給水無負(fù)壓設(shè)備的變頻技術(shù)的現(xiàn)狀廣闊的發(fā)展前景
變頻技術(shù)的迅速發(fā)展是建立在電力電子技術(shù)的創(chuàng)新、電力電子器件及材料的開發(fā)及器件制造工藝水平提高基礎(chǔ)之上的，尤其是高壓大容量絕緣柵雙極晶體管IGBT、集成門極換流晶閘管工IGCT器件的成功開發(fā)，使大功率變頻技術(shù)得以迅速發(fā)展，性能日益完善。目前市場(chǎng)上新型給水無負(fù)壓設(shè)備品牌繁多，各有千秋。通過分析發(fā)現(xiàn)，這類給水無負(fù)壓設(shè)備有許多共同點(diǎn)。下面對(duì)給水無負(fù)壓設(shè)備的現(xiàn)狀及其未來的技術(shù)發(fā)展方向進(jìn)行分析介紹。
1.給水無負(fù)壓設(shè)備的市場(chǎng)情況：
我國(guó)50%～60%的發(fā)電量用于交流電動(dòng)機(jī)，而容量在3kw以上，額定電壓一般為3～10kV的電動(dòng)機(jī)占電動(dòng)機(jī)總裝機(jī)容量的40%～50%.由于我國(guó)中壓變頻技術(shù)仍沒有形成產(chǎn)業(yè)化，落后于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家，因此這部分電動(dòng)機(jī)在負(fù)載工況變化時(shí)，缺少經(jīng)濟(jì)可靠的調(diào)速手段，每天都在浪費(fèi)著大量的電能，因此國(guó)內(nèi)潛在著巨大的中壓大功率變頻器市場(chǎng)。國(guó)家計(jì)委預(yù)計(jì)在今后十五年內(nèi)，使我國(guó)給水無負(fù)壓設(shè)備總需求的投資額在500億元以上，而其中60%～70%是中壓大功率給水無負(fù)壓設(shè)備。
我國(guó)的高壓給水無負(fù)壓設(shè)備市場(chǎng)具有其特殊性，包括：
（1）行業(yè)性很強(qiáng)，主要集中在冶金、電力、供水、石油、化工、煤炭等行業(yè)。在工業(yè)用電中石油、煤炭等能源行業(yè)耗電占22.34%；化工占14.73%；冶金占14.18%；機(jī)械建材占10.96%；供水占10.53%.
（2）目前全國(guó)各行業(yè)中，只有少數(shù)企業(yè)的高壓電機(jī)使用了調(diào)速方式，市場(chǎng)空白點(diǎn)多。
（3）高壓給水無負(fù)壓設(shè)備屬投資類設(shè)備，主要用于節(jié)能和改善生產(chǎn)工藝。用戶是否購(gòu)買此類設(shè)備與政府的政策導(dǎo)向關(guān)系很大。如政府推廣力度較大，市場(chǎng)啟動(dòng)會(huì)快一些，反之則慢。另一方面市場(chǎng)還受國(guó)際、國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)大環(huán)境的影響以及國(guó)內(nèi)某些行業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益好壞的影響。因此在未來市場(chǎng)發(fā)展過程中仍存在著一些不確定的因素。
（4）海外公司的知名品牌產(chǎn)品大舉進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的可能性較大，各方應(yīng)有所準(zhǔn)備。
一、給水無負(fù)壓設(shè)備概述：
為了解決傳統(tǒng)生活供水系統(tǒng)中，設(shè)備二次供水過程中的污染問題和水泵的直接接入自來水管網(wǎng)產(chǎn)生的負(fù)壓?jiǎn)栴}，我單位創(chuàng)新研制開發(fā)了新一代“中贏無負(fù)壓直接式變頻供水設(shè)備”。該產(chǎn)品不但解決了地下水池的二次污染問題，還可以和純凈水設(shè)備配套，直接作為飲用水的增壓設(shè)備，可以在任何一個(gè)需要管網(wǎng)增壓的供水系統(tǒng)中使用。
二、給水無負(fù)壓設(shè)備特點(diǎn)：
1、節(jié)電節(jié)能：
采用變頻技術(shù)使水泵進(jìn)行軟啟動(dòng)，避免了設(shè)備對(duì)電網(wǎng)的電流沖擊；同時(shí)因?qū)崿F(xiàn)恒壓控制，也避免了對(duì)管網(wǎng)的沖擊，延長(zhǎng)了管路及閥門的壽命。傳統(tǒng)的水池二次加壓供水方式將自來水放入水池，使原有的自來水壓力釋放為零，浪費(fèi)了自來水的原有的壓力能。本設(shè)備利用調(diào)節(jié)裝置與自來水管網(wǎng)連接可充分利用管網(wǎng)壓力能，節(jié)電可達(dá)到50%-90%。
2、 消除了地下水池的二次污染：
傳統(tǒng)的水池二次加壓供水方式將自來水放入水池，水池的水易于被臟物甚至動(dòng)物尸體所污染，尤其在夏天易產(chǎn)生藻類或滋生蚊蟲，直接影響到身體健康。該設(shè)備利用調(diào)節(jié)裝置采用封閉式供水方式，消除了二次污染。
3、 節(jié)水、減少事故隱患：
由于中贏給水無負(fù)壓設(shè)備采用全封閉結(jié)構(gòu)，避免了滲、跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象的發(fā)生；沒有水箱又節(jié)約了消毒清洗用水。
4、 采用PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，恒壓精度高，水壓波動(dòng)小。
5、 節(jié)省投資，減少占地，安裝、使用、檢修方便：
建造水池（或水箱），工程總投資大，并且使用過程中要定期清洗，不但增加了工程的總投資，還增加了日常的維護(hù)費(fèi)用。該設(shè)備利用調(diào)節(jié)裝置供水，節(jié)省投資，減少占地，根據(jù)用戶的現(xiàn)場(chǎng)情況可采用立式或臥式不同的安裝方式，檢修方便。
6、 自動(dòng)化程度高，運(yùn)行可靠，管理方便。
7、 具有過載、短路、過流、欠水、超壓等各種自動(dòng)保護(hù)功能。
三、給水無負(fù)壓設(shè)備工作原理：
1、 微機(jī)設(shè)定給水泵工作壓力，即用戶用水壓力。生活給水時(shí)，設(shè)備運(yùn)行在低壓變頻狀態(tài)，由變頻器時(shí)刻監(jiān)控管網(wǎng)壓力，對(duì)反饋值和設(shè)定值進(jìn)行運(yùn)算和比較計(jì)算。若管網(wǎng)壓力高于用戶所需壓力（設(shè)定壓力）則自動(dòng)減少輸出頻率，從而使水泵轉(zhuǎn)速減少，出水量減少。若管網(wǎng)壓力低于用戶所需壓力（設(shè)定壓力）則自動(dòng)增加輸出頻率，從而使水泵轉(zhuǎn)速增加，出水量增加，當(dāng)一臺(tái)水泵運(yùn)行滿足不了用戶需要時(shí)，其它水泵自動(dòng)投入運(yùn)行以保證用戶的使用壓力。
2、 當(dāng)自來水管網(wǎng)的壓力升高達(dá)到用戶使用壓力時(shí)候，變頻器經(jīng)過一段延時(shí)后便降低轉(zhuǎn)速直到停機(jī)，只有當(dāng)壓力降到某一設(shè)定壓力值時(shí)，變頻器才能重新開始工作。變頻泵組的工作只是滿足用戶的水壓力與管網(wǎng)壓力之差，大大節(jié)約了電能。
3、 當(dāng)流量調(diào)節(jié)器內(nèi)壓力低于一個(gè)大氣壓時(shí)，安裝在流量調(diào)節(jié)器頂?shù)呢?fù)壓抑制器自動(dòng)打開，使氣體進(jìn)入流量調(diào)節(jié)氣內(nèi)，消除負(fù)壓。當(dāng)流量調(diào)節(jié)器內(nèi)壓力升高時(shí)，又可以將多余的氣體排出流量調(diào)節(jié)器外，使流量調(diào)節(jié)器內(nèi)蓄滿水，以備下次用水高峰期時(shí)使用。當(dāng)流量調(diào)節(jié)器內(nèi)蓄滿水后，安裝在流量調(diào)節(jié)器頂?shù)呢?fù)壓抑制器自動(dòng)關(guān)閉，防止溢流。
四、給水無負(fù)壓設(shè)備工作過程：
1、 管網(wǎng)壓力高于或等于用戶壓力時(shí)
當(dāng)自來水壓力高于用戶使用壓力時(shí)，旁路止回閥導(dǎo)通，由自來水直接供給用戶用水。
用戶壓力高于或等于設(shè)定壓力，變頻設(shè)備不運(yùn)行，水泵處于停機(jī)狀態(tài)。
2、 管網(wǎng)壓力低于用戶壓力時(shí)
變頻設(shè)備開始運(yùn)行，水泵處于開始運(yùn)轉(zhuǎn)。
A、 管網(wǎng)流量大于等于用戶用水量時(shí)
若流量調(diào)節(jié)器內(nèi)有空氣則壓力升高，又可以將多余的氣體排出流量調(diào)節(jié)器外。使流量調(diào)節(jié)器內(nèi)蓄滿水，以備下次用水高峰時(shí)期使用。當(dāng)流量調(diào)節(jié)器內(nèi)蓄滿水后，安裝在流量調(diào)節(jié)器頂?shù)呢?fù)壓抑制器自動(dòng)關(guān)閉，防止溢流。流量調(diào)節(jié)器內(nèi)壓力恢復(fù)至自來水管網(wǎng)壓力。
若流量調(diào)節(jié)器內(nèi)沒有空氣，流量調(diào)節(jié)器內(nèi)壓力保持自來水管網(wǎng)壓力。
水泵提升壓力為用戶用水壓力與管網(wǎng)壓力之差。
即水泵提供揚(yáng)程 = 用戶用水壓力—管網(wǎng)壓力
B、 管網(wǎng)流量小于用戶用水量時(shí)
流量調(diào)節(jié)器壓力降低，當(dāng)流量調(diào)節(jié)器內(nèi)壓力低于一個(gè)大氣壓時(shí)，安裝在流量調(diào)節(jié)器頂?shù)呢?fù)壓抑制器自動(dòng)打開，使氣體進(jìn)入流量調(diào)節(jié)器內(nèi)，消除負(fù)壓。流量調(diào)節(jié)器內(nèi)壓力降為零。流量調(diào)節(jié)器內(nèi)的水與自來水的流入水共同提供給用戶用水。流量調(diào)節(jié)器內(nèi)儲(chǔ)備水補(bǔ)償?shù)氖怯脩粲盟c管網(wǎng)流量之差。
水泵提升壓力為用戶水壓力。
五、給水無負(fù)壓設(shè)備性能指標(biāo)：
“中贏無負(fù)壓直接式變頻供水設(shè)備”是長(zhǎng)沙中贏供水設(shè)備有限公司采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)自行開發(fā)研制的新型供水設(shè)備。具有變量恒壓，供水壓力精度高的顯著特點(diǎn)，即在壓力不變的前提下，流量從零到較大工作流量范圍內(nèi)，供水壓力變化范圍在±0.01Mpa以內(nèi)，可消除對(duì)自來水管網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)壓的現(xiàn)象，提高了生活給水系統(tǒng)的可靠性；占地面積小，節(jié)省建設(shè)投資，安裝使用維護(hù)方便；是適合用于工業(yè)及民用建筑生活系統(tǒng)的理想給水設(shè)備。
“中贏無負(fù)壓直接式變頻供水設(shè)備”主要指標(biāo)如下：
流量范圍：2.4m3/h-300m3/h；
壓力范圍：0-1.6MPa，可調(diào)；
轉(zhuǎn)速范圍；0-1450r/min或0-2950r/min，可調(diào)。
六． 給水無負(fù)壓設(shè)備應(yīng)用范圍：
1、 適用于任何自來水壓力不足地區(qū)的加壓給水；
2、 已建好的水池，可以采用無負(fù)壓直接式變頻供水設(shè)備與水池共用的給水方式，進(jìn)一步節(jié)能；
3、 自來水廠的大型給水中間加壓泵站；
4、 低層自來水壓力不能滿足要求的消防用水；
5、 改造原有的氣壓給水設(shè)備，可以充分利用原有的氣壓罐；
6、 新建住宅小區(qū)、寫字樓、綜合樓的生活用水；
7、 各種循環(huán)水系統(tǒng)；
8、 工礦企業(yè)的生產(chǎn)、生活用水等。
七、給水無負(fù)壓設(shè)備選型說明：
中贏給水無負(fù)壓設(shè)備主要采用不銹鋼材質(zhì)的流量調(diào)節(jié)器。選型是根據(jù)自來水量（由自來水管徑，壓力進(jìn)水管長(zhǎng)度等條件確定）、顧客實(shí)際用水量、建筑物高度等數(shù)據(jù)來確定的。我公司提供的選型參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)遵循以下原則：
1） 表中的流量均按實(shí)際較大用水量設(shè)計(jì)，設(shè)備型號(hào)為常用推薦型號(hào)，也可根據(jù)顧客實(shí)際情況和特殊要求另行設(shè)計(jì)。
2） 設(shè)備的流量不包括備用泵流量，表中的水泵均有一臺(tái)備用泵。
3） 表中所推薦的流量調(diào)節(jié)器規(guī)格是按照自來水滿足用戶要求的情況下常規(guī)的型號(hào)，如果自來水管徑很細(xì)或壓力很低，進(jìn)水量不能滿足用水高峰的要求，需要重新計(jì)算流量調(diào)節(jié)器的容積，推薦公式如下：
V容積=（Q出- Q進(jìn)）△t
Q進(jìn)—用水高峰期的自來水進(jìn)水量（m3/h）
Q出—用水高峰期的顧客用水量（m3/h）
△t—用水高峰期的持續(xù)時(shí)間（h）
