丹佛斯暖通空调、恒压供水、水工业 变频器在节能降耗方面的应用 山东省科学院自动化所 王秉玉 青岛北方电子有限公司 张 伟 摘要：大力推广电机调速技术，早已被列入《中华人民共和国节约能源法》有关条文中，本文介绍了丹佛斯VLT6000/VLT7000/VLT8000系列变频器作为智能控制过程装置在供热通风空调、恒压供水、水工业等领域，风机、水泵、空压机中的专业化应用，还介绍了VLT变频器的能量优化、抑制谐波等功能。 一、引言 大力推广电机调速节能技术早已列入《中华人民共和国节约能源法》有关条文中，而变频器调速技术以其体积小、重量轻、安装操作简单、数据可靠、性能稳定、节电效果明显等优点，在各种调速技术中独占鳌头。因此，大量风机、泵类、空压机等可调节流量的负载采用变频调速技术进行改造均取得了显而易见的效果。作为世界五大变频器供应商之一，丹佛斯早在1968年率先推出了电子变频器、时至今日VTLVLT变频器一直是高品质变频器的标志，大家广为熟知的VLT5000变频器以其卓越的控制性能、灵活的操作方式、强大的软件功能，正越来越多地应用各个行业的传动机械上，提高了劳动生产率，改善了工艺控制过程，深得广大用户的信赖.与此同时丹佛斯针对供热通风空调（HVAC）、恒压供水、水工业以及其他行业的风机、泵类、空压机等可调流量负载，分别推出了VLT6000HVAC、VLT7000Booster和VLT8000Aqua变频器及其专用软件。它们以其可靠的制造质量、独有的能优化功能（AEO）、极强的抑制谐波能力正迅速得到广泛应用，越来越方便地为用户提供合理的解决方案，继而最大限度地节能降耗。 二、恒压供水系统 在一些新建建筑及改造项目中，变频恒压供水已经替代了高位水箱，其节能性、方便性、卫生性是有目共睹的。变频恒压供水优点是不仅可以保证足够的水压，同时又不会因为室外空气和温度的变化影响水的质量。以丹佛斯VLT7000变频器和MCT10软件为主组成的变频恒压供水系统内置了多泵控制器。节省了人们常规使用的PLC，可在8种固定变频泵控制模式下同时控制7台水泵，又可在6种循环变频泵控制模式下控制4台水泵。变频器的能量优化功能（AEO）可以更节能，使效率达到最高；同时还有防止电磁干扰、抑制高次谐波的作用；还具有休眠模式/辅助泵功能，因为具有加强涂层，可抵抗恶劣环境。控制功率从2.2KW—55KW，能满足绝大多数恒压供水场合的需要。MCT10软件可以对变频器的所有参数进行合理的设置，简单易用，界面类似于Explorer，只用一个指令就可以更新变频器网络，具备在线——离线调试功能，可将变频器的参数设置与项目文件设置进行比较，并能存储警报和预警信息；支持RS485、RS232、USB、Profibus等协议，还可从danfoss.com.cn/drives下截，可在大多数32位Windows操作系统中运行、此系统现已全面推向中国市场，可更好地为水泵生产商恒压供水系统集成商等用户进行服务。 三、水工业 人类对纯净水需求的不断增加，以及全球纯净水资源的短缺和污水处理及回收利用的压力不断加重。目前，节约能源越来越成为人们关注的焦点。这就需要全球的共同努力来保护水和能源这些宝贵的自然资源。几十年的经验证明，在水资源管理控制和节能方面对交流电机实现变频调速控制是行之有效的手段。 Danfoss公司，一个在水处理领域的全球性的领导者，一直在提高人类生活质量和环境保护方面投入了巨大的精力。利用我们在对可用水和污水利用方面的应用广泛的知识基础上，我们把我们的最先进的可用水和污水工业的技术奉献给客户，并帮助他们最优化的应用这些技术。从饮用水到污水处理，Danfoss公司都有成熟的技术和让您信赖的产品。Danfoss公司很荣幸的为您提供一种全新的变频调速器来控制交流电机，使可用水和污水处理过程最优化，而且可节约大量的能源。 饮用水 在饮用水的处理和配给过程中有很多地方如用水泵抽水，混和水及一些机械过程中都受益于变频器 ，他们利用变频器来控制电机速度，节省能源和最优化处理过程。用变频器控制水泵抽水到水处理厂可以减少系统水流过激情况的出现，从而可以改善整个系统的处理过程。另外机器的起停次数也减少了很多，变频器技术提供的“软起动”既节省了能源也减少了机器的损耗。 在泵站上采用变频器也给配水系统运作效率潜在的提升空间。当把变频器应用于泵站时，就不需要储水池，配水管道也始终处于正确的压力下，同时也避免了管道漏水情况。 污水处理 污水处理是一个相对复杂的过程，其中涉及很多不同类型的设备，这些设备的运行都可以通过采用变频器来提高运行效率。和饮用水处理类似，应用于泵站系统的变频器可以控制污水流入污水处理厂以及各过程的流量。这就减少了对水泵的维护，因为水泵的电机起停和软启动的次数减少了，同时也节省了能源，优化了处理过程并提高了工作效率。 没有了因为过多阀门而引起的能量损失，反向的活性污泥流动速度也可以更好的被控制了。混凝和凝聚过程的搅拌速度也可以被很好的控制，这就相当得到了更好的过程控制和节省能源。应用变频器于鼓风机和水泵上可以减小水流的过程减少能量损失，因为没有了发生在管道系统中节流阀引起的能量损失。同样把变频器应用于离心污泥脱水机这样的设备也可以很显著的节省能源，因为这些设备会因为污泥湿度的降低或污泥脱水率的增加而需要改变离心机的转速。 在大量的废水处理设备和处理工艺中，VLT8000 Aqua 和软启动 MCD 3000组成的系统具有可以最大程度的节省能源，减少维护费用，降低投资费用和改善对处理过程的控制。 另外，在其他应用场合，丹佛斯公司推出的VLT8000变频器针对介于纯恒转矩负载和纯变转矩负载之间的多类负载.针对的对象如重载型离心机，变容真空泵，污水用倾泻器，重型固体污泥泵，深井潜水泵，搅拌机，空压机，罗茨风机等，此类设备若用同档风机水泵专用变频器，价格固然便宜，但启动较为困难，有时出现过载；若用同档恒转矩变频器，工艺性能虽然能达到要求，但价格偏高。VLT8000变频器恰好弥补了上述不足，以最优性价比满足此类负载变频节能降耗之需要，它有以下几种基本特征： 一、 涵盖了VLT6000的全部特点（软件除外），如双PID、AEO、预加热功能、睡眠功能，可设置39种工艺控制单位等。 二、 具有VLT5000针对此类设备的输出转矩特性曲线（共五条可选）。 三、 功率因数cosφ可设置，更具节能效果。 四、 具有双电机交替运行功能，省掉许多外围设备。 五、 具有填充模式，既可预防超低速运转磨损设备，也可消除启动时压力波动，又可预防电机停车时，由于管网压力剧变带来的冲击。 四、供热通风空调 变频传动装置由于其强大的过程控制能力，已在工业界使用了多年。它同时具有精确控制和大幅度节能的特点，因此也成为暖通空调（HVAC）系统的标准控制手段。 对于HVAC系统，运作时要考虑的问题完全不同于工业应用。在大多数HVAC例如：医院、宾馆、商厦、办公楼、地铁、车站、机场、洁净厂房等高档应用场合设施中，有大型敏感电子设备基地，如计算机和电信网络。如果HVAC系统是在机场、医院或研究机构，则敏感设备的数量还会大幅度增加。这就要对变频传动装置提出工业环境中不需要考虑的特别的要求。而丹佛斯公司推出的 VLT 6000 HVAC变频器正好具有这些解决这些问题的特点。 一、运用对象 VLT6000吸收了通用变频器的优点，针对暖通空调系统的要求，专门为暖通空调开发设计的专用变频器。在厂房、楼宇、机场、地铁、医院和电视台等对电磁兼容性要求较高的场所，VLT6000变频器的占有率遥遥领先。 二、负载类型 暖通空调系统的冷冻泵,冷却泵、组合式空气处理机组、冷却塔等设备的离心式风机,区域供热锅炉鼓、引风机,循环水泵等。主要目的为节能。 三、显示单位 VLT6000 变频器可直接显示39种过程单位，并可直接设定给定值。 四、 率范围 1.1— 400KW 五、复位次数 可无限次自动复位 六、显示控制器 LCD（液晶），可同时显示四种过程参数（包括压力、温度、流量、电流等单位），内置手动/自动转换开关（无需另外设置），具有拷贝功能 七、PID控制器 反馈信号和两个设定点。并可根据反馈信号选择控制方式：最大值、最小值、平均值等。可同时控制两种系统参数，如压力和温度、温度和洁净度。 八、自动能量优化 AEO功能：VLT6000自动调节U/F值，尽量减少电机的磁损失，提高电机效率，确保电机得到最大的节电量。能比别的变频器多节能5%~10%。 九、睡眠/唤醒功能 VLT6000变频器可在系统最低负荷时自动停止，当负载上升时自动启动。此项功能普遍用于暖通空调系统。 十、电机预热功能 电机预热器可保证电机在停车后不会产生凝结水。用此功能还可使电机中的凝结水蒸发出去。尤其适合风机水泵的应用场合。 运用丹麦丹佛斯VVC PLUS变频控制技术和双PID模糊智能控制理论，组成的于供热通风空调系统中风机、水泵的绿色智能控制的系统具有如下特点： 一、环保科学化 本系统可实现温度、温差、压力、压差、湿度、流量等多种参数集中控制，具有自动能量优化功能（AEO）降低暖通空调系统中输送动力综合能耗达50%左右，比传统变频器运用于暖通空调系统多节电3%—10%。同时由于电磁兼容性好，能减少对周边电路仪器的干扰并降低噪音，内置直流电抗器可有效抑制谐波，并提高功率因数。 二、统设计集成化 集数据传感、双PID控制和控制执行于一体，反馈值及给定值可直接按单位设定，内置R