變頻調(diào)速技術(shù)在水工業(yè)系統(tǒng)和暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

1 引言

大力推廣電機(jī)調(diào)速節(jié)能技術(shù)早已列入《中華人民共和國節(jié)約能源法》有關(guān)條文中，而變頻器調(diào)速技術(shù)以其體積小、重量輕、安裝操作簡單、數(shù)據(jù)可靠、性能穩(wěn)定、節(jié)電效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，在各種調(diào)速技術(shù)中獨(dú)占鰲頭。因此，大量風(fēng)機(jī)、泵類、空壓機(jī)等可調(diào)節(jié)流量的負(fù)載采用變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)行改造均取得了顯而易見的效果。丹佛斯VLT5000變頻器以其卓越的控制性能、靈活的操作方式、強(qiáng)大的軟件功能，正越來越多地應(yīng)用各個(gè)行業(yè)的傳動(dòng)機(jī)械上，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善了工藝控制過程，與此同時(shí)丹佛斯針對(duì)供熱通風(fēng)空調(diào)（HVAC）、恒壓供水、水工業(yè)以及其他行業(yè)的風(fēng)機(jī)、泵類、空壓機(jī)等可調(diào)流量負(fù)載，分別推出了VLT6000HVAC、VLT7000Booster和VLT8000Aqua變頻器及其專用軟件。它們以其可靠的制造質(zhì)量、獨(dú)有的能量優(yōu)化功能（AEO）、極強(qiáng)的抑制諧波能力正迅速得到廣泛應(yīng)用，越來越方便地為用戶提供合理的解決方案，繼而最大限度地節(jié)能降耗。

2 恒壓供水系統(tǒng)

在一些新建建筑及改造項(xiàng)目中，變頻恒壓供水已經(jīng)替代了高位水箱，其節(jié)能性、方便性、衛(wèi)生性是有目共睹的。變頻恒壓供水優(yōu)點(diǎn)是不僅可以保證足夠的水壓，同時(shí)又不會(huì)因?yàn)槭彝饪諝夂蜏囟鹊淖兓绊懰馁|(zhì)量。以丹佛斯VLT7000變頻器和MCT10軟件為主組成的變頻恒壓供水系統(tǒng)內(nèi)置了多泵控制器，節(jié)省了人們常規(guī)使用PLC，可在8種固定變頻泵控制模式下同時(shí)控制7臺(tái)水泵，又可在6種循環(huán)變頻泵控制模式下控制4臺(tái)水泵。變頻器的能量優(yōu)化功能（AEO）可以更節(jié)能，使效率達(dá)到最高;同時(shí)還有防止電磁干擾、抑制高次諧波的作用;還具有休眠模式/輔助泵功能;因?yàn)榫哂屑訌?qiáng)涂層，可抵抗惡劣環(huán)境。

3 水工業(yè)

人類對(duì)純凈水需求的不斷增加，以及全球純凈水資源的短缺和污水處理及回收利用的壓力不斷加重，節(jié)約能源越來越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，這就需要全球的共同努力來保護(hù)水和能源這些寶貴的自然資源。幾十年的經(jīng)驗(yàn)證明，在水資源管理控制和節(jié)能方面對(duì)交流電機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速控制是行之有效的手段。

從飲用水到污水處理，Danfoss公司都有成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，可使可用水和污水處理過程最優(yōu)化，而且可節(jié)約大量的能源。

3.1 飲用水

在飲用水的處理和配給過程中有很多地方如用水泵抽水，混和水及一些機(jī)械過程中都受益于變頻器，他們利用變頻器來控制電機(jī)速度，節(jié)省能源和最優(yōu)化處理過程。用變頻器控制水泵抽水到水處理廠可以減少系統(tǒng)水流過急情況的出現(xiàn)，從而可以改善整個(gè)系統(tǒng)的處理過程;另外機(jī)器的起停次數(shù)也減少了很多，變頻器技術(shù)提供的“軟起動(dòng)”既節(jié)省了能源也減少了機(jī)器的損耗。

在泵站上采用變頻器也給配水系統(tǒng)運(yùn)作效率潛在的提升空間。當(dāng)把變頻器應(yīng)用于泵站時(shí)，就不需要儲(chǔ)水池，配水管道也始終處于正確的壓力下，同時(shí)也避免了管道漏水情況。

3.2 污水處理

污水處理是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過程，其中涉及很多不同類型的設(shè)備，這些設(shè)備的運(yùn)行都可以通過采用變頻器來提高運(yùn)行效率。和飲用水處理類似，應(yīng)用于泵站系統(tǒng)的變頻器可以控制污水流入污水處理廠以及各過程的流量。這就減少了對(duì)水泵的維護(hù)，因?yàn)樗玫碾姍C(jī)起停和軟啟動(dòng)的次數(shù)減少了，同時(shí)也節(jié)省了能源，優(yōu)化了處理過程并提高了工作效率。

沒有了因?yàn)檫^多閥門而引起的能量損失，可以更好地控制反向的活性污泥流動(dòng)速度?；炷湍圻^程的攪拌速度也可以被很好的控制，這就相當(dāng)?shù)玫搅烁玫倪^程控制和節(jié)省能源。應(yīng)用變頻器于鼓風(fēng)機(jī)和水泵上可以減小水流的過程減少能量損失，因?yàn)闆]有了發(fā)生在管道系統(tǒng)中節(jié)流閥引起的能量損失。同樣把變頻器應(yīng)用于離心污泥脫水機(jī)這樣的設(shè)備也可以很顯著的節(jié)省能源，因?yàn)檫@些設(shè)備會(huì)因?yàn)槲勰酀穸鹊慕档突蛭勰嗝撍实脑黾佣枰淖冸x心機(jī)的轉(zhuǎn)速。

在大量的廢水處理設(shè)備和處理工藝中，VLT8000 Aqua和軟啟動(dòng)MCD 3000組成的系統(tǒng)具有可以最大程度的節(jié)省能源，減少維護(hù)費(fèi)用，降低投資費(fèi)用和改善對(duì)處理過程的控制。

另外，在其他應(yīng)用場合，VLT8000變頻器針對(duì)介于純恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載和純變轉(zhuǎn)矩負(fù)載之間的多類負(fù)載如重載型離心機(jī)、變?nèi)菡婵毡?、污水用傾瀉器、重型固體污泥泵、深井潛水泵、攪拌機(jī)、空壓機(jī)、羅茨風(fēng)機(jī)等，此類設(shè)備若用同檔風(fēng)機(jī)水泵專用變頻器，價(jià)格固然便宜，但啟動(dòng)較為困難，有時(shí)出現(xiàn)過載;若用同檔恒轉(zhuǎn)矩變頻器，工藝性能雖然能達(dá)到要求，但價(jià)格偏高。VLT8000變頻器恰好彌補(bǔ)了上述不足，以最優(yōu)性價(jià)比滿足此類負(fù)載變頻節(jié)能降耗之需要。

4 供熱通風(fēng)空調(diào)

變頻傳動(dòng)裝置由于其強(qiáng)大的過程控制能力，已在工業(yè)領(lǐng)域使用了多年;它同時(shí)具有精確控制和大幅度節(jié)能的特點(diǎn)，因此也成為供熱、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)控制手段。

4.1 在中央空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用

在中央空調(diào)系統(tǒng)中加裝變頻器時(shí)要考慮的問題完全不同于工業(yè)應(yīng)用，一般來說，在裝有中央空調(diào)的高檔公共設(shè)施里有大型電子敏感設(shè)備如：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電視接收系統(tǒng)和電信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。這就要對(duì)變頻傳動(dòng)裝置提出工業(yè)環(huán)境中不需要考慮的特殊要求，而丹佛斯VLT6000HVAC變頻器正好具備了解決這些問題的諸多優(yōu)點(diǎn)。

以VLT6000HVAC為主組成的中央空調(diào)綠色智能控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)溫度、溫差、壓力、壓差、濕度、流量等多種參數(shù)集中控制，獨(dú)有的自動(dòng)能量優(yōu)化功能（AEO）可使暖通空調(diào)系統(tǒng)中的綜合節(jié)電率達(dá)50%左右，比傳統(tǒng)變頻器運(yùn)用于暖通空調(diào)系統(tǒng)多節(jié)電3%-10%。同時(shí)由于電磁兼容性好，能減少對(duì)周邊電路儀器的干擾并降低噪音，內(nèi)置直流電抗器可有效抑制諧波，并提高功率因數(shù)。這在機(jī)場、廣電大樓、醫(yī)院、地鐵等高檔場合得到廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)集數(shù)據(jù)傳感、雙PID控制和控制執(zhí)行于一體，反饋值及給定值可直接按單位設(shè)定，內(nèi)置RS485通訊協(xié)議，可直接接收J(rèn)ohn Son ControlN2和Landis & Staefa的FLN協(xié)議，并留有Profibus和Lon Works選件接口，成功解決了傳統(tǒng)變頻器運(yùn)用于暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備配置龐雜的問題。能實(shí)現(xiàn)春夏秋冬四種運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換，具有一機(jī)多控遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)場控制多重控制功能，既能滿足樓宇自控對(duì)風(fēng)機(jī)水泵的要求，又不失樓宇自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)現(xiàn)場獨(dú)立操作的靈活性。風(fēng)機(jī)水泵具有軟啟動(dòng)軟停止，多級(jí)密碼保護(hù)，消防聯(lián)鎖自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)機(jī)等功能，允許長達(dá)300m的電機(jī)電纜線聯(lián)接，并具有用電量、故障現(xiàn)象運(yùn)行時(shí)間記錄器，大大簡化了中央空調(diào)系統(tǒng)輔助功能設(shè)計(jì)工作和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的設(shè)備初投入。

4.2 在供熱系統(tǒng)中的應(yīng)用

在供熱系統(tǒng)中，丹佛斯VLT6000HVAC變頻器可用于熱力站循環(huán)泵、補(bǔ)水泵和鍋爐房的鼓引風(fēng)機(jī)、循環(huán)泵等耗能負(fù)載的水量、風(fēng)量調(diào)節(jié)，可使熱網(wǎng)供熱質(zhì)量穩(wěn)定高效，能有效避免局部熱網(wǎng)過冷過熱問題，還能消除鼓引風(fēng)機(jī)風(fēng)門產(chǎn)生的噪音，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，較大幅度地降低了系統(tǒng)的維護(hù)費(fèi)用。由于VLT變頻器內(nèi)置直流電抗器能使功率因數(shù)接近于1，并可有效抑制諧波，避免對(duì)周圍設(shè)備的電磁干擾，更為重要的是具有自動(dòng)能量優(yōu)化功能，可大量節(jié)約能源。

5 結(jié)束語

我國幅員遼闊、人口眾多，水電資源極為匱乏，由于歷史和經(jīng)濟(jì)的原因，多數(shù)水工業(yè)系統(tǒng)和暖通空調(diào)系統(tǒng)不具備經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件，能源浪費(fèi)十分嚴(yán)重，這些系統(tǒng)急需改造。應(yīng)充分利用現(xiàn)有的變頻調(diào)速技術(shù)，并不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)，致力于節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境，為我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。