给水无负压设备的变频技术的现状广阔的发展前景

 

      变频技术的迅速发展是建立在电力电子技术的创新、电力电子器件及材料的开发及器件制造工艺水平提高基础之上的，尤其是高压大容量绝缘栅双极晶体管IGBT、集成门极换流晶闸管工IGCT器件的成功开发，使大功率变频技术得以迅速发展，性能日益完善。目前市场上新型给水无负压设备品牌繁多，各有千秋。通过分析发现，这类给水无负压设备有许多共同点。下面对给水无负压设备的现状及其未来的技术发展方向进行分析介绍。

 

1.给水无负压设备的市场情况：

      我国50%～60%的发电量用于交流电动机，而容量在3kw以上，额定电压一般为3～10kV的电动机占电动机总装机容量的40%～50%.由于我国中压变频技术仍没有形成产业化，落后于国外发达国家，因此这部分电动机在负载工况变化时，缺少经济可靠的调速手段，每天都在浪费着大量的电能，因此国内潜在着巨大的中压大功率变频器市场。国家计委预计在今后十五年内，使我国给水无负压设备总需求的投资额在500亿元以上，而其中60%～70%是中压大功率给水无负压设备。

 

我国的高压给水无负压设备市场具有其特殊性，包括：

（1）行业性很强，主要集中在冶金、电力、供水、石油、化工、煤炭等行业。在工业用电中石油、煤炭等能源行业耗电占22.34%；化工占14.73%；冶金占14.18%；机械建材占10.96%；供水占10.53%.

（2）目前全国各行业中，只有少数企业的高压电机使用了调速方式，市场空白点多。

（3）高压给水无负压设备属投资类设备，主要用于节能和改善生产工艺。用户是否购买此类设备与政府的政策导向关系很大。如政府推广力度较大，市场启动会快一些，反之则慢。另一方面市场还受国际、国内经济大环境的影响以及国内某些行业的整体经济效益好坏的影响。因此在未来市场发展过程中仍存在着一些不确定的因素。

（4）海外公司的知名品牌产品大举进入我国市场的可能性较大，各方应有所准备。

一、给水无负压设备概述：

    为了解决传统生活供水系统中，设备二次供水过程中的污染问题和水泵的直接接入自来水管网产生的负压问题，我单位创新研制开发了新一代“中赢无负压直接式变频供水设备”。该产品不但解决了地下水池的二次污染问题，还可以和纯净水设备配套，直接作为饮用水的增压设备，可以在任何一个需要管网增压的供水系统中使用。

 

二、给水无负压设备特点：

  1、节电节能：

    采用变频技术使水泵进行软启动，避免了设备对电网的电流冲击；同时因实现恒压控制，也避免了对管网的冲击，延长了管路及阀门的寿命。传统的水池二次加压供水方式将自来水放入水池，使原有的自来水压力释放为零，浪费了自来水的原有的压力能。本设备利用调节装置与自来水管网连接可充分利用管网压力能，节电可达到50%-90%。

  2、 消除了地下水池的二次污染：

    传统的水池二次加压供水方式将自来水放入水池，水池的水易于被脏物甚至动物尸体所污染，尤其在夏天易产生藻类或滋生蚊虫，直接影响到身体健康。该设备利用调节装置采用封闭式供水方式，消除了二次污染。

  3、 节水、减少事故隐患：

    由于中赢给水无负压设备采用全封闭结构，避免了渗、跑、冒、滴、漏等现象的发生；没有水箱又节约了消毒清洗用水。

  4、 采用PID闭环调节，恒压精度高，水压波动小。

  5、 节省投资，减少占地，安装、使用、检修方便：

    建造水池（或水箱），工程总投资大，并且使用过程中要定期清洗，不但增加了工程的总投资，还增加了日常的维护费用。该设备利用调节装置供水，节省投资，减少占地，根据用户的现场情况可采用立式或卧式不同的安装方式，检修方便。

  6、 自动化程度高，运行可靠，管理方便。

  7、 具有过载、短路、过流、欠水、超压等各种自动保护功能。

 

三、给水无负压设备工作原理：

    1、 微机设定给水泵工作压力，即用户用水压力。生活给水时，设备运行在低压变频状态，由变频器时刻监控管网压力，对反馈值和设定值进行运算和比较计算。若管网压力高于用户所需压力（设定压力）则自动减少输出频率，从而使水泵转速减少，出水量减少。若管网压力低于用户所需压力（设定压力）则自动增加输出频率，从而使水泵转速增加，出水量增加，当一台水泵运行满足不了用户需要时，其它水泵自动投入运行以保证用户的使用压力。

    2、 当自来水管网的压力升高达到用户使用压力时候，变频器经过一段延时后便降低转速直到停机，只有当压力降到某一设定压力值时，变频器才能重新开始工作。变频泵组的工作只是满足用户的水压力与管网压力之差，大大节约了电能。

    3、 当流量调节器内压力低于一个大气压时，安装在流量调节器顶的负压抑制器自动打开，使气体进入流量调节气内，消除负压。当流量调节器内压力升高时，又可以将多余的气体排出流量调节器外，使流量调节器内蓄满水，以备下次用水高峰期时使用。当流量调节器内蓄满水后，安装在流量调节器顶的负压抑制器自动关闭，防止溢流。

 

四、给水无负压设备工作过程：

 1、 管网压力高于或等于用户压力时

     当自来水压力高于用户使用压力时，旁路止回阀导通，由自来水直接供给用户用水。

     用户压力高于或等于设定压力，变频设备不运行，水泵处于停机状态。

 2、 管网压力低于用户压力时

     变频设备开始运行，水泵处于开始运转。

 A、 管网流量大于等于用户用水量时

    若流量调节器内有空气则压力升高，又可以将多余的气体排出流量调节器外。使流量调节器内蓄满水，以备下次用水高峰时期使用。当流量调节器内蓄满水后，安装在流量调节器顶的负压抑制器自动关闭，防止溢流。流量调节器内压力恢复至自来水管网压力。

    若流量调节器内没有空气，流量调节器内压力保持自来水管网压力。

    水泵提升压力为用户用水压力与管网压力之差。

    即水泵提供扬程 = 用户用水压力—管网压力

 B、 管网流量小于用户用水量时

    流量调节器压力降低，当流量调节器内压力低于一个大气压时，安装在流量调节器顶的负压抑制器自动打开，使气体进入流量调节器内，消除负压。流量调节器内压力降为零。流量调节器内的水与自来水的流入水共同提供给用户用水。流量调节器内储备水补偿的是用户用水与管网流量之差。

    水泵提升压力为用户水压力。

 

五、给水无负压设备性能指标：

   “中赢无负压直接式变频供水设备”是长沙中赢供水设备有限公司采用先进的设计技术自行开发研制的新型供水设备。具有变量恒压，供水压力精度高的显著特点，即在压力不变的前提下，流量从零到较大工作流量范围内，供水压力变化范围在±0.01Mpa以内，可消除对自来水管网产生负压的现象，提高了生活给水系统的可靠性；占地面积小，节省建设投资，安装使用维护方便；是适合用于工业及民用建筑生活系统的理想给水设备。

    “中赢无负压直接式变频供水设备”主要指标如下：

    流量范围：2.4m3/h-300m3/h；

    压力范围：0-1.6MPa，可调；

    转速范围；0-1450r/min或0-2950r/min，可调。

 

六． 给水无负压设备应用范围：                                                            

  1、 适用于任何自来水压力不足地区的加压给水；

  2、 已建好的水池，可以采用无负压直接式变频供水设备与水池共用的给水方式，进一步节能；

  3、 自来水厂的大型给水中间加压泵站；

  4、 低层自来水压力不能满足要求的消防用水；

  5、 改造原有的气压给水设备，可以充分利用原有的气压罐；

  6、 新建住宅小区、写字楼、综合楼的生活用水；

  7、 各种循环水系统；

  8、 工矿企业的生产、生活用水等。

 

七、给水无负压设备选型说明：

    中赢给水无负压设备主要采用不锈钢材质的流量调节器。选型是根据自来水量（由自来水管径，压力进水管长度等条件确定）、顾客实际用水量、建筑物高度等数据来确定的。我公司提供的选型参数标准遵循以下原则：

1） 表中的流量均按实际较大用水量设计，设备型号为常用推荐型号，也可根据顾客实际情况和特殊要求另行设计。

2） 设备的流量不包括备用泵流量，表中的水泵均有一台备用泵。

3） 表中所推荐的流量调节器规格是按照自来水满足用户要求的情况下常规的型号，如果自来水管径很细或压力很低，进水量不能满足用水高峰的要求，需要重新计算流量调节器的容积，推荐公式如下：

                   V容积=（Q出- Q进）△t                         

                   Q进—用水高峰期的自来水进水量（m3/h）

                   Q出—用水高峰期的顾客用水量（m3/h）

                   △t—用水高峰期的持续时间（h）