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恒壓供水系統(tǒng)的能耗分析

時間:2018-07-09 11:47來源:未知 作者:saintbox 點(diǎn)擊:

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 在恒壓供水(Water supply)系統(tǒng)中,最根本的控制對象是流量(單位:立方米每秒)。因此,要討論節(jié)能(Energy saving)問題(Emerson),必須從考察調(diào)節(jié)流量的方法入手。常見的方法有閥門控制法和轉(zhuǎn)速控制法兩種。供水系統(tǒng)中對水壓(特指:壓強(qiáng))流量的控制,傳統(tǒng)上采用閥門調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。由于水泵的軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比,因此水泵用變頻(frequency conversion)器來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速能實(shí)現(xiàn)壓力或流量的自動控制,同時可獲得大量節(jié)能。閉環(huán)恒壓供水系統(tǒng)正越來越多地取代高位水箱、水塔等設(shè)施及閥門調(diào)節(jié)。  
  (1) 閥門控制(control)法:通過關(guān)小或開大閥門來調(diào)節(jié)流量,而轉(zhuǎn)速保持不變。 閥門控制法的實(shí)質(zhì)是水泵(water pump)本身的供水(Water supply)能力不變,而是通過改變水路中的阻力大小來強(qiáng)行改變流量,以適應(yīng)用戶對流量的要求。這時,管阻特性將隨閥門開度的改變而改變,但是揚(yáng)程特性不變。  

如圖2.3所示,設(shè)用戶(user)所需流量QX為額定流量的60%(即QX=60%QN)。當(dāng)通過(tōng guò)關(guān)小閥門來實(shí)現(xiàn)時,管阻特性將改變?yōu)榍
 、,而揚(yáng)程特性則仍為曲線
 、伲使┧到y(tǒng)的工作(gōng zuò)點(diǎn)移至E點(diǎn),這時,流量減小為QE(=Qx);揚(yáng)程增加(increase)為HE;供水功率(指物體在單位時間內(nèi)所做的功的多少)PC與面積ODEJ成正比。 
 
  (2) 恒壓控制法:即通過(tōng guò)改變水泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量,而閥門(功能:截止、導(dǎo)流、穩(wěn)壓、分流等)開度保持不變,也稱為轉(zhuǎn)速控制法。二次供水設(shè)備廣泛用于企事業(yè)單位、住宅區(qū)及農(nóng)村的生產(chǎn)、生活、辦公用水。供水戶在20-2000戶。日供水量在20-50000m3,供水高度達(dá)150米,即50層樓房。變頻供水設(shè)備由變頻控制柜、無負(fù)壓裝置,自動化控制系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、水泵機(jī)組、穩(wěn)壓補(bǔ)償器、負(fù)壓消除器、壓力傳感器、閥門、儀表和管路系統(tǒng)等組成。  轉(zhuǎn)速控制法的實(shí)質(zhì)是通過改變水泵的供水能力來適應(yīng)用戶(user)對流量的要求。當(dāng)水泵的餓轉(zhuǎn)速改變時,揚(yáng)程特性將隨之改變,而管阻特性不變。  以用戶所需流量等于60%Qn為例,當(dāng)通過降低(reduce)轉(zhuǎn)速使得Qx=60%Qn時,揚(yáng)程特性仍為曲線(Curve)
 、,故工作(gōng zuò)點(diǎn)移向C點(diǎn)。變頻供水設(shè)備由變頻控制柜、無負(fù)壓裝置,自動化控制系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、水泵機(jī)組、穩(wěn)壓補(bǔ)償器、負(fù)壓消除器、壓力傳感器、閥門、儀表和管路系統(tǒng)等組成。這時流量減小為QE(=Qx),揚(yáng)程減小為Hc,供水功率(指物體在單位時間內(nèi)所做的功的多少)PC與面積0DCK成正比。  比較上述兩種調(diào)節(jié)(adjust)流量的方法可以看出,在所需流量小于額定流量(Qx<100%QN)的情況下,轉(zhuǎn)速控制時的揚(yáng)程比閥門控制方式方法小得多,所以轉(zhuǎn)速控制方式所需的供水功率也比閥門控制方式小得多。兩者之差△P便是轉(zhuǎn)速控制方式節(jié)約(jié yuē)的供水功率,它與面積KCEJ成正比。這是變頻調(diào)速供水系統(tǒng)具有節(jié)能(Energy saving)效果(xiàoguǒ)最基本的方面。  對供水系統(tǒng)進(jìn)行的控制,歸根結(jié)底是為了滿足用戶對流量的要求。所以,流量是供水系統(tǒng)的基本控制對象。而流量的大小又取決于揚(yáng)程,但是揚(yáng)程難以進(jìn)行具體測量和控制?紤](consider)到動態(tài)情況下,管道中水壓(特指:壓強(qiáng))的大小與供水能力(由流量QG表示)和用水要求(由流水量QU表示)之間的平衡情況有關(guān)。  如:供水能力QG>用水需求(demand)QU,則壓力上升(P↑); 如:供水能力QG<用水需求QU,則壓力上升(P↓); 如:供水能力QG=用水需求QU,則壓力上升(P不變)。 

  可見,供水(Water supply)能力與用水需求(demand)之間的矛盾具體地反映在流體壓力的變化上。無負(fù)壓供水設(shè)備是一種理想的節(jié)能供水設(shè)備,它是一種能直接與自來水管網(wǎng)連接,對自來水管網(wǎng)不會產(chǎn)生任何副作用的二次給水設(shè)備,在市政管網(wǎng)壓力的基礎(chǔ)上直接疊壓供水,節(jié)約能源,并且還具有全封閉、無污染、占地量小、安裝快捷、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。從而,壓力就成為了用來作為控制(control)流量大小的參變量。就是說,保持供水系統(tǒng)(system)中某處的壓力的恒定,也就保證了使該處的供水能力和用水流量處于平衡狀態(tài),恰到好處地滿足了用戶(user)所需的用水流量,這就是恒壓(Constant pressure)供水所要達(dá)到的目的.

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