù)的比較分析
集中供熱系統(tǒng)采用變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)水泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)后，將供熱系統(tǒng)中的管線和水泵的閥門(mén)全部打開(kāi)，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)電源頻率的辦法來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速改變，從而使流量發(fā)生改變;水泵以調(diào)速控制或者閥門(mén)控制時(shí)，水泵的揚(yáng)程H與流量Q的關(guān)系。
曲線1表示的是水泵在n1轉(zhuǎn)速時(shí)H-Q曲線;曲線2表示的是供熱系統(tǒng)管路的阻力特性曲線;曲線3表示的是將閥門(mén)關(guān)閉后，Q2流量時(shí)的供熱系統(tǒng)管路阻力特性曲線;曲線4表示的是當(dāng)水泵在n2轉(zhuǎn)速時(shí)的H-Q曲線;水泵工作情況由A、B、C三點(diǎn)表示。供熱系統(tǒng)中，水泵所需要消耗的軸功率可有以下公式算出：P=HQr/S(5)該公式中，水泵的效率用S表示，流體的容重用r表示。從公式5可以得出，水泵的揚(yáng)程與流量的乘積與水泵的軸功率成正比，所以在A點(diǎn)，H1與Q1的乘積的面積A與水泵的軸功率成正比。由系統(tǒng)的工藝要求得出，供熱系統(tǒng)水泵的流量從Q1降低為Q2時(shí)，如果使用水泵閥門(mén)調(diào)節(jié)的方法就等同于將管路的阻力增加，這樣管路特性由曲線3表示，供熱系統(tǒng)也會(huì)轉(zhuǎn)到工況B點(diǎn)工作。
如果供熱系統(tǒng)使用變頻技術(shù)對(duì)水泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)水泵的轉(zhuǎn)速由n1減少為n2時(shí)，曲線4為此時(shí)的H-Q曲線，由曲線4可知，當(dāng)水泵的流量為Q2時(shí)，水泵的揚(yáng)程H3將明顯降低，與此同時(shí)水泵的功率也會(huì)相應(yīng)減少，曲線所包圍的面積將同節(jié)省出來(lái)的功率成正比，這樣就能產(chǎn)生明顯的節(jié)能效果;即使是將由于水泵轉(zhuǎn)速下降，導(dǎo)致功率降低考慮進(jìn)來(lái)，變頻技術(shù)仍然可以產(chǎn)生明顯的節(jié)能效果。集中供熱系統(tǒng)中使用的離心泵，其流量調(diào)節(jié)主要采用泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和出口閥門(mén)調(diào)節(jié)兩種方式，出口閥門(mén)調(diào)節(jié)所節(jié)省的能耗要明顯小于泵變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，這個(gè)結(jié)論可以由兩種調(diào)節(jié)方式的功耗對(duì)比分析和功耗分析中得出。
由離心泵的揚(yáng)程和流量之間的關(guān)系圖可以非常明顯的看出采用不同的調(diào)節(jié)方式，二者之間的能量消耗關(guān)系。施工變頻技術(shù)除了可以降低水泵的流量外，還可以有效的減少離心泵汽蝕情況的發(fā)生。變頻調(diào)節(jié)技術(shù)所節(jié)省的能耗隨著流量減少而增大，即使用閥門(mén)調(diào)節(jié)技術(shù)所產(chǎn)生的損耗也會(huì)相應(yīng)增大，但是采用水泵變速過(guò)大時(shí)，會(huì)降低水泵的工作效率，有可能會(huì)超出水泵比例定律的使用范圍，所以，在實(shí)際的集中供熱系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)充分考慮兩種方式的優(yōu)劣，從而找出流量調(diào)節(jié)的最佳方法。
2、變頻技術(shù)的應(yīng)用效果
當(dāng)供熱系統(tǒng)水泵出現(xiàn)揚(yáng)程富余且運(yùn)行不穩(wěn)定時(shí)，這時(shí)就需要大幅度的調(diào)節(jié)水泵的流量，有時(shí)水泵會(huì)在小流量節(jié)流情況下工作，有時(shí)會(huì)在大流量汽蝕情況下工作，不僅工作效率低而且會(huì)降低水泵的使用壽命;使用變頻技術(shù)可以對(duì)水泵流量進(jìn)行非常精確的控制，實(shí)行慢減速和軟啟動(dòng)，進(jìn)而延長(zhǎng)供熱系統(tǒng)中水泵的使用壽命。應(yīng)用變頻技術(shù)的水泵可以在一定負(fù)荷下工作，當(dāng)處于低頻率時(shí)就會(huì)進(jìn)入軟啟動(dòng)，此時(shí)的啟動(dòng)電流要明顯小于沒(méi)有進(jìn)行變頻調(diào)速的電流，正常情況下為1.5倍的額定電流。
當(dāng)循環(huán)泵開(kāi)始工作后，頻率會(huì)保持在啟動(dòng)的10HZ上，之后呈線性增長(zhǎng)到預(yù)先標(biāo)定的頻率值，此時(shí)循環(huán)泵的工作電壓和轉(zhuǎn)速，會(huì)隨著頻率的變化而升高到相應(yīng)值，這是由于水泵頻率的變化與轉(zhuǎn)速和工作電壓成線性關(guān)系，因此，當(dāng)系統(tǒng)緩慢啟動(dòng)時(shí)，可以有效的預(yù)防啟動(dòng)電流過(guò)大對(duì)循環(huán)水泵絕緣和繞組造成的破壞和損失。同時(shí)，由于系統(tǒng)緩慢的啟動(dòng)，可以有效降低沖擊力，進(jìn)而能夠減少和避免出現(xiàn)接卸故障，進(jìn)而將循環(huán)水泵的使用壽命延長(zhǎng)，有效的提高系統(tǒng)效率。使用變頻技術(shù)調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，可以使水泵流量實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變運(yùn)行。由于集中供熱的用戶每年都可能出現(xiàn)變化，使得系統(tǒng)的熱負(fù)荷也相應(yīng)的發(fā)生變化，這時(shí)需要結(jié)合當(dāng)年情況進(jìn)行熱力工況、水力工況以及運(yùn)行計(jì)劃的編制，并按照編制好的計(jì)劃進(jìn)行流量的調(diào)節(jié)，結(jié)合水溫流量調(diào)節(jié)曲線，進(jìn)而達(dá)到按需供熱的目的，確保用戶室溫達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這樣也能夠避免多余供熱的發(fā)生。
3、結(jié)語(yǔ)
隨著相關(guān)技術(shù)研究的深入，供熱系統(tǒng)將會(huì)大規(guī)模采用變頻技術(shù)，系統(tǒng)所采用的變頻裝置應(yīng)當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)所用水泵的功率進(jìn)行選擇。采用變頻技術(shù)可以有效的降低供熱系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，大幅度的降低電能的消耗，進(jìn)而使集中供熱成本降低，經(jīng)濟(jì)效果良好。
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