博世力士乐CVF系列变频器在小区供水系统中的应用-

1、博世力士乐CVF 系列变频器在小区供水系统中的应用1、引言生活用水与人们息息相关,随着城市规划的完善,越来越多的居民小区供水采用恒压自动控制,另一方面随着变频技术的推广,泵类专用变频器在恒压供水系统已有了广泛应用,本文主要讲述深圳某小区供水系统及博世风机/水泵P3专用变频器在恒压供水控制系统中的应用。2、恒压供水系统描述2.1小区供水的基本模式 一般水泵供水模式如图1示,通过水泵提高供水管道压力将水上扬送至高层住户,由于用户用水时间及用水量变化要求维持管道供水压力,通过调节水泵电机转速可实现压力压力恒定。2.2供水系统特性供水中常用的参数主要有: 流量(Q :单位时间流过管道内某一截面的水量,

2、单位m/s 、m/h 扬程(H :单位流量的水被上扬时所获得的能量,单位m 全扬程(HT :总扬程即水泵的扬程 实际扬程(HA :水泵实际提高水位所需的能量 损失扬程(HL :全扬程与实际扬程的差, HT=HA+HL 管阻(R :管道系统对水流阻力的物理量水池图1:供水示意图压力(P:供水系统中某一位置水压力的物理量。 当用水管道全通时用水量与扬程之间关系为扬特性,由图2-1知当用水流量越大时扬程越小。管阻特性指供水流量与管路阻力间关系,由图2-2知当供水流量越大时管阻力也越大。供水系统稳定工作点为扬程特性与管阻特性的交点即图2-3中的A点。2.3变频节能原理一般供水系统中流量调节方法有阀门控

3、制法与转速控制法。阀门调节法主要通过调出水管理的开度来调节流量,实际是通过改变管道的阻力来改变水的流量,而电机的恒定运行,阀门调节时管阻特性随着阀门开度的变化而变化,扬程特性并不改变,如图2-4当流量从Q A下降到Q B时稳定工作点由A点移到B点,供水功率P A与0EBF面积成正比。转速调节法是通过改变水泵转速来改变水的流量,管道一般处于全开状态,水泵转速改变全扬也改变,而采用转速调节法时扬程随着转速改变而改变,但管阻特性则保持不变,如图3当流量从Q A下降到Q B时稳定工作点由A点移到C 点,供水功率P B与0ECH面积成正。从图2-4可看出采用转速调节法比采用阀门调节法节约的功率P与HCB

4、F 面积成正比,由水泵特性得出以下关系:流量与转速成一次方关系:Q1/Q2=n1/n2;扬程与转速成二次方关系:H1/H2= (n1/n22电机轴功率与转速成三次方关系:P1/P2= (n1/n23 图2-4:节能比较图由上述知采用转速调节法节能效果明显,随着变频调速技术不断成熟,恒压供水采用变频器来控制水泵转速,由同步转速公式:n=60f/p,n为电机转速,f 为供电频率,p为电机极对数,电机供电频率f与转速成正比,这样采用变频器调速时变频器的输出频率与流量、扬程及电机轴功率也有上述比例关系。3、博世变频器在恒压供水中的应用3.1恒压供水变频控制工作原理恒压变频控制示意如下: 图3-1:节能

5、比较图变频器根据给定压力指令控制水泵电机,出口检测传感将管道压力信号送给变频器,经变频器内置的PID进行控制,当实际压力小于设定压力时变频器控制电机加速,当实际压力大于给定压力时变频器控制电机减速,从而保持管道压力恒定。3.2博世CVF-P3变频器的应用博世力士乐生产的CVF- P3系列风机/水泵专用变频器,增加供水附件可实现一台变频器最多控制四台水泵的恒压供水系统,目前在生活供水、工业用水、中央空调系统、污水处理等行业都有一定应用,以CVF-P3变频器在深圳南山某住宅小区生活供水系统应用为例。该住宅小区生活供水系统由三台水泵构成,水泵功率为11KW,采有一台CVF-P3-4T0110及供水基

6、板控制三台水泵,压力检测采用电阻式远传压力表,量程为1Mpa,主要电气控制图如下: 图3-2供水系统控制回路 图3-3供水系统控制主电路图采用多泵固定顺序投切方式,其加泵、退泵过程如下:加泵过程:当实际压力小于设定压力时,变频器启动后拖动1号水泵电机运行,运行频率上升至50HZ,经设定的泵切换判断时间后,1号泵切换到工频运行,变频器起动2号泵运行,变频器工作频率上升至50HZ,经设定的泵切换判断时间后,2号泵切换到工频运行,变频器起动3号泵变频运行,直到实际压力等于设定压力时变频器拖动相应水泵电机运行。退泵过程:退泵过程为加泵过程的逆过程。当实际压力大于设定压力,1号水工频泵先停止,变频器驱动

7、当前泵运行,若实际压力仍大于设定压力,再停止2号工频泵,变频器驱动当前泵运行,若实际压力还大于设压力则变频器减小当前频率,至实际压力等于设定压力。CVF-P2主要参数设定: 说明:变频器启停控制采用三线控制模式,采用按钮开关方便客户操作,压力表量程为1.00Mpa,压力给定通过变频器面板数字设定,由于博世P3系列变频器当选择恒压力供水方式时,d-6和d-7参数可直接显示系统的设定压力与反馈压力,根据用户要求设定睡眠与唤醒功能,即当供水压力达到睡眠设定值,且变频器运行降低至下限频率,实际压力还大于设定压力此时则用户不用水,此变频器停止运行,当供水压力小于唤醒设定值时变频器自动启动,同时具备管道阻塞泄露等报警功能， 若反馈通道断线或压力表损坏时可按要求如按上限频率的一 半运行。 4、小结 目前恒压变频控制技术已经比较成熟，应用也较普