[實用新型]一種風(fēng)機水泵節(jié)能裝置

有效

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• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN203223360U
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉教瑜;曹能;楊華群;劉凱;吳雪峰;萬路;王晨光;申廷進;高君宇;魏體鑒
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及水泵，特別是一種基于多變頻器、多泵機的風(fēng)機水泵節(jié)能裝置，尤其在大功率場合，節(jié)能效果非常顯著。

背景技術(shù)

目前，在風(fēng)機水泵類負載變頻的控制中，其主要的模式是將運行在工頻的風(fēng)機水泵臺數(shù)調(diào)節(jié)和單臺變頻調(diào)節(jié)結(jié)合在一起滿足所需流量。即當(dāng)要求的流量小于n臺風(fēng)機水泵額定流量之和的時候，n-1臺風(fēng)機水泵運行于工頻狀態(tài)，1臺風(fēng)機水泵運行于變頻狀態(tài)。這是根據(jù)流量需求配置風(fēng)機水泵臺數(shù)，其節(jié)能效果較早先利用擋板控制流量有所提高，但仍不是十分理想，還有較大節(jié)能潛力可以挖掘。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種風(fēng)機水泵節(jié)能裝置，以便解決已有技術(shù)存在的問題。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：由觸摸屏、PLC控制器，以及多臺變頻器、風(fēng)機水泵、流量計和功率測量單元組成；所述PLC控制器通過RS485總線將觸摸屏、變頻器以及功率測量單元串聯(lián)起來，通過MODBUS協(xié)議通信；變頻器的輸入端接入功率測量單元；變頻器的輸出端接風(fēng)機水泵；流量計的流量信號接入到PLC控制器。

本實用新型在RS485通信線的兩個端節(jié)點可以并聯(lián)110-130Ω電阻。

所述功率測量單元主要由電壓采樣電路、電流采樣和AVR單片機最小系統(tǒng)組成；變頻器的輸入電壓接入電壓采樣電路的輸入端，通過電壓采樣電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后，由單片機讀取；變頻器的輸入電流通過電流采樣電路轉(zhuǎn)換為0～2.56V的電壓，再經(jīng)AVR單片機的AD口轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。

所述電壓采樣電路可以由分壓電路、整流電路、濾波電路、放大電路，TLC1549為主的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路以及光耦隔離電路組成；輸入電壓經(jīng)一個固定陽值電陽和一個滑動變陽器分壓、整流芯片DB107整流、電容濾波后，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC1549轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)光耦隔離后由單片機讀取。

所述電流采樣電路可以由整流芯片DB107、霍爾電流傳感器ACS712、RC濾波電路、放大器AD620組成；輸入電流經(jīng)整流橋DB107整流變?yōu)橹绷麟娏餍盘柡螅绷餍盘栞斎牖魻栯娏鱾鞲衅鰽CS712變換為與電流成正比的電壓信號，經(jīng)放大器AD620放大后變換為0～2.56V的電壓信號，電壓信號輸入到AVR單片機的AD口。所述AVR單片機最小系統(tǒng)可以采用ATMEGA8單片機。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下主要的優(yōu)點：

為了挖掘節(jié)能潛力，理論和實踐均可證明，將多臺風(fēng)機水泵均運行于變頻(低頻)狀態(tài)，在滿足所需流量的情況下，通過變頻，可以尋找到最小運行功率點，此時，節(jié)能效果十分顯著。

本實用新型改變了傳統(tǒng)的只有一臺風(fēng)機泵機工作于變頻狀態(tài)、其余泵機工作于工頻狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，采用多臺泵機同時變頻調(diào)速的方案，并且利用控制器中節(jié)能算法對系統(tǒng)進行最小功率控制，節(jié)能效果明顯。

該節(jié)能裝置由用戶設(shè)定的流量情況，根據(jù)管網(wǎng)瞬間壓力變化，通過控制器，實時自動調(diào)節(jié)泵機的工作頻率即轉(zhuǎn)速和多臺水泵電機的投入及退出，使管網(wǎng)主干出口端流量保持在恒定的流量設(shè)定值。

現(xiàn)結(jié)合實際運用情況說明其節(jié)能效果：

織三中央空調(diào)改造前有冷凍、冷卻循環(huán)水泵4臺，裝機容量22KW/臺，二用二備。

改造前的原模式：水泵一用一備。

冷卻泵功率22KW*1，運行電流43A。

冷凍泵功率22KW*1，運行電流38A。

月耗電：[3*220*43*08+3*220*38*0.8]*24*30＝30816度。

改造后的節(jié)電模式：兩臺水泵并聯(lián)運行，變頻器調(diào)節(jié)輸出頻率27～30Hz，在保證水泵流量的前提下：

冷卻泵功率22KW*2，運行總電流20A。

冷凍泵功率22KW*2，運行總電流16A。

節(jié)電率：1-[(20+16)/(43+38)]＝55％。

每月節(jié)省耗電：(3*220*20*0.8+3*220*16*0.8)*24*30＝14040度。

每月節(jié)省電費：(30816-14040)*0.8元/度＝13420.8元。

實際運行證實，該系統(tǒng)經(jīng)改造后節(jié)能十分顯著，同時由于水泵低速運行，不僅故障率大大降低，而且也降低了設(shè)備的維修成本。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.觸摸屏；2.PLC控制器；3.變頻器；4.水泵；5.流量計；6.功率測量單元。

圖2是功率測量單元電壓采樣電路圖。

圖3是功率測量單元電流采樣電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步的說明。