目前，建築物給水係統已逐漸放棄水塔、高位水箱、氣壓（yā）罐等傳統技術，而采用電腦控製配（pèi）合變頻調速器對水泵電機無級調速、恒壓給水。這種技術在穩定水壓（yā）、減少設備體積、節能等方麵有很大進步，但由於使用了價格昂貴、技術複雜的變頻（pín）調速器，降低了給水係統的性能價（jià）格比。
　　要解決這一問題，有效的方法是在基本不降低給水係統（tǒng）性能前提下降（jiàng）低變頻調速器的選用容量。市場調（diào）查表明，變頻調速器的容量越大，對工程造價的影響越大。因此，在設計容量較大的給水係統時，如何降低變頻調速器的容量，是（shì）提高工程性能價格比的有效技（jì）術途（tú）徑。
 
1 二進製變流量水泵組合穩壓給水方（fāng）法 
　　在文獻［1］中提出了一種不使（shǐ）用變（biàn）頻器（或氣壓罐）的自動穩壓給水方（fāng）法，即二進製變流量水泵組合穩壓給（gěi）水方法，現（xiàn）介紹如（rú）下：
　　圖1是運用二進製變流量水泵組合穩壓給水（shuǐ）方法構造的係統示意圖。
　　該係統共有（yǒu）四台水泵M0、M1、M2、M3並聯運（yùn）行（háng），組合給水。各台（tái）水泵的額定揚程相（xiàng）同，額定（dìng）流量呈二倍遞變，即如（rú）M0的額（é）定流量為q，則其他三台水泵M1、M2、M3的額定流量分別為2q、4q、8q。
　　以數字（zì）1表示（shì）水泵工作，數字（zì）0表示水泵（bèng）停止工作。於是M0、M1、M2、M3四台水泵的（de）工作狀態各用一位二進製數a0、a1、a2、a3加以表達。它們組（zǔ）合在一（yī）起時的工作狀態用一個四位的二（èr）進製數a3a2a1a0表示（shì）。

     如表（biǎo）1所示（shì），四位二進製數共（gòng）有16種變化情況（kuàng），這些變化狀況不僅代表（biǎo）了當時水泵的組合，而（ér）且代表了當（dāng）時水泵組合所能（néng）提供給水係統的出口 流量Qt（在計算每種工況的出口流量時，近似忽略了（le）由於（yú）水（shuǐ）泵（bèng）並聯運行所造成（chéng）的流（liú）量損失（shī））。即這個數越大，則出口流量越大；這個數越小，出口流量越（yuè）小。由此找到了根據用戶用量大小，調（diào）節係統的出水（shuǐ）流量以保（bǎo）證穩壓給水的方法，其工作原理是：電接點壓力表設定上限壓力H2、下限壓力H1，由H1與H2構成了（le）壓力穩定區（qū）間。如（rú）實際水壓H偏（piān）低，H＜H1時，可（kě）編程控製（zhì）器按表1所示二進製數a3a2a1a0的遞增規（guī）律切換水泵組合的（de）工作狀態，增加係統出水流量，水壓上升直到H≥H1，如水壓H偏高，H＞H2時，可編程控製器按a3a2a1a0遞減規律切換水泵組合的工作狀態（tài），減少係統流量（liàng），水壓下降直至H＜H2。這樣正常工作時H1＜H＜H2，供水係（xì）統的實際水壓H就 被穩定在H2與H1所規定的範圍之內，達到穩定水（shuǐ）壓之目的。
      利用這種技術，在穩壓精度不高，用（yòng）水負（fù）荷波動不太頻繁情況下，不使（shǐ）用變頻調速器亦可穩壓供水。但當穩壓精度較高時，如（rú）不使用變頻調速（sù）器，就必須配備較多的水泵（當然水泵的數目比傳統水泵並聯組合方法大為（wéi）減少），對優化（huà）工程設計（jì）與方便施（shī）工十分不利（lì） 。另外，用戶負荷變化較大時，不使用變頻調速器會造成水泵組合頻繁切換，使係統的動態穩壓精度大（dà）為下（xià）降，電機的不斷（duàn）啟停使能耗加劇。綜合評價較為理想的方案是把變頻恒壓給水技術與二進製變流量（liàng）水泵組合穩壓給水技術結合使用（yòng）。
  
2 水泵組合優化變頻調速恒（héng）壓給水方案 
　　如圖2所示，該係統共有三台（tái）水泵（虛線所畫水泵不計入）P0、P1、P2，其中P0與P1的額定流量為q，而P2的額定流量較大為2q，三（sān）台水泵的額定（dìng）揚程相同。另外隻有P0采用變頻器連續控製轉速，而（ér）P1與P2直接工頻電源開關控製。
　　這樣配備的水（shuǐ）泵係統與典型（xíng）的變頻恒壓給水係統相（xiàng）比較，後者一（yī）般采用（yòng）兩台（tái）大小一致的相同水泵，一台變頻（pín）調速控製、一台工頻開關控製，多用了一台小水泵。但由於變頻器所控製的水泵（bèng）流量下降一倍，故所采用變頻器的容量也大致下降一倍。實現了用容量小的變頻器代替大容量的變頻器，降低了整個係統的性能價（jià）格比。

     下麵描述圖（tú）2給水係統的工作原理。對采用開關控製（zhì）的水泵P1與P2，用數字1表示水泵工作，以數字（zì）0表示水泵停止工作，於是P1與 P2的組合工作狀態用一個兩位的二進製數a2a1表示（如表2）。P0采用變頻器連續調節電機轉速，把它與P1P2的組合工作相結 合（hé），則整個給水係統的流量可以在0≤Qt≤4q的區間連續變化（計Qt時近似忽略了由於水泵並聯所造成的流量損失）。表2與表1的不同之處在於：由於變頻調速（sù）水（shuǐ）泵P0的加入，可以在0≤Qt≤4q的全（quán）流量範圍內連續調節給水（shuǐ）流量（liàng），故理論上可以實現高精（jīng）度的恒壓控製，而不是表1所（suǒ）描述的在一定範圍內的穩壓控製。同時，與傳（chuán）統的恒壓變頻調速給水係統相比較，變頻器的設計選用容量（liàng）可減小一半。因此，本方（fāng）案兼具了二進製變流量水泵組合方案和（hé）典型（xíng）變頻調速恒（héng）壓（yā）給水方案的優點。
     如（rú）圖2所示，若再增加一（yī）個容量為4q的水泵（bèng）P3（虛線畫出），依據相同的工作原理，給水係統的出口流量可以在0＜Qt＜8q範圍內連續調（diào）節，同時水（shuǐ）壓基本恒定（見表3）
                                         表3　　三台水泵組合優化變頻調速器設計

     通過以上二例可以總結出，如給水係統的設計流量為Q，則（zé）可以把變頻水泵的容（róng）量設計成q=Q/2n（n=1、2、3……）。同時再配備n台工頻電源開關（guān）控（kòng）製的水泵，這n台水泵的額（é）定揚程相（xiàng）同且與變頻水泵的揚程一致，但額定流量設計值卻是兩倍遞變，即從小到大為：q、2q、4q……2n-1q。
　　由這（n+1）台水泵（1台變頻調速控製，n台工頻開關控製）構成的水泵組合優化變頻調速給水係統（tǒng），即實現在全流量變化範圍內高質量的恒壓給水，又把變頻器的（de）設計容量降為q=Q/2n，降低了變（biàn）頻器的工程預算價格，提高了整個（gè）給水係（xì）統的性（xìng）能價格比。
  
3 結論 
　　本文提出了水泵組合（hé）優化變頻調速給水方案。它既（jì）保（bǎo）留了變頻（pín）調速方（fāng）案的優點：全流量範圍（wéi）內可以實現高精度的（de）恒壓給水，又利用水泵組合技術大大降低了（le）變頻器選（xuǎn）用容量，提高了係統的性能價格比。

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