变频调速技术在供热系统中的应用
变频技术在供热系统中的应用
变频技术在供热系统中的应用摘要：变频技术具有强大的节能作用，在供热系统中被广泛使用。
变频技术可以改变水泵转速，进而调节循环水量，大幅度节约电力能源。
同时，变频技术具有功率因数高、调速精度准确等特点，可以延长设备的使用寿命，减少循环水泵等机械设备的磨损，对提高企业经济效益有着积极作用。
关键词：变频技术；供热系统；应用1.变频技术应用原理1.1优化运行方式，降低能源消耗供热系统的运行方式多种多样，最为典型的有流量的质调节、量调节、质—量调节，和分阶段改变流量的调节方式。
以往，我国的供热系统采用的都是分阶段改变流量的质调节方式，这种方式的运行模式就是根据室外温度的变化进行气候补偿，将其进行层次的划分，室外温度高，流量调低；室外温度低，流量调高。
但是需要注意的是，无论流量怎么调节，网络循环水量是不变的，运用这种方式，耗电量比较大。
采用变频技术进行调节，主要运用质—量流量调节的原理进行，可以有效的降低能源消耗，水流量随着室外温度的高低而进行自动调节，可以达到非常满意的节能效果。
1.2应用变频技术，降低运行成本供热系统中有一定的节能标准和要求，常规供热系统中的耗电量比较大，采用变频技术进行质—量调节的方式，可以将能耗进行有效的控制，将能耗限制在合理范围，大大降低运行成本，即符合相应的节能标准，又提高了供热的经济效益。
2变频技术的特点变频技术在供热系统的应用具有良好的节能效果，与其独特的特点有关，主要包括以下几个方面。
首先，是变频技术调速效率较高，可以在额定的范围内进行高速运转，运行效率高，磨损程度低。
其次，是调速的运行范围较广，在合理运行范围内运转，既可以小于30%，也可达到90%。
可以满足长期低速运行的需求。
同时，在开始启动时电流较小，在高速运行时，仍然可减少电源频率波动的影响。
在调速改变过程中可以不用换电动机，简捷方便。
当出现问题时主电路可以直接进行供电，不需要设备关闭，可以在不影响设备的运转情况下切换电路。
浅谈变频器在供热循环系统的应用
变频技术在供热循环系统的应用田忠宝随着计算机技术和电力电子技术的发展，低压变频器的应用也得到了快速发展。
这几年低压变频器在采油厂采油生产各类工艺技术中得到了广泛应用。
采用变频器调速可以提高机械的控制精度、生产效率和产品质量，降低能耗，在孤东采油厂许多生产工艺中取得了显著的节能效果。
一、变频器的节能原理1、变频节能变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。
为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。
当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。
风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。
当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。
由流体力学可知，P(功率)＝Q(流量)×H(压力)，流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N 的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。
即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
所队当所要求的流量Q减少时，可调节变频器输出频率使电动机转速n按比例降低。
这时，电动机的功率P将按三次方关系大幅度地降低，比调节挡板、阀门节能40一50，从而达到节电的目的。
例如：一台离心泵电机功率为55千瓦，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16千瓦，省电48.8，当转速下降到原转速的l／2时，其耗电量为6.875千瓦，省电87.5。
2、功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
变频调速技术在供暖系统中的节能应用
较高 的电能利用率等特点在生产设备 中得 到广泛应用 。 近十几年来 电力 电子 技术 、 微 电子 技术 与 电力 开关器 件
的发 展 ， 交 流 变 频 技 术 从 理 论 到 实 际 逐 渐 走 向 成 熟 。变 频 调 速技术 以其效率 高 、 调速 范 围大 、 调速 精度 高 、 无级 调速 等优 点， 广泛的应用于各种交直流调 速系统 中 ， 特别 是节 能技术改 造中， 变频技术得到 了广泛 的认 可和充分 的应用 ， 其应用 不仅
变频调速技术在供暖 系统 中的节能应 用
贾 冬 （ 大连万和 自动化 系统工程有限公 １ ）
摘
要： 简要介绍 了变频调速技术 的节 能原理 ， 并以供 暖 系统为例 ， 分析 变频调速装置在我 国北方供暖地 区的现状与效果 ， 除
了 节 能 效果 外 ， 变频 调 速 装 置 还 可 以改 善 供 暖 系统 中 的 工 艺状 况 。 关键词 ： 负载 特 性 ； 变频 节 能 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｕ ８ ３ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ３— ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７— ０ １ ３ １ — ０ １
水泵进行调速 ３ ０～ ５ ０ Ｈ ｚ ， 节 能效果非 常明显 ， 测得循环水 泵的 实 际电流 ５ ３ ６ Ａ、 引风 机的 实际 电流 ４ ０ ０ Ａ、 鼓 风机 的实际 电流 ２ ３ １ Ａ， 补水泵的实际电流 ３ １ Ａ， 该供 暖企业有 效供 暖时 间为 ５ 个月， 根据供暖期 的平 均估 算 ， 结 果可 以节约 电量 ： 循 环水 泵 ３ ８ ０ Ｘ ２ ４×１ ５ ０×５ ８ ６ ／ ６ ８ ９＝１ １ ６ ３ ４ ９ ５ （ 度） ； 弓Ｉ 风机 ３ １ ５ ×２ ４× １ ５ ０× ４ ０ ０ ／ ５ ７ １ ＝ ７ ９ ４ ３ ９ ５ （ 度） ； 鼓 风机 １ ６ ０× ２ ４×１ ５ ０×２ ３ １ ／ ２ ８ ９ ４ ６ ０ ４ ０ １ （ 度） ； 补水泵 ３ ０× ２ ４ Ｘ １ ５ ０ Ｘ ３ １ ／ ５ ４＝ ６ ２ ０ ０ ０ （ 度） 。如 果 按工业 用电每度 １ ． １ 元计算 ， 每年可以节约 ７ ７ ７ ０ ４ ２元 。 ３ ． ２ 变频调速在锅炉系统上的其它优点 除 了 节 约 能 量外 ， 采 用 变 频 调 速 电机 还 有 如 下 好 处 ： 采 用 变频调速锅炉上的循环水泵 、 引风机 、 鼓 风机等 重大设备 降低 了机械磨损 ， 延长 了泵和风机 的使 用寿命 ， 同时能够与锅 炉的
变频调速在供热系统定压的应用
变频调速在供热系统定压的应用摘要：介绍变频调速补水泵定压系统的组成和工作原理，分析了变频调速控制系统的组成、控制软件和自诊断功能。
结合实例，介绍了变频调速技术在供热系统定压的应用。
关键词：供热系统定压；补水泵定压；变频调速近年来，随着高层建筑日渐增多和供热面积不断扩大，区域供热锅炉房负荷不断增加，对供热系统定压方式提出了新的要求。
随着变频调速技术和单片机技术的发展，其产品价格大幅度降低，为变频调速技术应用于供热系统定压提供了条件。
热水供热系统补水泵定压方式采用变频调速技术是非常必要的，将会节约大量的电能。
据计算，当补水泵流量减少到额定流量50%时，变频调速方式较传统补水定压方式节能50%-60%。
变频调速具有软启动功能，对电网的电流冲击小。
可实现微机闭环控制，也可设计成手动开环控制，具有定压准确、稳定、安全等特点。
1 变频调速补水泵定压系统1.1 变频调速补水泵定压系统的组成系统主要由控制柜(变频器、调节器、控制器)、补水泵、平衡阀、电磁阀、压力传感器、安全阀等组成。
1.2 工作原理系统工作原理见图1。
由压力传感器测量待调压力，与设定压力相比较，按设计要求，变频器改变补水泵电机的输入电流的频率，从而调节水泵转速，改变水泵流量，使待调压力符合设定压力，保证供热系统压力恒定。
压力传感器安装在供热管网循环水泵进口或出口位置，安装点为恒压点。
为防止系统压力超出设定值，补水泵出口管道上应安装泄水管，并设置电磁阀。
电磁阀平时关闭，当系统温度上升，压力升高时，压力传感器将信号传至调节器，指令电磁阀打开，将多余水泄出，维持系统设定压力。
压力传感器安装点(恒压点)前、后均设平衡阀，在系统初调节时，调试前、后平衡阀，使恒压点压力达到设定值。
正常运行后，依靠补水泵变频调速维持管网设定压力。
2 控制原理及实现控制系统由控制核心、Sanken suff-552变频器、水位浮动开关、电感压力变送器等组成。
2.1 控制核心的组成控制核心采用8031单片机，用ADC0809模数转换器及DAC0832数模转换器构成模数及数模转换线路。
浅谈变频器在供暖系统中的应用
浅谈变频器在供暖系统中的应用摘要：简要介绍了变频调速技术，对变频调速器的用途和性能优点做了概括总结，比较详细地论述了变频调速器应用在空调系统中的节能的基本原理，并对其自动控制方法做了简单介绍.重点分析了与阀门调节相比，变频调速器的节能效果，且给出了相应的近似计算方法.最后以供暖水系统中水泵为例，实例表明变频调速器的节电率可达到34%，这说明变频调速技术在供暖系统中的应用不仅是可行的而且是必要的.关键词：变频调速供暖系统节能90年代以来，随着大功率晶体管技术发展、大规模集成电路和计算机技术的突飞猛进，交流电机的变频调速技术已日趋完善，在各行各业得到了广泛的应用.尤其在供暖领域，这一新技术在我国也开始推广应用，实践证明节能效益显著.1、变频调速器变频调速器也称变频器，它采用大功率晶体管GTR作为功率元件，以单片机为核心进行控制，采用SPWM正弦脉宽调制方式，是电力电子与计算机控制相结合的机电一体化产品.它将随着功率元件和计算机技术的发展，结构上做到体积小，重量轻；性能上优于以往的变极调速、串阻调速、串极调速、滑差电机调速等交流电机调速方式,并且将会逐步以这种崭新的调速技术取代直流电机调速.用交流异步电机取代直流电机，将使调速系统更加简单.1．1、性能与优点采用SPWM控制方法，使电机的旋转磁场为理想的圆形磁场，转矩脉动小，电机运转平稳，特别是克服了电压型逆变器控制中电机低速运行时转距脉动大的缺点.变频调速器优点很多，比如操作简便、精确可调、数字显示、在线无级调速等，但其主要的优点在于节能.变频调速器+普通异步电机=新的高性能调速系统节能装置.2、变频调速节能原理在暖通系统中，水泵类机械的流量控制，过去很少有采用转速控制方式的，多是由异步电机拖动，进行恒速运转，当需要调节流量时，实际采用的办法是调节节流阀，这种控制虽然简单，但从节省能源的观点来看，是很不经济的.采用变频器对水泵类机械进行转速控制来调节流量的方法，对节约能源、提高经济效益具有重要意义.变频调速器用于水泵的调速，比如近年出现的变频调速的系统，它们的节能原理都是相同的.2．1、变频调速节能的基本原理以水泵为例，水泵调速运行节电的理论之一是水泵学比例律.由水泵学比例律可知，对于同一台水泵，当以不同转速运行时，水泵的流量Q，扬程H，轴功率P与转速n有如下关系Q1/Q2=n1/n2 ,(1)H1/H2=(n1/n2)2，(2)P1/P2=(n1/n2)3 .(3)流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比.由此可见，当降低转速时，功率的减少量远比流量的减少量大得多.因此，降低水泵的转速，就有可能使单位供水量的电耗减少.由电工学可知，电机的转速与输入频率有如下关系n=60f(1-s)/p ,(4)式中：f为电源频率;s为滑差率；p为极对数；n为电机的转速.变频器通过改变电机频率而达到无级调速的目的 .对于水泵来说，变频调速供水，就是通过压力变送器检测管网水压，并将水压信号转化为电流信号，反馈给变频器内单片机，单片机根据水压情况调整水泵电机输入频率，从而使水泵转速改变.例如，在非高峰供水时，水泵减速运行，从而使水泵输入功率减少，达到节能的目的.这就是变频调速供水节能的基本原理.2.2、变频调速器的自动控制变频调速器可以手动控制也可以自动控制.自动控制信号采用4～20mA电流信号或0～5V电压信号；采用闭环控制的方法可以更好地满足自动控制的要求(如图1).流量仪表的气动信号经气电转换器变换为4～20mA的电流信号,由变频调速器的控制端进而来控制电动机的转速以改变流量.如果采用的是电动仪表，变频调速器试用又证明是可靠的，那么图中的气电转换器、三通气开关以及气动调节阀都可省去，从而控制系统大为简化.而且流量控制的精度比已往的气动调节阀控制高.根据要求，变频调速器也可采用温度控制、压力控制或各种信号的综合控制.图1 变频调速器自动控制示意图2.3、与阀门调节相比变频调速的节能分析采用变频调速器后，将泵和管线的阀门全开，用改变电机电源频率的方法来改变电机转速，进而改变流量.图2为水泵以阀门控制或调速控制时流量Q与扬程H的关系曲线（假设管路末端压头为零）.图2 变频调速器的节能原理图图2中：曲线1为泵在转速为n1时的Q-H性能曲线；曲线2为管路阻力特性曲线;曲线3为关小阀门，流量为Q2时的管路阻力特性曲线;曲线4为泵在转速为n2时的Q-H性能曲线;A，B，C为水泵的工况点.泵消耗的轴功率为P=γQH/η ,(5)式中：γ为流体容重；η为泵的效率.由式（5）可知，轴功率与Q，H的乘积成正比.因此在工况点A，轴功率与Q1，H1的乘积面积AH1OQ1成正比.根据工艺要求，当流量从Q1减少到Q2时，如采用阀门调节方法相当于增加管路阻力，使管路阻力特性变到曲线3，系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行．从图2中可以看出，压头反而增加为H2，轴功率与面积BH2OQ2成正比，显然减少不多.如果采用转速调节，转速由n1降到n2.泵在转速为n2时的Q-H性能曲线如曲线4所示，可见在同样流量Q2时，压头H3大幅度降低，功率（与面积CH3OQ2成正比）明显减少，节省的功率与面积BH2H3C成正比,很显然节能效益显著.即便考虑到因转速的降低而引起效率的降低及附加控制装置的效率的影响等，但节电效果仍十分明显.此外，电机消耗的功率不仅决定于泵，还和调速的方法有关.如果电动机的滑差损耗很大，节电效果就大打折扣了.变频调速器是一种高效调速装置，它与滑差调速、液力偶合器调速不同，没有滑差损耗，本身的固有损失仅为1%～2%，因此变频器的输入功率在任何速度下都近似等于泵的轴功率.对泵流体机械，流量是与转速成正比的，而轴功率是与转速的立方成正比的，因此P=(n/n e)3P e=(Q/Q e)3P e，(6)式中：n e，Q e，P e分别为泵的额定转速、额定流量和额定轴功率.由式（3）可知，采用变频调速时，变频器消耗功率为P变频 =P=(Q/Q e)3P e .(7)如果采用阀门调节，电动机消耗功率近似为P电 =（0.4+0.6Q/Q e）P e.(8)从式（7）和式（8）可见，当流量Q变为额定流量的50%时，采用变频调速时消耗功率为0.125P e.采用阀门调节流量时，电动机消耗功率0.7P e，节电率为82.1%，节电效果是很可观的.2.4、在供暖水系统中采用变频器的节电效果在水暖厂21#换热站供暖水系统中，采用110kW循环泵及变频器一开一备运转，2007~2008采暖期循环泵频率f=33Hz，由式（7）可算出21#换热站变频调速消耗功率为31.62kW,节电率为71.25%，年节电量为（110-31.62）χ151χ24=28.4万kW.h,电价按0.57元/(kW.h)计，则年节约资金为16.188万元；若选用价格为8.5万元的变频器两台，则静态投资回收期为一个采暖期.浅谈变频器在供暖系统中的应用机电科：宋涛。
浅谈变频器在供暖系统中的应用
浅谈变频器在供暖系统中的应用摘要：阐述了暖通空调运行中变频技术用于循环水泵的广泛性和必要性。
理论上和实际运行的数值说明了变频技术的节能效果。
冬、夏季室外温度一直在变化，而室内温度要求的舒适度是稳定的，在变化的室外温度条件下，要达到稳定的室内温度，除了合理的系统设计外，还要在系统运行中不断地进行调节。
通过对各种调节方式的比较，变频技术“变压变流量”调节法是最方便、最经济的。
利用对室外温度采集的数据，通过计算机对变频调速的“智能”控制，可达到精确、经济、节能、可靠运行之目的。
相关研究工作制的从业人员借鉴与参考。
关键词:变频调速室外温度调节负荷Abstract: the article discusses the hvac operation of frequency conversion technology used in the circulating water pump of universality and necessity. Theory and the practical values that the energy saving effect of frequency conversion technology. Winter and summer outdoor temperature has been changed, and indoor temperature requirements of the comfort is stable, changes in the outdoor temperature conditions, to achieve stable indoor temperature, but reasonable system design, but also in the operation of the system continuously adjusted. Through the comparison of the of all kinds of regulating mode, frequency conversion technology “variable pressure and variable flow” adjustment method is the most convenient and the most economic. Use of outdoor temperature gathering data, through the computer for variable frequency speed “intelligent” control, can achieve precise, economy, energy saving and reliable operation purposes. Related research work week employees for reference and reference.Keywords: frequency control the temperature outside adjust the load引言近十几年来，变频器已广泛地用于交流电动机的速度控制。
变频技术在供热系统中的应用
变频技术在供热系统中的应用
1. 引言
在当前节能减排和绿色环保的大背景下，变频技术在供热系统
中的应用越来越受到重视。
本文主要介绍变频技术在供热系统中的
工作原理、优点以及具体应用案例，以期为供热系统的优化升级提
供参考。
2. 变频技术的工作原理
变频技术主要是通过改变供电频率来调节电动机的转速，从而
实现对供热系统中泵、风机等设备的调节。
其基本原理是根据系统
负荷的变化，通过变频器自动调整供电频率，使设备始终在高效区
运行，达到节能的目的。
3. 变频技术在供热系统中的优点
3.1 节能效果显著：通过调节供电频率，使设备在高效区运行，降低了能源消耗。
3.2 提高系统运行稳定性：变频技术可以实时调整设备转速，适应系统负荷变化，保证供热质量。
3.3 减少设备磨损：设备在低速运行时，减小了机械磨损，延长了设备使用寿命。
3.4 灵活调节供热参数：通过变频技术，可以方便地调节供水温度、流量等参数，满足不同用户的供热需求。
4. 变频技术在供热系统中的应用案例
4.1 案例一：某城市热力公司采用变频技术对供热管网进行改造，实现了对泵站供水泵、回水泵的实时调节。
经过实际运行，节能效果达到30%以上。
4.2 案例二：某工厂供热系统采用变频技术对风机进行改造，根据生产需求调整风量，降低了能源消耗，提高了供热效率。
5. 结论
综上所述，变频技术在供热系统中的应用具有显著的节能效果、提高系统运行稳定性和减少设备磨损等优点。
随着科技的不断发展，变频技术在供热领域的应用将越来越广泛，为我国供热系统的优化
升级和绿色环保事业贡献力量。
浅析变频调速技术在供热锅炉上的节能应用
２・ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
科技 论 坛
浅 析变频调速 技术在供热锅炉上 的节能应用
王 庆 国
（ 哈 尔滨 市 直 属 房 产 经 营公 司通 达 分公 司 ， 黑龙 江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ０ ０ ）
摘 要： 随着工业的快速发展 ， 计 算机控制技术在工业中得到 了广泛的应用 ， 近年 来变频调速 器广泛的在工业生产 中进行使用 ， 并取 得较好的成效。 变频 器以其优 良的品质 、 低廉的价格 、 稳定的性 能， 使其成 为工业生产 中的 最佳需求。 在供 热锅 炉设备 中， 要保证锅炉设备 的运转则 需要 消耗 大量的 电能 ， 无形 中增加 了生产成 本， 变频器能在一定工况条件下 ， 调整 电机 的转速 ， 从 而实现 节能的要 求 ， 因此变频 调速技术在供 热锅 炉上进行应用 ， 对锅 炉设备的变频节能起到 了积极的作用。文 中分析 了供 热行 业中锅 炉运行 的特 点， 同时进一步对 变 频技术在供热锅炉中的节能应 用进行 了阐述。 关键词： 变频调速技 术 ； 供热锅 炉 ； 锅炉变频节能改造 锅 炉供 瞎鬻 用变颤 调 遘技 术 ．经 过 实际 应用 对 比后 ． 其
在很大程度上提高了供热系统运行 的可靠性 和经济 、 稳定运行 运行时炉膛温度 ， 炉膛负压 、 出水温度 、 回水温度等参数引到控制室 效果 ， 降低 了设备 的故障率 ， 提高 了设备 的工作效率 ， 同时还满 内，在控制室内的控制人员根据锅炉的运行情况及在保证供暖安全 的安全性 ， 足了生产工艺的要求 ，有效 的提高了供暖的质量 ，设备投资 回收期 可靠的前提下对锅炉鼓风机和引风机的电机转速进 行相 应的调整 ， 短 ， 其所产生 的经济效益和社会效益十分 明显 ， 因此变频调速技术在 同时还有一套应急方案 ， 即当变频器 出现不能排查 的情况时 ， 即转为 将被广泛的应用 于供暖行业和其他行业 ， 为企业的节 应急的备用方案运行 ， 这两种方式相互转换 ， 极大的保证 了用户在使 以后的发展中 ，
变频技术在供热行业中的应用
变频技术在供热行业中的应用现阶段我国的科学技术有了很大的进步，一些先进的技术已经在实际生产生活中得到了应用，对生产的效率也有了大幅度提升。
处在当前的社会快速发展过程中，加强对先进技术的应用就是提升市场竞争力的重要保障，基于此，本文主要就供热行业中的变频技术的应用进行详细探究，对变频技术的节能原理以及调控方式等詳细分析，再就变频器的相关维护问题加以解决，希望此次理论对实际发展有所裨益。
标签：变频技术；供热；应用0 引言我国的能源消耗比较严重，供热行业正是能源消耗的重要行业，所以加大能源的节约就有着其必要性。
通过对供热行业采用新的节能技术，能够有效达到能源节约的目的，变频技术就是当前在供热行业中有着广泛应用的一种技术，通过此次理论研究对其更好的应用于实践就有着一定促进意义。
1 供热行业运行现状及变频技术节能原理分析1.1 供热行业运行现状分析我国正高速的发展，对能源的应用量也有了很大的耗费，对于供暖的问题在当下就显得比较重要，当前的热电厂主要是通过集中供热的方式，一次管网把热水从热源送到各个换热站，然后在换热器交换之后加热二次管网循环水输送到用户中。
这一间连式供暖中换热站的能耗是供暖系统能源消耗的主体，这就包含着水耗以及电耗等，其中对于电能的消耗占有很大的比例，对煤炭资源的消耗就相应比较严重，由于在设备的设计上存在着相应的不科学所以能源消耗就相对比较严重[1]。
主要就是循环泵的设计方面和实际没有得到有效契合，从而就对电能的消耗较为严重。
热计量以及分户调控让管网水力工况更为复杂能，为了运行的安全稳定一些设备没有充分的负荷运行，所以就使得电能的浪费。
1.2 变频技术节能原理分析将变频技术在供热行业中加以有效利用，在转速控制作用下对循环泵流量加以控制，这样就能够让电能消耗降到一个比较合理化的程度，在能源的节约以及供热成本的降低上都有着积极的作用。
以供热系统中的水泵为例进行分析，水泵变频调速节点的主要理论就是水泵学比例律，同一水泵在不同转速运行过程中其流量Q以及扬程H和轴功率P在和转速n的关系上能够通过以下的关系式进行描述：P1/P2=（n1/n2）3，H1/H2=（n1/n2）2，Q1/Q2=n1/n2，从这些描述式中就能够看到，转速和流量是成正比关系的，而转速和扬程的平方也是成正比关系的，转速和轴功率的立方也是成正比关系的，这样就能够看出，在转速降低的时候功率减少量要比流量的减少量要大，所以对水泵的转速进行降低就能够将电能消耗得到有效减少。
浅析变频技术在供暖中的应用
浅析变频技术在供暖中的应用摘要：新时期伴随着新技术的不断涌入，变频供暖系统的使用也越来越广泛起来。
文章就变频技术在供暖循环系统的应用进行分析研究，仅供参考。
关键词：变频技术；供暖系统；循环水泵；变频器在供暖系统中，采用变频技术可以有效地控制供暖循环系统的流量，在最大程度上来实现补水系统的定压，这样一来，不仅减少了由于设备启、停冲击下的故障损失和一些人为的频繁操作，而且还较大幅度地提高了系统的经济、稳定运行以及可靠性的安全性。
它可以在减少维修、经济效益、社会效益、提高供暖质量、自动化生产以及节能等的各个方面发挥着一个巨大的作用，所以说变频技术就将会在供暖行业以及其它的应用领域之中得到了极为广泛的应用，在最大限度之上有效地为节能环保做出一个应有的贡献。
1、变频技术的节能原理与负载关系据统计目前每年电动机的能耗占每年全国发电量约50%，而其中大部分电动机为简单、方便、维护量少的鼠笼式电动机，在供暖系统中热电厂、热源厂及二级换热站的鼓风机、引风机、循环水泵、补水泵等都为此结构电机。
由于技术上的原因，在上个世纪80 年代前对较大功率的鼠笼式电机(几个KW 以上)进行调速控制一直为人们所向往，但随着近20 年来电力电子器件的飞速发展和控制理论的不断提高，通用型变频调速装置的价格也能广泛的被企业所能接受，同时变频调速装置对鼠笼式电动机的调速控制也广泛的被企业所采用，而在采用变频调速鼠笼式电机获得很好的节能效果，并给企业带来了良好的经济效益。
这与电机的负载性质有关系。
一般将电动设备负载性质分成三类，见表1根据供暖系统中的主要电机负载类别，下面以离心风机、水泵类为例分析节能特性。
离心风机、水泵类负载的节能分析在理论上来改变离心泵转速时，泵特性有如下关系:Q1/Q2=N1/N2H1\H2=(N1/N2)P1/P2=(N1/N2)式中：Q 指得是流量；H 指的是扬程；P 指的是泵轴功率；N 指的是泵转速；1、 2 表示的是泵的两种不同的转速。
变频调速技术在供暖系统中的应用
技术与检测Һ㊀变频调速技术在供暖系统中的应用刘鹏荣，单义兵，张立朋摘㊀要：变频调速技术主要是利用电子自动控制和电机运行的高新技术，具有高效的调速性能，节能效果显著，可适用于各行各业㊂文章对变频调速技术在供暖系统中的应用进行分析，以供参考㊂关键词：变频调速；供暖系统；应用一㊁供暖系统流程为实现供暖系统对水压㊁水温的自动控制，在硬件上需要采用大量的计算机技术，有效避免发生安全事故，增强供暖系统的正常运行，根据供暖企业的实际情况有效利用热能，达到节约水资源的目的㊂二㊁热泵供暖系统工作原理热泵作为一种节能装置，已经广泛应用于各个领域㊂只需消耗少量电能，就可以将低品位能源升级为所需的优质能源㊂比如在供暖系统中采用太阳能热泵㊁地源热泵㊁空气源热泵来实现供暖㊂地源热泵辅助供暖循环：供暖季节夜间或天气条件恶劣的白天，如果集热蒸发器出水口温度低于设定值，则开启热泵供暖；夏季，太阳能作为地源热泵的能源储存在浅层地下，可以跨季节储存能量，为来年供暖储备能量㊂对于这种热泵供热系统，为了使压缩机构的热量符合用户的需求，需要采用变频调速和节能控制㊂通过控制逆变器，在保持磁通恒定的前提下，同时改变电源电压和频率，实现电机转速的无级调节㊂三㊁系统构成与实现（一）现场控制站现场控制站主要由ＰＬＣ组成，ＰＬＣ的组成部分包括顺序控制模板㊁数据采集模板和模拟量控制模板：①顺序控制模板的主要功能是完成水泵和电动门的启停开关控制；②数据采集模板主要是对供暖系统现场的水温㊁压力㊁流量等数字信息进行收集，并将所采集的数据传送至上位机进行显示；③模拟量控制模板主要负责对现场的模拟信号利用ＰＩＤ控制模板进行信号输出，决定蒸汽阀和水位调节阀的开关位置㊂（二）通信方式ＰＬＣ控制系统之间的通信主要采用主 从通信的方式，操作员站的ＰＣ机为主站，现场控制站为从站，操作员站是整个控制系统中的发起者，需要安排人员进行２４ｈ值班㊂监控系统中的控制管理功能主要是由操作员站的ＰＬＣ来完成，能够充分实现对整个系统之间的协调性，当控制系统的通信功能正常时，监控中心对其进行协调管理，来完成供暖系统的全过程监测和保护工作㊂（三）系统控制的创新点创新点有以下五点：①ＰＬＣ作为供热企业的监控系统，操作相对简单，可以实现自动控制和手动控制之间的切换；②优化热源调度，根据系统监测的运行数据预测供热系统负荷，调整供水温度，向燃烧系统下达供水温度需求，保持总供水量不变；③按热收费时，供热系统中的热负荷可能发生变化，可利用监控系统调节供水流量；④可以消除供热系统中的水平热不平衡问题，供热管网的水平不平衡数据可以作为系统中定量评价的指标；⑤采用可编程控制器监控系统可以有效降低各换热站的泵功率，在换热站安装变频器调速装置可以有效控制泵速，节约电能，提高供热企业的经济效益㊂四㊁变频调速装置的应用选择使用智能化和网络化的科技技术已经成为发展趋势㊂由于现有供暖系统流量调节方式已经无法满足当前需求，需要及时更新变频设备㊂传统的流量调节利用关闭阀门等方式，虽然能够确保所需基本温度，但是在使用过程中浪费大量燃料㊂五㊁变频器在补水系统中的应用（一）原有补水系统存在的问题补水系统在供暖系统中起到自动补水㊁补压的作用，是非常重要的一个环节㊂供暖系统长期工作会受到很多因素影响，造成管线老化㊁腐蚀等，失水时如果补水系统不能够及时启动，就会造成因压力过低供暖系统停止运行㊂另外，补水装置的电压系统由电接点压力表进行控制，补水系统压力值在电接点压力表最高值和最小值的范围内进行不断切换，造成供暖系统压力不能稳定运行，导致运输管道薄弱环节出现爆管，增加资金投入和维护成本㊂可见，补水系统可以直接决定供暖系统的质量㊁成本以及维护投入㊂（二）锅炉风机的变频调速技术应用鼓风机在一定转速和介质密度下，可以确定风压功率与风量之间的关系㊂供暖系统中烟道㊁风道的特性是指所受到的阻力与风量之间的关系㊂这说明，当风量增加时，烟道㊁风道中的阻力也会加大，必须采取合理措施平衡处理㊂利用变频调速技术可以有效控制用煤量和风量之间的比例，根据烟气中的含氧量确定锅炉的送风量，合理控制锅炉燃烧，提高锅炉经济效益㊂六㊁结语供热系统智能化要求物理设备网具有可调节㊁可控制㊁可计量能力㊂智慧供热需要用智能技术和算法解决供热过程涉及的分析㊁推理和决策性问题，将智能化建设深入到相对完整的供热流程中，在供热生产㊁服务过程中使系统具备分析和决策能力：通过自我学习㊁自主判断㊁优化配置㊁升级能力等智能行为，对物理设备网的未来走向及供热参数进行预测；利用通过人工智能手段获得的控制模型对物理设备网进行控制，完成人力无法实现的工作，最大限度地将供热人员从体力劳动和大量的脑力劳动中解放出来，创造增量价值㊂参考文献：［１］童克波．变频调速技术在车床主运动拖动系统中的应用［Ｊ］．自动化与仪器仪表，２０１９（８）：１９９－２０３．［２］庄少华．变频调速技术在电炉冲渣水泵系统中的应用研究［Ｊ］．世界有色金属，２０１９（１２）：２８－２９．作者简介：刘鹏荣，烟台厚德瑞华节能科技有限公司；单义兵，烟台晟瑞环境工程有限公司；张立朋，烟台云控矿山设备有限公司㊂３６１。
变频技术在热水供暖循环系统中的应用
变频技术在热水供暖循环系统中的应用冬季供暖问题是关系居民生活切身利益的大事，现在供暖企业自负盈亏，既要使居民供暖温度达到标准又要使企业的运行成本达到最低，这就要求供暖企业挖掘内部潜力，做好供暖调节工作。
因此，对整个热水供暖系统进行合理的供暖调节就变得至关重要。
热水锅炉及采暖系统运行过程中除应对运行参数、燃烧工况进行控制与调整外，还应根据采暖季节(初冬还是严寒)、采暖时间(白天还是夜间)等情况对供热量进行调节。
供暖系统的网络循环泵将循环水送到锅炉和锅炉循环水进行热交换，网络循环水再送到各个换热站。
采暖回水又通过循环泵送到换热器再进行热交换如此循环下去。
如果循环水在循环过程中发生丢失补水系统自动起动，自动跟踪二次回水管的压力变化而变化，最后维持系统平衡。
可以看出供暖换热系统的工作过程是一个不断地进行热交换的能量传递过程，而循环水系统是能量的主要传递者。
常规循环水泵的选择主要有两种方式：一种是按单独质调节的运行方式选择循环水泵，选泵的原则是泵的流量不能小于外网的所需流量。
在进行质调节时，只改变供暖系统的回水温度，而系统循环水量保持不变。
这种调节方式消耗电能较多，同时对于有多种热负荷的热水供暖系统，在室外温度较高时，如仍按质量调节供暖，往往难以满足其他热负荷的要求。
我公司在改造前采用的就是这种方式。
另一种是按流量调节的运行方式选择循环水泵，流量调节就是将采暖期按室外温度的高低分成初寒、寒冬和末寒三个区间。
即指在寒冬区使用流量大的循环泵；在初寒和末寒区使用流量小的循环泵。
采用分区间改变流量的调节时，每个区间管网循环流量应保持不变。
其中一台循环泵的流量和扬程按计算值的100%选择，另一台循环泵的流量和扬程按计算值的75%选择，这样可以提高循环泵的运转经济指标，并减少水泵运行的电能消耗。
《民用建筑节能设计标准》规定，供热系统中循环水泵的电功耗一般应控制在单位建筑面积0.35~0.45W/m2的范围内，实际上约为0.5~0.6 W/m2，甚至高达0.6~0.9 W/m2。
变频自动控制技术在集中供热系统中的应用
0.57 0.56
方案 2
0.55 0.54 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 年份 图 1 两种方案综合评分值对比图
3
结论
晋城矿区水资源承载力研究结果显示，晋城市水资源承载
力处于中等偏好水平，在矿区废水回用率提高的方案下水资源
李霄霞
变频自动控制技术在集中供热系统中的应用
1
变频自动控制技术的工作原理
1.1 定压补水 设置系统定压装置的目的在于供暖系统能在稳压状态下运 行， 保证系统内不倒空、 不汽化。目前供热系统定压方式主要有 膨胀水箱定压 、 补水泵定压 、 补水泵变频调速定压 、 气体定压罐 定压等。 采用补水泵变频调速定压，其基本原理是根据供热系统的 压力变化， 改变水泵运行频率， 平滑无级地调整补水泵转速， 及 时调节补水量， 实现系统压力的恒定控制。该定压方式的关键设 再经 备是变频器， 其工作原理是把 50 Hz 的交流电转为直流电， 过变频器把直流电变换为另一种频率的交流电，从而达到补水 泵调速的目的。由于运行频率的改变会影响水泵功率以三次方 进行变化， 所以节能空间很大。另外， 与补水泵连续运行定压相 比较， 节省补水泵系统上调节阀的节流损耗， 节约了能耗； 与气 定压罐容积较大时， 补水 体定压罐比较， 特别是供热规模较大 、 泵变频调速定压方式即使在经济上也是占优势的。 1.2 采暖热水循环 供暖运行中普遍存在冗余现象， 大致出于两个原因： 一种是 静态设计带来的合理冗余。即设计师按照当地气象资料的极端 气温条件来确定系统的负荷峰值，显然在实际运行中肯定不会 始终处于极端气象条件下， 这就产生了设计的冗余。一种是供能 冗余， 即运行过程中每一天不同时间的变化， 每一月不同天的变 化， 都有一定的参差， 这就形成了供能的冗余 。这两种冗余应该 说是不可避免的，如果循环水量不能自动按照天气变化自动变 化的话， 依靠人工又不能随时随地地进行调整， 自然造成了系统 能源的极大浪费。实际上一般循环水系统大流量、 小温差现象普 遍存在， 造成实际水流比设计水量大， 使水泵电耗大大增加。 变频循环水泵节能控制的原理是控制采暖系统中供 、回水 温度保持设定值， 当热负荷变化时， 自动调节循环水量的大小去 适应系统负荷变化的需要， 取代以往阀门调控的不经济做法。供 热系统的供回水温度由变送器转换成电流信号或电压信号， 反 馈到 PID 调节器， PID 调节器将温度反馈信号与设定信号值相比 较， 并经 P （比例） （ I 积分） D （微分） 诸多环节调节后， 得到频率给 定信号控制变频器的工作频率，从而控制水泵的转速和水泵的 出水量。也就是说， 当水泵出口温度低于设定值时， 变频器自动 升高频率， 水泵转速提高， 泵出口温度上升； 当水泵出口温度高 于设定值时， 变频器自动降低频率， 水泵转速下降， 泵出口温度 下降， 维持设定温度差。 节电控制运用计算机模糊控制理论和变频技术， 根据末端负 荷的变化， 采集多种变化参数。然后通过负荷随动计算， 自动对水 泵进行实时优化控制， 确保系统在满足合理供应的前提下， 大幅度 192
变频调速在供热、空调中的应用
变频调速在供热、空调系统中的应用变频调速拖动各种机械，其应用是非常广泛的。
供热、空调系统，基本上是水系统和风系统。
在系统中水泵、风机的作用是驱动流体的循环，以满足民用和工业中的供热、供冷的需求。
从机械特性而言，属于平方转矩的负载特性，因此，具有很大的节能、节电潜力。
对于平方转矩的负载特性，能和通用型的变频器及标准电机很好匹配。
从技术上讲已相当成熟，从经济上讲通用变频器的价格逐渐下调，已广泛被用户所接受。
供热、空调系统的变频调速，最终目的是调节系统的水量和风量，借以满足变负荷工况下的供热、供冷需求的同时，实现最大限度的节能、节电效果，以提高系统能效。
在变频调速系统中，水量、风量是调节参数，但不同系统，其需求不同，因此系统的被调参数也不同。
在供热、空调工程中，被调参数主要是压力、压差、温度和液位等。
本文叙述的内容，主要就是介绍不同调速系统的结构组成，相应的调节控制方法和应用效果，以及节能节电潜力的计算分析。
下面介绍一下不同系统变频调速的特点。
1．供热空调水系统的旁通补水变频调速定压供热、空调水系统属于闭式循环系统。
为了保证系统不压坏、不倒空和不汽化，实现安全运行，控制系统恒压点的压力恒定是至关重要的。
传统的膨胀水箱定压、补水泵定压、气压罐定压和蒸汽定压，都存在许多局限性，正在更多地被旁通补水变频调速定压方式所代替。
（1）系统组成。
图1给出了系统组成原理图，主要由四部分组成，即变频调速控制柜、旁通取压管、补水泵及配套电机、电磁阀及泄压装置。
图1 供热、空调旁通补水变频调速定压系统原理图1-补水泵；2-旁通取压管；3-压力传感器；4-平衡阀；5-电磁阀；6-循环水泵；7-外网用户；8-调频控制柜变频调速控制柜，包括变频器、调节器和控制面板。
变频器选择通用型变频器，变频器容量与单台补水泵的配套电机容量相一致即可。
调节器的功能是根据系统恒压点的压力状况，进行控制决策计算，然后给变频器下达调频指令。
一般变频调速装置的厂家提供。
变频调速在供热系统定压中的应用
应。 由风机盘管来 负担室 内的冷热负荷 。 每个房间的室温 由室温调节器 直接控制风机盘管的运行 ； 新风只负担房间的换气要求 ， 一个 固定 的 定 送风温度 ， 以送 风温度来控制新风处理箱 。这种 系统 的实践 ， 已收到满 意的效果 ， 但是电视台的技术用房 内电器设备很 多 ， 线路密集 ， 最怕水 浸入。所以若采用风机盘管优 其是 卧式） 应特别 注意凝结水盘 的大 时，
原因 ： 内冷热负荷不 同 ， 用时间不同的房间 ， 室 使 划在一个集 中低
速 空 系 统 中 ， 无 相 应 的调 节 手 段 。 又 对策：从根本上解决 的办法是将发热量相差悬殊的房间不用一个 集 中低速空调系统 ， 或采取分散机组 ， 采用 水 一空气 系统 ， 或 即新 风加 风相盘管系统 。在 每个房间设风机盘管 ， 而新风统一处 理， 集中系统供
变频 调速 在 供 热系 统定 压 巾硇 应用
沈阳中南置业有限公 司 孙海峰 沈阳高逸工程有限公 司 李春会 李冰
［ 摘 要］ 本文介 绍供热 系统定压方式及 变频调 速补水 泵定压 系统的组成和工作原理， 分析 了变频调速控 制系统的组成及应用。 ［ 关键词 ］ 热系统定压 补水泵定压 变频调速 供 近年来 ， 随着高层建筑 日渐增多和供热面积不断扩大 ， 区域 供热锅 炉房负荷不断增加 ， 对供热系统定压方式提出了新的要求 。 随着变频调 速技术和单片机技术 的发展 ， 其产 品价格大幅度降低 ， 为变频调速技术 应用 于供热系统定压提供 了条件。热水供热系统补水泵定 压方式采用 变频调速技术是非常必要的 ， 将会节约大量的电能。据计算 ， 当补水泵 流量减少到额定流量 ５ ％时 ，变频调速方式较传统补水 定压方式 节能 ０ ５％一 ０ 变频调速且具有 软启动功能 ， ０ ６ ％。 对电网的电流冲击小 。 可实现 微机 闭环控制 ， 可设计成手动开环控制 ， 有定压 准确 、 也 具 稳定 、 安全等 特点 。 设置系统定压装 置的 目的在 于供暖系统能在稳压状态下 运行 ， 保 证系统 内不倒 空、 不汽化。 目前 ， 热系统定 压方式 主要有膨胀水箱定 供 压， 即静水柱定压 、 补水泵定 压 、 补水泵变频调速定压 、 气体定压罐定压 等 。 以下 对几 种 定 压 方 式进 行 分 析 ： １膨 胀水 箱 定 压 、 因其必须设在整个系统 的最高点距离锅炉房较远 ， 管理不方便 ， 使 高位水箱的应用受到了限制 ， 在现代高层建筑采暖方式中已被摒弃 。 ２ 补 水泵 定 压 、 补水泵连续补水定压的供热系统 ， 其定压装置是 由补水箱 、 补水泵 及调节器组成 ， 系统 正常运 行时 ， 在 通过压力调节器作用 ， 补水泵连 使 续补给的水量与系统泄漏量相适应 ， 从而维持系统动水压曲线的位置 ， 但这种定压方式 ， 一般需连续运行 ， 电大 。而采用补水泵配稳压罐的 耗 方式定压， 又使设备变得复杂 ， 且增大了锅炉房 的占地面积 。 ３ 稳 压 罐 定 压 、 经调查分析 ， 国内生产 的稳压罐主要有以下几个问题： ①设计方 法 仍沿用冷水罐的设计方法 ， 大多数的定压罐是冷水罐的变形 。 ②罐与系 统的连接只是简单地照搬高位水箱的连接方法 ， 罐及 泵系统 缺少必要 的安全措施。 ③罐及附属设备的性能检验手段及 检测方法不完善 ， 罐体 气密性差 ， 一次性充气的罐体根本保证不 了一个采 暖期静压线不降低。 ４ 补水泵变频调速定压 、 综合上述几种定压方式的不合理处， 结合公 司的实 际情况 ， 采用补 水泵变频凋速定压 ， 其基本原理是根 据供热 系统 的压力变化 ， 改变 电源 频率， 平滑无级地调整补水泵转速 ， 并与在旁通管 上增 设电磁阀 ， 进而 及 时调节补水 量 ， 实现系统恒压点压力的恒定。 控制方式采用 ＰＤ调节器控制变频 器输 出，从而达到控制补水泵 Ｉ 流量的 目的。 压力传感器取补水泵 出口信号（ 就是采暖系统恒压点 的压 力信号 ） ，反馈给 ＰＤ控制器 ，Ｉ 控 制器将反馈信 号与给定压力 比较 Ｉ ＰＤ 后， 控制变频器调节电机转数 ， 以改变补水泵流量 。当水泵 出口压力低 于给定压力时 ， 变频器输出频率增加 ， 电机转数提高 ， 水泵流量增大 ， 反 之则减少。 这样 ， 靠水泵 流量的改变 ， 保证 了系统压力恒定 ， 当系统循环 泵停止时即静止状态时 ， 补水泵按静态设定压力稳压 ， 并保证系统最高 位置的水位 ， 防止出现局部无水 。当循环泵启动后 ， 系统补水泵按动态 设定压力进行恒压补水。动态设定压力一般低于静态设定压力 ０ 一 ｋ 。 ． ｌｇ ５ 当系统水温逐渐升高 ， 系统水体积逐渐 增大 ， 其压也会逐渐提高 ， 时 这 系统主要 由控制柜 频器 、 调节器 、 控制器）补水泵 、 、 平衡阀 、 电磁 阀、 压力传感器 、 安全阀等组成 。 （） ２ 工作 原 理 及 框 图 系统工作原理见图 １ 。由压力传感器测量待调压力 ， 与设定压力相 比较 ， 按设计要求 ， 频器改变补水泵 电机 的输入 电流的频率 ， 变 从而调 节水泵转速 ， 改变水 泵流量 ， 使待调压力符合设定 压力 ， 保证供热系统 压 力 恒定 。
变频调速技术在供热锅炉系统中的应用
３ ２ 水 泵 调 速 ． 水 泵 调 速 主要 有循 环 泵 调 速 和 补 水 泵 调 速 。 ３ ２ １ 循 环 水 泵 调 速 ．．
步 电机 调 压 调 速 和 串 级 调 速 无 可 比拟 的 优 越 性 ， 在
锅 炉 系统 中得 到 广 泛 的应 用 。 变 频 调 速 在 供 热 锅 炉 系 统 中主 要 应 用 在 风 机 调
目前 采 用 的 方 式 是 在 保 持 燃 料 量 与送 风 量 一 定 比例 的基 础 上 ， 以 烟 气 含 氧 量 校 正 送 风 量 （ 系 统 对 再 该 测 氧装 置 的 快 速 性 要 求 不 高 ） 或 直 接 由烟 气 含 氧 ，
量 来 校 正 送 风 量 （ 需 要 快 速 的 测 氧 装 置 ） 由 于 这 。 后 者 控 制 较 为 简 单 以及 氧 化 锆 测 氧 装 置 的 出 现 ， 目 前 多 采 用 后 一 种 控 制方 式 。见 图 １ 。
３１１ 鼓 风机调速 ．．
鼓 风 机 的 调 速 目的 是 保 持 锅 炉 燃 烧 的 经 济 性 ，
几 代 技 术 更 新 ， 日趋 完 善 ， 够 适 应 较 为 恶 劣 的 工 已 能 业 生 产 环 境 ， 能 提 供 较 为 完 善 的控 制 功 能 ， 满 足 且 能 各 种 生 产 设 备 异 步 电 动机 调 速 的 要 求 。
Ｚ ａｇ ｈｎ ｎ， ｈ ｎ ｉ ａ ｇ， ｈ ｏＪａ ｇ ａ Ｚ ａ ｇ Ｘ ｕ ｎ Ｚ ａ ｉｎ ｈ ｏ ｆ
Ａｂ ｔａ ｔ ｈｓａｔ ｌ ｎｒｄ ｃｓｔｅｒｌｓｐａ ｅ ｙｔｅ￣ ｑ ｅ ｃ － ｏ ｖｒｉｎ ｓｅ ｄ ａ ｊｓ ｎ ｅ ｈ ｏｏｙ ｉ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｉ ｒ ｃｅ ｉｔ ｕ ｅ ｈ ｏｅ ｌｙ ｄ ｂ ｈ ｅ ｕ ｎ ｙ— ｃｎ ｅｓ ｐ ｅ ｄｕｔ ｔｔｃ ｎ ｌ ｎ ｉ ｏ ｏ ｍｅ ｇ
变频技术在供热系统中的应用
变频技术在供热系统中的应用变频调速技术的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系： n =60 f（1-s）/p，（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。
变频器就是基于上述原理采用交-直-交电源变换技术，电力电子、微电脑控制等技术于一身的综合性电气产品。
目前，随着大规模集成电路和微电子技术的发展，变频调速技术已经发展为一项成熟的交流调速技术。
本文主要就变频技术在锅炉供暖系统中的应用进行研究，以实现有效地保护设备，延长设备使用寿命。
0 引言随着城市建设的迅速发展，我国北方地区冬季城市集中供暖成为城市现代化必然采取的步骤。
而供暖面积的不断扩大，使如何科学有效地控制和管理供暖系统，提高供暖的经济效益和社会效益，成为急需解决的重要课题。
在供暖系统中，锅炉房供暖所占比例很大，据对我国北方地区29个大中城市近3,5亿平方米的供暖调查，锅炉供暖占84%,热力供暖占12%,其他供暖占4%.在今后相当长的时间内，集中热力供暖是发展趋势，但无法取代锅炉供暖的主流地位。
对于供暖锅炉来讲，主要的能源消耗就是煤的消耗和电能的消耗，因此怎样提高煤的燃烧效率和电能的利用效率成为企业节能降耗的重要方式和途径。
1 锅炉供暖系统的原理分析在锅炉供暖系统中，主要有风量调节风机，循环水泵，给煤电机等用电设备。
其中风机主要调节进风量的大小，风量调节过大，空气含氧量超标，那就浪费了热能，风量调节过少，煤渣残留碳粉过多，又浪费了煤。
因此为提高控制水平，保证空气含氧量和煤渣残留碳粉达标，必须对风量进行有效调节，调节方式必须方便，灵敏，可靠。
以往调节风量的大小都是通过调节风门的开度来实现的，这种方式不论是人工调节还是机械自动化仪表调节都有相当一部分的电能转换机械能消耗在风门的阻力上，无法达到节能的目的。
由于供暖锅炉系统中的风机、水泵负载转矩与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比，采用交流变频调速控制风机、水泵流量代替传统阀门、挡板控制流量，可以大大节省该类负载的驱动电机的耗电量，达到节能的目的，如果普遍采用交流变频调速，平均节电率在30%左右。
变频调速在供热系统中应用
用变频调 速后 ， 实现了软起 动 、 软停机 ， 对 电机 和水泵 的冲击都 大大 减 市” 也 为变频技 术应 用于供热 系统 提供了动力。 小， 而且 由于 水泵基 本上是 在额定 转速 以下运 行， 更能使设 备寿 命大 幅 什么叫变频 调速 技 术 ， 它是 一种 以改 变电机 频 率和 改变 电压来 达 延长 。 同时 水泵运行 的振动和 噪音也明显降低 。 到电机调速 目 的 的技术 ， 它一 出现就 以其优异 的性能 逐步取代 其它交流 电机调速方 式 ， 乃至 直流电机调速 ， 而成为 电气传 动的中枢 。 ｌ 、 为了 保证生 产的可靠性 ， 各种 生产机械 在设计 配用动力驱动时， 都留有一定的 富裕量 。 当电机 不能在满 负荷下 运行时 ， 除达 到动力驱动 要求 外， 多余 的力矩增 加了有功功 率 的消耗 ， 造 成 电能 的浪 费。 当使 用 变频调 速时， 如果流 量要求减 小时， 通过 降低泵 和风机 的转速 即可满足
褥 技 专 诧
变频调速在供热系统中应用
张云锋 滨 州鑫诚热力有限公司 山东滨州 ２ ５ ６ ６ ０ ０
【 摘要ｌ 介绍变 频调速节 能 的原 理， 重点 介绍变 频调速在供暖系 统十 水系统 ； 控制 原理 图如图一所 示本 系统可分 为 “ 就地 ” 、“ 远程 ” 两种 控
补水和循环 系统中的应用。
节省 了设备的 维修费用。 ４ 、 变频器节能效 果 ： 风机、 水泵都属于减 转矩 负载， 即随着转 速的
图 一
三． 变 频调 速 在循 环 系统 中的 应 用
循环水泵是供 热系统 中最主要 的动力设备和 耗能设备 ， 为减 少采 暖 系统的 电能 损耗 ， 常规循环水 泵的选择一 般按质量 一 流 量优 化调节 的分 阶段改变 流量调 节的方 式配 备泵组 Байду номын сангаас 对 大型采 暖 系统 ， 可按 三个阶 段设 置泵组 ， 其流 量分 别为 １ ０ ０ ％、 ８ ０ ％和 ６ ０ ％， 扬 程为１ ０ ０ ％、 ６ ４ ％￣ １ ｆ ３ ６ ％；
变频调速技术在采暖循环系统中的应用
关键 词 ： 变频调速 ； 系统 ； ；Ｌ 循环 节能 Ｐ Ｃ
中圉分类号 ：Ｍ７ １ ２ Ｔ ６ ． 文献标识码 ： Ｂ
１ 引言
交流变频调速技术是当今节 电、 节能、 改善工艺
（０ｋ × ７ Ｗ ２＝１０ｋ ） ２个 引 、 风 机 （ ５ｋ × ４ Ｗ 和 鼓 ６ Ｗ ２
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第 ２ 卷第 ４ ９ 期 ２０ ０７年 ８月
甘
肃
冶
金
Ｖ０． ９ Ｎ ． １２ ｏ ４ Ａｕ ．， ０ ＂ ｇ ｌ Ｌ ＲＧＹ Ａ
文 章 编 号 ：６２４ ６ （０ ７ ０ －０４０ １７ －４ １２ ０ ）４０ ８ －２
Ｐ Ｃ与压力传感器构成 回水温度、 Ｌ 风量 的闭环 自动 控制系统 ， 实现电机根据负荷的变化变速运行 ， 自动 调节风量 、 供水压力、 供水温度 ， 既满足工艺要求 ， 又
达到节能降耗 、 延长设备使用寿命 和提高控制水平 的 目的 。
圈 １ 系 统 组 成 图
２ 系统构成及 其实现方 法
为动力源的电机 由于是工频驱动其转速不变。也就 是 说输 出 功 率 不 随 负荷 的 变 化 而 变 化 （ 暖循 环 采 泵、 风机运转周期从供采暖开始到采暖结束 ） 产生 ， 了“ 大马拉小车” 的现象 ， 既浪费了大量的电能 ， 同 时又给调节增加了困难。在采暖系统中使用变频调 速技术可直接控制风机 和循环泵 电机 的转速 ， 应用
＝ ３ Ｗ） 按 ２ 闭路运转 ， １０ｋ ， ４ｈ 共计 ２０ｋ ７ Ｗ。变频
流程、 提高产品质量和改善工作环境、 推动技术进步 的一种主要手段。变频调速具有优异的调速和制动 性能， 以其高效率 、 高功率 因数、 高节能效果以及使 用范围广等优点而被国内外公认为是最有发展前途 的调速方式。在采暖循环系统中使用该技术来控制
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变频调速技术在供热系统中的应用张 健（阜新市热力总公司，辽宁 阜新 123000）摘要：分析在传统供热方式中锅炉风机风量控制方法，热网水泵系统压力、流量控制方法的缺点，结合变频调速技术理论，总结变频调速技术在供热行业上的运用和节能效果。
关键词：变频调速；风机调速控制；水泵调速控制；节能降耗中图分类号：E951 文献标志码：A 文章编号：1006-6012（2017）05-0290-02近些年来，随着大规模集成电路与电力电子技术的发展，变频器产品的日趋完善和成熟，电机变频调速技术在各行各业得到了广泛的应用，特别在供水、供热行业，水泵和风机负载繁多，变频调速技术满足了设备的经济运行，又提供了较为完善的控制功能。
1 电动机变频调速的基本原理根据三相异步电动机的基本原理分析知道，由于余弦函数的周期性特点及变化规律可推出三相异步电动机定子磁场的旋转速度表达式为：n=60f/p （1）n三相异步电动机定子磁场转速；P三相异步电动机的极对数。
由于三相异步电动机定子旋转磁场转速和转子转速存在差异，即转差率，是电动机工作的关键，转差率表达式为：s=（n0-n）/n（2）s三相异步电动机转差率；n三相异步电动机转子转速，即三相异步电动机转速，表达式为：n=（1-s）n=60f（1-s）/p （3）从上式可以看出改变三相异步电动机工作电源频率可以达到改变电动机转速的目的。
变频器就是基于上述原理采用电源频率转换技术，集电力电子，微电脑控制等技术与一身的综合性的电气产品。
2 变频调速技术在锅炉风机负载的应用锅炉风机系统分为鼓风机和引风机，都配套大容量电动机，是锅炉运行中主要耗电设备。
以往最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调节风量，因此不论实际运行需求风量大小，风机电动机都在全速运行，随着运行工况的变化使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了，这种控制方式不仅很难做到精确控制，而且还造成大量的电能损耗和设备损坏，从而导致设备使用寿命缩短，设备维护费用增加，生产成本居高不下。
2.1 锅炉鼓风机变频调速控制锅炉鼓风机调速目的是把锅炉燃烧工况控制在最佳状态。
目前采用的方式是锅炉风煤比一定的基础上，再以排烟残氧量校正鼓风机转速，改变送风量，或者直接由排烟残氧量校正风机转速，校正送风量，但这需要快速的测氧装置，随着氧化锆测氧装置的出现，与控制简单，操作方便等因素影响，一般采用后一种控制方式，如图1所示：图1 鼓风机控制原理图2.2 锅炉引风机变频调速控制锅炉引风机调速目的是保证锅炉在微负压状态下运行。
锅炉在燃烧过程中，一旦出现正压燃烧，则危及司炉工人的正常操作及人身安全，还会对工作环境产生污染，对锅炉造成损坏。
采用炉膛压力控制引风机转速，校正排风量，使锅炉在微负压下运行，如图2所示：图2引风机控制原理图3 变频调速技术在热网水泵负载中应用供热管网系统一般分为高温水管网和低温水管网，区别在于供热管网运行参数的不同，水泵为热网的运行提供动力保障，热网系统中主要有循环水泵和补水泵等负载，通常根据不同的工况采用流量调节阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、温度等运行参数的调节控制。
但由于水泵在全速工况下运行，这样就造成大量的能源浪费，还加速了泵体、阀体的磨损，热网密封性能的破坏，因而增加了生产成本。
3.1 循环水泵变频调速控制循环水泵调速主要是为了保存供热管网中水流的动压，克服系统阻力。
一般在供暖期内大部分时间段循环水泵实际流量都要大于供暖所需实际流量的30%以上，为提高供热质量采用变频调速控制，通过热网供水温度与回水温度之差校正循环水泵转速，从而调节循环水泵流量，即温差大时流量就大，温差小时流量就小，如图3所示：图3 循环水泵控制原理3.2 补水泵变频调速控制供热采暖系统定压补水的作用是保证热水能送到供热系统中任何高度的用户室内，使之正常循环，满足供暖要求。
同时保证管网系统失水或循环水泵停止工作时，管网系统不汽化，不倒空。
变频调速定压补水方式是根据供热管网的回水压力变化校正补水泵转速，调节补水压力，从而实现系统恒压点的压力恒定，如图4所示：图4 补水泵控制原理锅炉鼓风机、引风机、循环水泵和补水泵采用变频调速方案后，通过降低运行设备转速，取代阀门、风门和挡板开度调节控制，可减少设备磨损，减小机械振动和噪音，有利于延长机械设备寿命，同时可实现无级变速，且调速平滑，自动控制程度高，节约电能。
4 变频调速节能分析4.1 节能依据在热力工程设计与施工中，通常都会在选用风机、水泵配套电动机时留有余量，同时供热负荷总在随室外气温的变化而变化，供热初期和供热末期供热负荷较小。
据统计在一个采暖期周期，严寒天气满负荷运行的时间占总运行的时间不到20%，为适应供热负荷的变化，以往调节手段多是在电机全速运行工况下调节，使得能量以阀门、风门和挡板的节流损失消耗掉了，造成大量的电能损耗和设备损坏。
根据流体力学和水泵风机工作特性，我们知道设备转速与其流量、扬程、功率有下列关系：Q1/Q2=n1/n2（4）H1/H2=（n1/n2）2 （5）P1/P2=(n1/n2）3 （6）n1与n2为三相异步电动机转速；H1与H2为水泵或风机扬程；P1与P2为三相异步电动机功率。
由公式（6）可知三相交流异步电动机功率与转速的三次方成正比，同时电动机转速与供电电源频率近似线性关系，可推出电动机变频调速节电近似公式：W=P×t×〔1-（f/50）3〕×m （7）W为节电量（kW·h）；P为电动机功率（kW）；t为每天工作时间（h）；f为电动机实际工作频率（Hz）；m为电动机工作天数（T）。
（下转第292页）290292图3 沉降基准点网位置关系示意图分别为JZ1～JZ4，均在本工程变形影响范围以外。
为便于每期现场测量作业，在基坑底部位置设置1个沉降工作基点，点号为GJ1。
在每期沉降观测开始前，需要先进行沉降工作基点与沉降基准点的联测，然后再利用沉降工作基点进行沉降观测点的测量。
3.2 测量方法由于本工程基坑开挖深度为14m，沉降工作基点与沉降基准点之间高差相差较大，没有便捷的测量线路，因此采用全站仪精密三角高程测量方法进行沉降工作基点与沉降基准点之间的联测。
为了满足沉降观测精度要求，选择了测角和测距精度较高的索佳NET05型全站仪，测量精度为0.5″，单棱镜测距精度为（0.5+10-6L）mm。
在基坑东南角C 点位置架设全站仪，分别后视已知基准点JZ1、JZ2和JZ3，可到得到全站仪到这三个基准点的斜距和竖直角。
然后再前视GJ1点，可得到全站仪到工作基点GJ1的斜距和竖直角，可根据式（14）计算工作基点高程及与精密水准高程较差，结果如表1所示。
由表1可以得出，工作基点GJ1的精密三角高程与精密水平高程较差为-0.10mm，满足《建筑变形测量规范》中规定沉降监测点测站高程中误差≤0.50mm 的建筑变形等级二等的要求，甚至满足建筑变形等级一等≤0.15mm 的要求，这说明精密三角高程测量用来联测沉降工作基点的方法是完全可行的。
4 结束语文章通过分析三角高程和精密三角高程的原理，推导了精密三角高程测量的计算公式，将其应用到实际工程之中，通过对比沉降工作基点的精密水准高程和精密三角高程的较差，证实了该方法的可行性。
精密三角高程测量应用于沉降工作基点的联测，测量精度能够满足建筑变形二等测量精度的要求，减小了测量工作强度，提高了测量工作效率。
参考文献：[1]周斌武.应用全站仪进行三角高程测量的新方法[J].甘肃农业,2015,z(11).[2]曹辉.智能空中三角测量中若干关键技术的研究[D].武汉大学,2013.[3]曾鼎华,张永兴.三角测量测法在隧道变形监测中的应用研究[J].水位地质工程地质, 2005,(5).[4]张智韬,黄兆铭,杨江涛.全站仪三角高程测量方法及精度分析[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2008,(9).[5]王慧超.全站仪三角高程测量方法比较分析[J].测绘与空间地理信息,2010,(33).表1 两种测量方法的高程比较测量方法精密水准高程精密三角高程高程差值点 号GJ1点JZ1- GJ1JZ2- GJ1JZ3- GJ1-0.10mm 测量高程16.31553mm16.31578mm16.31564mm16.31486mm16.31543(平均值)耗费时间1小时35分钟21分钟（上接第290页）4.2 实际应用以我公司二分公司为例，一台65吨锅炉，鼓风机电机功率为75kW,引风机电机功率为185kW；260kW 循环水泵3台（两开一备），11kW 补水泵2台（一开一备）。
变频调速节能改造之前均为降压启动，依靠阀门和风门调节流量和风量，应用变频调速之后，鼓风机和引风机工作在频率38Hz 时约三个月，44Hz 时约两个月；循环泵工作在频率42Hz 时约三个月，48Hz 时约两个月，根据节电公式（7）可计算出一个采暖期节约用电978100 KW·h，节电率为34%。
根据变频调速改造前后两个采暖期实际用电量计算，实际节电率约28%，因为实际用电量不仅包括风机水泵用电量，还包括其它设备用电量，28%也不是变频调速后的精确节电率，仅供参考。
5 结束语根据第三次工业普查的数据表明，水泵用电量占我国社会总用电量的21%，风机占全社会总用电量的12%，电动机消耗的电能约占工业总电耗的65%。
目前大多数电机还是非调速方式运行，大力推广电动机变频调速技术，不单单是其在调控技术上的优势，还有其节电节能效果显著，有利于电动机未来节能需求，有利于获取更高的经济效益和社会效益。
参考文献：[1]韩安荣.通用变频器及其应用[M].北京:机械工业出版社,2000.[2]姚福来.变频器及节能控制实用技术[M].北京:电子工业出版社,2011.[3]王树青.自动化与仪表工程师手册[M].北京:化学工业出版社,2011.[4]刘介才.工厂供用电实用手册[M].北京:中国电力出版社,2001.[5]锅炉房实用设计手册[M].北京:机械工业出版社,2003.[6]施振球.动力管道设计手册[M].北京:机械工业出版社,2006.（上接第252页）的好氧水塘，尽可能在气温较低时实现其功能。
3 结束语随着时代的发展，城市化进程推进的速度不断加快，我国应该不断加强对于城镇化中给排水设计关注。
不仅是要实现城镇化的速度，还要保证城镇化的质量。
尤其是在当前城镇给排水中存在的问题，严重的影响着我国城镇居民的生活质量以及城镇经济发展的速度。
因此，应该针对于城镇给排水中存在的问题进行优化，设计出更为合理的城镇给排水系统，处理在城镇发展中产生的污水，提高水资源的利用效率，才能实现城镇经济的快速、稳定、健康发展。