[实用新型]一种风机水泵节能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及水泵，特别是一种基于多变频器、多泵机的风机水泵节能装置，尤其在大功率场合，节能效果非常显著。

背景技术

目前，在风机水泵类负载变频的控制中，其主要的模式是将运行在工频的风机水泵台数调节和单台变频调节结合在一起满足所需流量。即当要求的流量小于n台风机水泵额定流量之和的时候，n-1台风机水泵运行于工频状态，1台风机水泵运行于变频状态。这是根据流量需求配置风机水泵台数，其节能效果较早先利用挡板控制流量有所提高，但仍不是十分理想，还有较大节能潜力可以挖掘。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种风机水泵节能装置，以便解决已有技术存在的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：由触摸屏、PLC控制器，以及多台变频器、风机水泵、流量计和功率测量单元组成；所述PLC控制器通过RS485总线将触摸屏、变频器以及功率测量单元串联起来，通过MODBUS协议通信；变频器的输入端接入功率测量单元；变频器的输出端接风机水泵；流量计的流量信号接入到PLC控制器。

本实用新型在RS485通信线的两个端节点可以并联110-130Ω电阻。

所述功率测量单元主要由电压采样电路、电流采样和AVR单片机最小系统组成；变频器的输入电压接入电压采样电路的输入端，通过电压采样电路转换为数字量后，由单片机读取；变频器的输入电流通过电流采样电路转换为0～2.56V的电压，再经AVR单片机的AD口转换为数字量。

所述电压采样电路可以由分压电路、整流电路、滤波电路、放大电路，TLC1549为主的模数转换电路以及光耦隔离电路组成；输入电压经一个固定阳值电阳和一个滑动变阳器分压、整流芯片DB107整流、电容滤波后，经模数转换器TLC1549转换为数字信号，经光耦隔离后由单片机读取。

所述电流采样电路可以由整流芯片DB107、霍尔电流传感器ACS712、RC滤波电路、放大器AD620组成；输入电流经整流桥DB107整流变为直流电流信号后，直流信号输入霍尔电流传感器ACS712变换为与电流成正比的电压信号，经放大器AD620放大后变换为0～2.56V的电压信号，电压信号输入到AVR单片机的AD口。所述AVR单片机最小系统可以采用ATMEGA8单片机。

本实用新型与现有技术相比，具有以下主要的优点：

为了挖掘节能潜力，理论和实践均可证明，将多台风机水泵均运行于变频(低频)状态，在满足所需流量的情况下，通过变频，可以寻找到最小运行功率点，此时，节能效果十分显著。

本实用新型改变了传统的只有一台风机泵机工作于变频状态、其余泵机工作于工频状态的结构，采用多台泵机同时变频调速的方案，并且利用控制器中节能算法对系统进行最小功率控制，节能效果明显。

该节能装置由用户设定的流量情况，根据管网瞬间压力变化，通过控制器，实时自动调节泵机的工作频率即转速和多台水泵电机的投入及退出，使管网主干出口端流量保持在恒定的流量设定值。

现结合实际运用情况说明其节能效果：

织三中央空调改造前有冷冻、冷却循环水泵4台，装机容量22KW/台，二用二备。

改造前的原模式：水泵一用一备。

冷却泵功率22KW*1，运行电流43A。

冷冻泵功率22KW*1，运行电流38A。

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

改造后的节电模式：两台水泵并联运行，变频器调节输出频率27～30Hz，在保证水泵流量的前提下：

冷却泵功率22KW*2，运行总电流20A。

冷冻泵功率22KW*2，运行总电流16A。

节电率：1-[(20+16)/(43+38)]＝55％。

每月节省耗电：(3*220*20*0.8+3*220*16*0.8)*24*30＝14040度。

每月节省电费：(30816-14040)*0.8元/度＝13420.8元。

实际运行证实，该系统经改造后节能十分显著，同时由于水泵低速运行，不仅故障率大大降低，而且也降低了设备的维修成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1.触摸屏；2.PLC控制器；3.变频器；4.水泵；5.流量计；6.功率测量单元。

图2是功率测量单元电压采样电路图。

图3是功率测量单元电流采样电路图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的说明。