怎样减小变频恒压二次供水系统的能耗问题分析

供水企业是利用给水管网进行供水的，而管网自由水压的大小是由供水范围确定的，当管网供水压力比较小时，不仅能有效地降低供水企业的运行成本，还能避免管网漏水、管道爆炸等安全事故的发生，但管网供水压力比较小也容易引起建筑高区用水需二次加压供水的现象，随着城市的快速发展，城市二次供水的模式也越来越大，二次供水的能耗也越来越多，因此，如何减少二次供水的能耗成为当前思考的重要问题。

一、二次加压供水方式

目前，在城市二次加压供水中，常见的供水方式有气压给水、水池-水泵-水箱供水、变频水泵供水等三种方式，下面就这几种供水方式进行分析。

1.气压给水方式
气压给水方式是采用气压罐、恒速水泵、控制器件等几种设备进行供水的，对于这种供水方式，不管水泵是否处于运行状态，都能连续、自动的向给水系统供水，气压给水方式具有高位水箱维持压力和水塔的功能，同时这种给水方式具有水质不受二次污染、灵活机动等特点，但这种供水方式的运行成本比较高。

2.水池-水泵-水箱供水方式
水池-水泵-水箱供水方式主要采用高位水箱、恒速水泵进行供 水，这种供水方式能充分将高位水箱的恒压作用发挥出来，这也使得恒速水泵在任何时间段都能处于高效工况点，同时这种供水方式可以能将水箱的调节作用充分发挥出来，从而缓解城市用水高峰的用水矛盾。水池-水泵-水箱联合供水方式的能耗比较低，但这种供水方式很容易污染水质，近年来，人们对用水水质的要求越来越高，这也导致水池-水泵-水箱联合供水方式越来越不受欢迎。

3.变频水泵供水方式
变频水泵供水技术是在自动控制技术、计算机技术、PLC技术的基础上发展起来的，能根据用水变化自动调整水泵的转速，从而满足用户的用水需求，同恒速水泵相比较，变频水泵具有良好的节能效果。变频水泵供水方式具有能耗低、无二次污染等特点，逐渐被广泛的应用在城市供水系统中。目前，我国二次加压供水系统常采用管网叠压变频供水或者变频驱动水泵加压供水方式进行供水。

二、二次供水变频水泵低效运行的原因

1.水泵选择不合理
从理论上看，变频驱动水泵二次供水系统的水泵其能耗应该比较小，但在实际应用中发现，变频供水系统的能耗很高，甚至比水泵-水箱联合供水方式能耗的2倍都髙，这说明变频驱动供水系统并不节能。变频水泵供水技术虽然在我国建筑二次供水中的应用时间比较长，但很多技术人员对变频供水系统的认识还不全面，错误的认为采用变频技术就是减少能耗，在进行二次供水设计时，随意的选择水泵，从而导致水泵选择不合理，这就对二次供水变频水泵运行效率造成很大的影响。在供水系统设计选择水泵时，设计人员经常会按照供水系统最大设计流量进行组合，而在工程上有一用一备、二用一备、三用一备、四用一备等情况，流量匹配有25%+25%+25%+25%、10%+30%+30%+30%、40%+40%+40%、50%+50%等情况，设计人员在设计过程中选择比较广泛，审查人员很难判断其泵组设计选配是否合理。

2.控制模式不合理
对于变频调速水泵，其控制模式有变压控制和恒压控制两种情况，其中变压控制是根据水泵出口处的流量计和压力传感器，分析管网用水实际需求，然后对水泵的转速进行调整，从而满足用户的用水需求；恒压控制是在管网末端或者水泵出口处安装压力传感器，然后设定一个恒定的水压，对电机转速、水泵转速、运行水泵的数量等进行调整，从而满足用户用水需求，根据压力传感器的安装位置，可以将恒压控制分为管网末端压力恒定控制和水泵出口压力恒定控制两种情况。在确定变频调速水泵控制模式时，设计人员经常会忽略水泵效率调速极限及管网水力特性，从而造成能耗浪费，如用水量小于最大设计流量时，管网实际需求压力必然小于供水压力，这时多余的水头压力就会造成浪费。

3.供水系统内部局部水损比较大
近年来，随着我国建筑行业的快速发展，二次供水规模越来越大，变频供水设备的发展也越来越快，目前，很多变频供水系统是由厂家直接提供的，由于变频供水系统具有集成组装的特点，很多厂家都是自主研究主要构件，然后在市场上采购控制元件、阀件等器件，厂家在选购这些器件时，经常会忽略阀件的局部损失，这就会对水泵运行效率造成很大的影响。

三、提高二次供水变频水泵运行效率的措施

1.建立用水负荷模型
在变频驱动供水技术方面，国内外很多学者已经有了深入的研究，但对二次供水用户用水量、用水规模等方面的研究还比较少，因此，要加大对用户用水特性的研究力度。由于变频供水泵的选配对其运行效率有直接影响，而用户用水量、用水变化规律、用水规模等对变频供水泵的选配有很大的影响，因此，在迸行二次供水设计时，要针对用户用水量、用水变化规律、用水规模等进行详细调查研究，并建立相应的用水负荷模型，从而为变频供水泵的选配提供依据。

2.开发新型控制系统
对控制系统不合理引起的变频水泵低效运行现象，首先要改变水泵出口压力恒定低效控制模式，其控制方式改变成水泵出口变压变流量控制，并将变频水泵组控制模式改变成单变频控制方式，从而提高变频水泵高效运行范围。在确定二次供水变频水泵控制方式时，要对水泵效率调速极限因素进行分析，从而为水泵全流量效率运行提供保障。对于管网变化因素多、用水变化大的建筑二次供水，要对水泵效率调速极限、管网特性、控制策略等进行全面分析，推行控制系统的工程化应用，从而确保二次供水变频水泵的高效运行。

3.降低变频供水设备内部损耗
对于二次供水变频水泵设备，要注重降低变频供水设备内部损耗的问题，从而有效地提高二次供水变频水栗运行效率。变频供水泵生产厂家在进行设备生产时，要注意加强产品质量控制，根据设备的实际情况，选购配套的控制元件、阀件等器件，从而提高整装设备的运行效率。


四、结束语

引其二次供水变频水泵低效运行的主要原因有水泵选择不合理、控制模式不合理、供水系统内部局部水损比较大，因此，在进行变频水泵二次供水时，要建立用水负荷模型、开发新型控制系统、降低变频供水设备内部损耗，从而有效地提高变频供水系统的运行效率，促进节能型社会的构建。