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              恒壓供水系統的能耗分析

              時間:2018-07-09 11:47來源:未知 作者:saintbox 點擊:

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               在恒壓供水(Water supply)系統中,最根本的控制對象是流量(單位:立方米每秒)。因此,要討論節能(Energy saving)問題(Emerson),必須從考察調節流量的方法入手。常見的方法有閥門控制法和轉速控制法兩種。供水系統中對水壓(特指:壓強)流量的控制,傳統上采用閥門調節實現。由于水泵的軸功率與轉速的立方成正比,因此水泵用變頻(frequency conversion)器來調節轉速能實現壓力或流量的自動控制,同時可獲得大量節能。閉環恒壓供水系統正越來越多地取代高位水箱、水塔等設施及閥門調節。  
                (1) 閥門控制(control)法:通過關小或開大閥門來調節流量,而轉速保持不變。 閥門控制法的實質是水泵(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行改變流量,以適應用戶對流量的要求。這時,管阻特性將隨閥門開度的改變而改變,但是揚程特性不變。  

              如圖2.3所示,設用戶(user)所需流量QX為額定流量的60%(即QX=60%QN)。當通過(tōng guò)關小閥門來實現時,管阻特性將改變為曲線
               、,而揚程特性則仍為曲線
               、,故供水系統的工作(gōng zuò)點移至E點,這時,流量減小為QE(=Qx);揚程增加(increase)為HE;供水功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)PC與面積ODEJ成正比。 
               
                (2) 恒壓控制法:即通過(tōng guò)改變水泵的轉速來調節流量,而閥門(功能:截止、導流、穩壓、分流等)開度保持不變,也稱為轉速控制法。二次供水設備廣泛用于企事業單位、住宅區及農村的生產、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150米,即50層樓房。變頻供水設備由變頻控制柜、無負壓裝置,自動化控制系統及遠程監控系統、水泵機組、穩壓補償器、負壓消除器、壓力傳感器、閥門、儀表和管路系統等組成。  轉速控制法的實質是通過改變水泵的供水能力來適應用戶(user)對流量的要求。當水泵的餓轉速改變時,揚程特性將隨之改變,而管阻特性不變。  以用戶所需流量等于60%Qn為例,當通過降低(reduce)轉速使得Qx=60%Qn時,揚程特性仍為曲線(Curve)
               、,故工作(gōng zuò)點移向C點。變頻供水設備由變頻控制柜、無負壓裝置,自動化控制系統及遠程監控系統、水泵機組、穩壓補償器、負壓消除器、壓力傳感器、閥門、儀表和管路系統等組成。這時流量減小為QE(=Qx),揚程減小為Hc,供水功率(指物體在單位時間內所做的功的多少)PC與面積0DCK成正比。  比較上述兩種調節(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,轉速控制時的揚程比閥門控制方式方法小得多,所以轉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便是轉速控制方式節約(jié yuē)的供水功率,它與面積KCEJ成正比。這是變頻調速供水系統具有節能(Energy saving)效果(xiàoguǒ)最基本的方面。  對供水系統進行的控制,歸根結底是為了滿足用戶對流量的要求。所以,流量是供水系統的基本控制對象。而流量的大小又取決于揚程,但是揚程難以進行具體測量和控制?紤](consider)到動態情況下,管道中水壓(特指:壓強)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。  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。無負壓供水設備是一種理想的節能供水設備,它是一種能直接與自來水管網連接,對自來水管網不會產生任何副作用的二次給水設備,在市政管網壓力的基礎上直接疊壓供水,節約能源,并且還具有全封閉、無污染、占地量小、安裝快捷、運行可靠、維護方便等諸多優點。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(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,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)供水所要達到的目的.

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