變頻恒壓供水設(shè)備在保證水泵出口壓力恒定的前提下，通過(guò)電機(jī)頻率與水泵轉(zhuǎn)速的 改變達(dá)到流量調(diào)節(jié)的目的。假設(shè)管網(wǎng)所需流量在[QC,3QB]范圍內(nèi)變化（沒(méi)有考慮夜間小 流量問(wèn)題，將在后續(xù)章節(jié)中分析討論），見(jiàn)圖4.7。

注：①(Q-H)I曲線代表單臺(tái)泵的特性曲線（其中AB段表示高效段），（Q-H)HI、（Q-H)I+HI曲線分別 代表二臺(tái)、三臺(tái)同型號(hào)水泵在額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的合成特性曲線②H=KAQ2, H=KBQ2分別表示經(jīng)過(guò) 高效段A、B端點(diǎn)的相似工況拋物線③CD表示單臺(tái)調(diào)速泵的最小轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的高效段，C'D'表示兩 臺(tái)調(diào)速泵最小轉(zhuǎn)速高效段的合成曲線④Q?Eh表示管路特性曲線。

當(dāng)系統(tǒng)所需流量Q的變化范圍在[QC, QB]之間時(shí)，此時(shí)只需要一臺(tái)調(diào)速泵即可滿足 流量需求且處于高效率運(yùn)行，工作點(diǎn)在直線BC之間變化，節(jié)省的能量如圖4.8中陰影 部分I所示；當(dāng)Q的變化范圍在[QB, QC+QB]之間時(shí)，采用一臺(tái)定速泵供給的流量不夠， 而采用一定一調(diào)恒壓供水，定速泵供給的流量為QB是不變的，那么調(diào)速泵供給的流量 就小于QC，也即調(diào)速泵將不會(huì)處于高效率范圍工作，顯然此時(shí)采用一定一調(diào)的方案是

行不通的[44,45]。假設(shè)現(xiàn)在采用n臺(tái)調(diào)速泵的方案來(lái)解決此流量范圍的供水，那么每臺(tái)調(diào) 速泵的出水量在[QBM, (QC+QB) /n]區(qū)間某一點(diǎn)取值，前面已分析過(guò)恒壓變量供水中， 要使定調(diào)速泵均高效運(yùn)轉(zhuǎn)，調(diào)速泵的流量變化應(yīng)處于[Qc, QB]之間，而單臺(tái)調(diào)速泵的出 水流量顯然又是小于QB的，故有下列不等式：

QB,n》QC，（ QC+QB ) /H〈QB      (4.1)

化簡(jiǎn)后得：   

1+(QC/ QB) <n<QB/ QC     (4.2)

由QC〈QB且n應(yīng)是整數(shù)，則化簡(jiǎn)后的不等式可變?yōu)椋?2彡n彡[QB/QC] ([QB/QC]表示對(duì) QB/QC取整）

此不等式有解的條件是：    (4.3)

2 QC^QB      (4.4)

即2臺(tái)調(diào)速泵并聯(lián)合成特性曲線在恒壓HB時(shí)的工況點(diǎn)正好與B點(diǎn)重合或者在B點(diǎn)

左端。在滿足前提條件后，很顯然，n的取值為2是能夠使Q的變化范圍在[QB, QC+QB] 之間時(shí)，水泵處于高效運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的。當(dāng)然，n還有可能取比2大的值，這里我們暫且假 設(shè)n取2，由圖4.7可知，此系統(tǒng)供需同型號(hào)的3臺(tái)水泵才能保證系統(tǒng)的最大供水量， 因此n取2的話，即有兩臺(tái)調(diào)速泵1臺(tái)定速泵。

由圖4.7分析可知，當(dāng)系統(tǒng)所需流量Q的變化范圍在[QC, QB]之間時(shí),單臺(tái)調(diào)速泵變 頻供水，此時(shí)水泵滿足高效運(yùn)轉(zhuǎn)要求。

當(dāng)系統(tǒng)所需流量Q的變化范圍在[QB, QC+QB]之間時(shí)，兩臺(tái)調(diào)速泵得同時(shí)工作，且調(diào) 速泵性能滿足2 QC<QB的條件才能保證在此范圍內(nèi)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。

對(duì)于條件2 QC彡QB的要求，對(duì)應(yīng)的肯定是對(duì)水泵性能參數(shù)的要求，現(xiàn)分析滿足此 條件的水泵需具備什么樣的性能參數(shù)。

由A、C在同一相似工況拋物線上，則滿足比例律可得QC= QA」HC/HA =

QA^/HC/HB,則：

(4H~A /QA) / (4H~B / QB)^2     (4.5)

又由相似工況拋物線：      

HA=KAQA2, HB=KBQB2     (4.6)

將式（4.6)分別帶入式（4.5)，并兩邊同時(shí)取平方值，可得:

KA/KB 彡 4   (4.7)

公式（4.7)實(shí)質(zhì)是公式（4.4)的等效替代，也即為了滿足兩臺(tái)調(diào)速泵并聯(lián)運(yùn)行在 高效段，在選擇水泵的性能參數(shù)，它反映了水泵特性曲線上高效段左右兩端點(diǎn)對(duì)應(yīng)的相 似工況拋物線系數(shù)的關(guān)系。

當(dāng)系統(tǒng)所需流量的變化范圍在[QC+QB, 2QB]之間時(shí)，依然是兩臺(tái)調(diào)速泵供水就能滿 足系統(tǒng)需求。

當(dāng)系統(tǒng)所需流量的變化范圍在[2QB，2QB+QC]之間時(shí)，與流量在[QC，QB]之間時(shí)相 似，此時(shí)需要一臺(tái)定速泵供給QB的流量，其余[QB，QC]的流量由兩臺(tái)調(diào)速泵供給。

當(dāng)系統(tǒng)所需流量的變化范圍在[2QB+QC, 3QB]之間時(shí)，與流量在[QC+QB, 2QB]之間時(shí) 相似，此時(shí)需要一臺(tái)定速泵供給QB的流量，其余[QC+QB, 2QB]的流量由兩臺(tái)調(diào)速泵供 給。因此，在圖4.7中，當(dāng)使用兩臺(tái)同型號(hào)的調(diào)速泵一臺(tái)定速泵時(shí)，在流量[QC，3QB] 范圍間系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的調(diào)速方案如表4.3所示，且水泵性能必須滿足式（4.7)這個(gè)條件。

表4.3 2臺(tái)調(diào)速泵高效運(yùn)轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)方案

方案號(hào)    流量變化范圍       運(yùn)行方式

I      [QC，QB]      一臺(tái)調(diào)速

II      [QB，QB+QC]      二臺(tái)調(diào)速

III     [QB+QC，2QB]    二臺(tái)調(diào)速

IV    [2QB，2QB+QC]  一定速、二調(diào)速

V     [2QB+QC,3QB]     一定速、二調(diào)速

上面分析了 n取2時(shí)的情況，現(xiàn)分析n取3，即圖4.7中的三臺(tái)水泵都選擇為調(diào)速 泵時(shí)，系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)需要滿足的條件。

當(dāng)系統(tǒng)所需流量Q的變化范圍在[QC, QB]之間時(shí)，此時(shí)只需要一臺(tái)調(diào)速泵即可滿足 流量需求且處于高效率運(yùn)行；

當(dāng)系統(tǒng)所需流量Q的變化范圍在[QB, QC+QB]之間時(shí)，兩臺(tái)調(diào)速泵得同時(shí)工作，且調(diào) 速泵性能滿足2 QC<QB，即QC< 1/2QB的條件才能保證才此范圍內(nèi)高效運(yùn)轉(zhuǎn)；

當(dāng)系統(tǒng)所需流量的變化范圍在[QC+QB, 2QB]之間時(shí)，依然是兩臺(tái)調(diào)速泵供水就能滿 足系統(tǒng)需求；

當(dāng)系統(tǒng)所需流量的變化范圍在[2QB，2QB+QC]之間時(shí)，需開啟三臺(tái)調(diào)速泵供水，要 使三臺(tái)調(diào)速泵高效運(yùn)轉(zhuǎn)，需滿足3QC彡2QB，即QC彡2/3QB，由于在[QB, 2QB]范圍內(nèi)是 兩臺(tái)調(diào)速泵供水，滿足的關(guān)系式為QC彡1/2QB，因此很明顯在[2QB，2QB+QC]范圍內(nèi)三 臺(tái)調(diào)速泵高效運(yùn)轉(zhuǎn)的條件QC<2/3QB肯定成立。

當(dāng)系統(tǒng)所需流量的變化范圍在[2QB+ QC, 3QB]之間時(shí)，依然是三臺(tái)調(diào)速泵供水滿足 系統(tǒng)需求。

因此，當(dāng)在圖4.7中，當(dāng)三臺(tái)泵均為調(diào)速泵時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的方案如表4.4 所示，調(diào)速泵需要滿足性能關(guān)系式與n取2時(shí)相同，即KA/KB>4。

表4.4 3臺(tái)調(diào)速泵高效運(yùn)轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)方案

方案號(hào)    流量變化范圍       運(yùn)行方式

I      [QC，QB]      一臺(tái)調(diào)速

II      [QB，QB+QC]      二臺(tái)調(diào)速

III     [QB+QC,2QB]       二臺(tái)調(diào)速

IV    [2QB,2QB+QC]     三臺(tái)調(diào)速

V     [2QB+QC,3QB]     三臺(tái)調(diào)速

在上述兩種方案中，n取2時(shí)的2臺(tái)調(diào)速泵一臺(tái)定速泵的方案屬于多變頻調(diào)速系統(tǒng)， 而n取3時(shí)三臺(tái)都為調(diào)速泵的方案為全變頻調(diào)速系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)上述分析，我們知道，兩種 方案都能解決單臺(tái)變頻調(diào)速系統(tǒng)中存在的流量失調(diào)區(qū)問(wèn)題。但是，由多變頻調(diào)速引申出 的全變頻調(diào)速系統(tǒng)，可以做到各調(diào)速泵之間的互聯(lián)互通，從而讓各調(diào)速泵等量調(diào)速，做 到齊頭并進(jìn)，這樣能讓系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)更加高效。因此，在下一章節(jié)中將會(huì)對(duì)全變頻恒壓供 水進(jìn)行詳細(xì)的介紹和分析。