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摘要: “变频”几乎成了“节能”的代名词，通过具体案例，分析说明不可盲目应用变频技术。
关键词: 变频器； 节能； 补水定压
1 实际案例
某厂新建厂房及办公楼，面积共7000m2。为冬季采暖，配套建设了一供热站，形式为间接供热，热源为邻厂高温工业废水，二次管线为直埋保温管。系统补水泵用技改闲置下来的一台日立公司L300P系列变频器控制，变频器输出频率由二次回水压力信号经PID调节控制。原理图如图1所示。 （图片） 调试后开始供热不久，发生了补水泵叶轮室内水汽化的事故。
2事故原因分析
补水泵一般按流量和扬程选择，流量为2%的系统循环水量，扬程为用户最高压力点加上3~5m水压。通常实际选择的水泵流量和扬程都比计算值裕度高些。如图2所示，压力变送器将二次回水压力信号传入PID调节器，PID输出给变频器控制水泵转速，这样系统达到静水压线后，在变频器的控制下补水泵就保持在维持静压点不动的转速 。由于当初选泵时裕度有高低， 值占水泵额定转速 的比例也不同。但不可能太低，否则就会浪费。（图片） 设系统工作在静压点H，对应的水泵转速为n；选泵时扬程留出5m水压的裕度 He=H+5，假设其对应的水泵转速为额定转速ne。由于（图片），则（图片） 补水泵基本上都是低流量高转速，设 =1450 r/min，我们按高、中、低，分别选有代表性的工作静水压线60m、23m和6m，代入上式，则 分别为1392 r/min、1320 r/min和1073 r/min，可以看到系统稳定后，补水泵的转速仍然很高。
在失水量较大的系统，当系统达到静水压线后，仍有较大的水量流过补水泵，将叶轮在叶轮室内摩擦产生的热量带走。如果系统失水量很小（如本工程24h不足1t），那么补水泵内的水几乎不流动，叶轮在叶轮室内摩擦产生的热量不能很快传递出去，温度越来越高，最终使水汽化。
过去，大的管网系统失水量很大，就是较小的系统，由于管道和阀门质量很差、泄漏很严重、用户经常偷水，管网需补水量也较大，没有发生过这种汽化现象。而本案例中，工程采用的管件质量较高，也不存在用户偷水等问题，系统需补水量很小，而设计者未结合实际，盲目地将别处的成功技术应用到本工程中，认为只要用上变频就省电了。
3 解决方案
为解决这个问题，提出了一下方法：
（1）在补水泵出口至水箱加一旁通管，管上设一阀门。值班人员感觉补水泵叶轮室太热后就打开阀门，使水在补水泵与水箱间循环，不致汽化。
（2）值班人员感觉补水泵叶轮室太热后停止补水泵，当二次回水压降到工作点后再启动补水泵。
（3）值班人员感觉补水泵叶轮室太热后，打开二次回水管上的手动放风阀门，故意造成二次管网大量失水，使变频输出增大，提高补水泵的补水量，提高水泵叶轮室内水的流速，使其降温。
（4）使用变频器PID控制基础上的水泵睡眠控制模式。最近几年，新型的变频器增加了“PID睡眠”功能，可设定一个频率值作为变频器输出的“睡眠频率”，当变频器输出低于此值，则变频器停车，停止补水泵，避免补水泵叶轮室水汽化；当二次回水压力逐渐降低，使变频输出达到“唤醒值”，再启动补水泵。
这些方法确实防止了补水泵叶轮室内水汽化的发生，但它们都与用变频器控制补水以达到节能的初衷背道而驰了。第1个解决方法，泵始终在工作，既费电又费泵；第2个，值班人员需要很强的责任心，很难避免人为的疏漏；第3个，显然只能作为应急处理方法；第4个确实很先进，不费电不费水不费泵，也很少出人为的疏漏，但使用此功能需另外购买功能扩展卡，增加了投资；另外，变频器如果出问题，维修费用高昂；另外，它一天工作时间不到半小时。
4 最终解决方案
采用开始被摒弃的“落后”的控制方式，系统原理图如图3所示。（图片） 静压点达到设定的下限值，电接点压力表接通补水泵继电器控制电路，泵启动；静压点达到设定的上限值，停泵。由于系统失水量很小，一天中泵工作的时间很短，不会有水泵频繁启停的现象。控制电路只需1块电接点压力表、1只中间继电器、1只交流接触器、1只热继电器、2只按钮和2个信号灯。结构简单，每个电工都很熟悉，便于维护，成本非常低，而且安全可靠。
许多人对科学技术过于迷信，认为用变频就是节能，但技术的应用不应以“先进”为准，而应以“适用”为最好。
参考文献
[1] 陆耀庆，等.实用供热空调设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2005
9/20/2011
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