博世力士乐CVF系列变频器在小区供水系统中的应用

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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图1:供水示意图水池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（

2、Q）：单位时间流过管道内某一截面的水量，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

3、供水系统中流量调节方法有阀门控制法与转速控制法。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QA下降到QB时稳定工作点 由A点移到B点，供水功率PA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QA下降到QB时稳定工作点由A点移到C 点，供水功率PB与OECH面积成正。从图2-4可看出采用转速调节法比采用阀

4、门调节法节约的功率 P与HCBF 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/n2） 2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 ：节能比较图变频

5、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。32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。321 电气构成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 CV

6、F-P3-4T0110及供水基板控制三台水泵，压力检测采用电阻式远传压力表，量程为IMpa，主要电气控制图如下:3.2.2 恒压控制过程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

7、，变频器驱动当前泵运行，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。3.2.3 主要参数设定CVF-P2 主要参数设定：功能码设定值功能码意义功能码设定值功能码意义b-02运行参数选择H-510反馈信号特性b-20.7 Mpa设压力值H-521反馈通道增益b-32外部运行命令H-531PID显示系数b-710秒加速时间H-542PID控制器结构b-810秒减速时间H-551比例增益L-01V/F曲线设定H-562积分时间常数L-415HZ下限频率H-613PID反馈断线动作L-50下限频率运行模式H

8、-621. 00Mpa远传压力表量程L-62起动方式H-630. 4Mpa报警下限压力L-ll1停机方式H-640. 8Mpa报警下限压力L-332三线控制模式H-650. 3Mpa下限压力设定值L-6317三线控制定义H-660. 9Mpa上限压力设定值H-62故障自恢复次数H-670. 5Mpa苏醒阀值H-73秒故障自恢复时间H-680. 8MPa睡眠阀值H-484三泵控制模式H-69120秒泵切换判断时间H-491PID设定通道H-700.2秒电磁开关延迟时间H-500PID反馈通道H-710固定顺序切换说明：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l.O

9、OMpa,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，应用也较普遍，采用变频控制即达到 节能效果，同时实现小区供水系统的自动控制，另一方面采用变频器控制可简化 电气控制电路维护方便，水泵电机实现软起动延长电机使用寿命。本小区自去年 采用恒压变频控制到目前系统运行稳定，节能效果也达到预期目标。