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隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)生活飲用水品質(zhì)的要求不斷提高，變頻供水設(shè)備已廣泛應(yīng)用于城市住宅小區(qū)的生活二次加壓供水系統(tǒng)。近年來，深水井潛水泵采用變頻調(diào)速控制的也已非常廣泛，由于不需再建水塔，設(shè)備占地小，建設(shè)周期短，另外水質(zhì)無二次污染，水泵軟啟動(dòng)軟停車，故障率低，設(shè)備大修周期延長，使用壽命提高。
但是，變頻恒壓供水設(shè)備系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中若選型及控制不當(dāng)，不但達(dá)不到節(jié)能目的，反而“費(fèi)電”，尤其深水井變頻系統(tǒng)問題更為突出。為此，不少村鎮(zhèn)在采用變頻供水模式后，感到并不像傳統(tǒng)宣傳的那樣“用變頻就節(jié)電”，使得對(duì)變頻模式產(chǎn)生“懷疑”和“信任危機(jī)”，甚至有些地方人畜飲水項(xiàng)目干脆不采用變頻供水模式。難道國家一直在推廣的變頻節(jié)電技術(shù)真的有問題嗎？其根本原因在于變頻供水系統(tǒng)存在的小流量能耗問題。
變頻供水設(shè)備的小流量“費(fèi)電”問題
根據(jù)流體力學(xué)理論，當(dāng)水泵調(diào)速時(shí)，水泵電機(jī)軸功率P和流量Q、壓力H與轉(zhuǎn)速N之間的關(guān)系為：
Q1/Q2= N1/N2                                     (1-1)
H1/H2=（N1/N2）2                                 (1-2)
P1/P2=（N1/N2）3                                  (1-3)
即水泵的流量與其轉(zhuǎn)速成正比，揚(yáng)程（壓力）與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與其轉(zhuǎn)速的立方成正比。按以上關(guān)系，在其它運(yùn)行條件不變的情況下，通過下調(diào)電機(jī)的運(yùn)行速度，其電耗是與轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系降低的，節(jié)電效果應(yīng)非常明顯。例如如果工況只需要50％的水量，則可以將電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)為額定的一半，此時(shí)電機(jī)消耗的功率僅為額定的12.5％，即理論上節(jié)能可達(dá)87.5％。
但以上結(jié)論只是理論分析，而且以上關(guān)系滿足的前提是水泵的總效率η恒定，實(shí)際上當(dāng)調(diào)速范圍很大時(shí)，水泵的總效率η變化（降低）較大，根據(jù)水泵電機(jī)軸功率P和流量Q、揚(yáng)程（壓力）H之間的關(guān)系：
P=K?H?Q/η                                   (1-4)
其中K為常數(shù)，η為水泵的總效率。一般當(dāng)水泵調(diào)速70%以下時(shí)，水泵效率η急劇降低，而且，實(shí)際的供水系統(tǒng)并不是開環(huán)狀態(tài)，而是恒壓閉環(huán)控制系統(tǒng)，速度調(diào)節(jié)范圍不能很大，否則就滿足不了設(shè)定壓力的要求，所以，實(shí)際的變頻恒壓閉環(huán)供水控制系統(tǒng)小流量甚至“零流量”時(shí)水泵轉(zhuǎn)速并不很低，管路壓力設(shè)定越高，“零流量”頻率越高。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)知道，對(duì)多層供水系統(tǒng)“零流量”頻率約為25~30Hz，對(duì)高層、深水井供水系統(tǒng)“零流量”頻率約為30~35Hz，若水泵揚(yáng)程（選型不當(dāng)）富裕量小，“零流量”頻率會(huì)更大。
所以水泵在70%以下調(diào)速時(shí)，其電機(jī)軸功率P降低平緩，并不是wq與轉(zhuǎn)速成立方的關(guān)系降低，這一點(diǎn)已由實(shí)踐得以證實(shí)?？梢哉f公式(1-1)~(1-3)僅當(dāng)速度調(diào)節(jié)范圍不大時(shí)成立，因此相對(duì)于水塔、高位水箱等的工頻供水模式，當(dāng)水泵速度調(diào)節(jié)范圍很大時(shí)，變頻供水模式就存在小流量“費(fèi)電”問題。
隨著人民生活水平的提高，一般生活供水系統(tǒng)都要求24小時(shí)不間斷供水，村鎮(zhèn)供水系統(tǒng)同樣有此要求。而對(duì)于純生活供水系統(tǒng)，供水高峰主要集中在早中晚三個(gè)時(shí)段約8個(gè)小時(shí)，其余時(shí)間供水量較?。ㄉ踔料嗖詈艽螅羲霉β瘦^大，盡管采用變頻器調(diào)速，但由上知調(diào)速泵在小流量下運(yùn)行效率很低，因而造成小流量供水時(shí)間段內(nèi)較大的能量浪費(fèi)。一般潛水泵功率較大，因而深水井變頻系統(tǒng)小流量“浪費(fèi)”問題更為突出。假如深水井潛水泵功率為30KW，小流量頻率按30Hz計(jì)算，每天夜間近6個(gè)小時(shí)內(nèi)約有50~70KWh電能被“浪費(fèi)”，實(shí)際白天也有近8個(gè)小時(shí)用水量較小，綜合考慮，保守估計(jì)一年就多耗費(fèi)30000~40000KWh！因此，不少村鎮(zhèn)在使用變頻供水模式后，感到電能消耗很大。