關(guān)鍵字：寧夏變頻恒壓供水設(shè)備，恒壓給水設(shè)備
當今變頻恒壓給水設(shè)備行業(yè)沒有一個可制定的標準，就像現(xiàn)在流行的山寨手機，每個廠家都能生產(chǎn)，可是有哪家可以保證質(zhì)量了？山寨板，人人都可以模仿，越來越多的消費者被變頻給水設(shè)備受了傷！許多房地產(chǎn)也就是甲方代表，開發(fā)一個房地產(chǎn)，以最低的價格買最便宜的變頻恒壓給水設(shè)備，以變頻給水設(shè)備?為列子，在全國市場，很容易受到其他廠家的欺騙，1套設(shè)備花幾萬元錢，就等于買了一堆廢鐵，華振供水提醒每位消費者捍衛(wèi)自己的權(quán)利，我們應(yīng)當拒絕山寨！
一、變頻恒壓供水設(shè)備概述：
變頻恒壓供水設(shè)備可配備恒壓供水專用變頻器，并運用模糊控制理論使系統(tǒng)運行更加合理。另外本設(shè)備裝有“自動”?“手動”轉(zhuǎn)換開關(guān)供用戶選擇；延長了水泵及電機的使用壽命，無水錘現(xiàn)象，電機變頻軟啟動；延長了管道使用壽命，在不用水時或用水量較小的情況下，減少了管網(wǎng)壓力，使得管網(wǎng)不易破裂，極大地節(jié)約了管道的維修費用；取消了高位水塔或水箱、氣壓罐。一方面解決了水的二次污染問題，另一方面節(jié)省了建設(shè)它們的工程建設(shè)費；節(jié)電一般可達30％左右。因為居民用水量是隨時間變化的，而zbh變頻恒壓供水設(shè)備可根據(jù)用水量的變化，自動改變水泵轉(zhuǎn)速或增減水泵工作臺數(shù)達到恒壓供水，達到節(jié)電目的；自動化控制，克服了人工控制可能帶來的誤操縱，同時大大降低了操縱工人的勞動強度和人數(shù)，并可實現(xiàn)遠程操縱和遠程監(jiān)控；功能齊全。有多種保護功能：過載、過熱、過壓、欠壓、過流、缺相等。各種工作狀態(tài)都有指示燈顯示。?
產(chǎn)品適用范圍：從自來水公司供水系統(tǒng)中取水的用戶。例如：城市高層建筑、住宅小區(qū)的用水從地表下或水池取水的用戶。例如：用深井泵或潛水泵直接從地下取水的用戶供熱系統(tǒng)鍋爐變頻定壓補水系統(tǒng)?。因其性能可靠、?結(jié)構(gòu)簡單、?運轉(zhuǎn)方便、?投資低廉、?被廣泛用于工礦企業(yè)、?城鎮(zhèn)、?農(nóng)村等中小區(qū)域供水系統(tǒng)，尤其適合于水源為自備水井、?地下水池及水庫等場合，我廠生產(chǎn)該設(shè)備有十多年歷史，現(xiàn)已有數(shù)百套設(shè)備在運行中，歡迎廣大用戶繼續(xù)選用該產(chǎn)品，我們將竭誠為您服務(wù)。?
氣壓供水設(shè)備是給水管網(wǎng)系統(tǒng)中的一種自動調(diào)節(jié)裝置，既能確保供水系統(tǒng)中壓力的需要，又有一定調(diào)節(jié)容積，它具有與水塔或高位水箱的相似功能，故又稱為無塔供水壓力罐。?氣壓供水設(shè)備利用空氣的可壓縮性，在用水泵直接供水的系統(tǒng)中，設(shè)置了一個與水泵供水管網(wǎng)相連接的氣壓罐。當用水量小于水泵出水量時，罐內(nèi)水位上升，壓縮其中的空氣使壓力上升，當壓力達到壓力控制器的上限值時，自動切斷電源，水泵停止工作。此時氣壓罐中的空氣繼續(xù)將罐中水壓入供水管網(wǎng)。隨著罐內(nèi)水位不斷下降，壓力下降達到壓力控制器下限值時，自動重新接通電源開啟水泵，給氣壓罐及管網(wǎng)供水，如此往復(fù)循環(huán)到對管網(wǎng)不間斷地供水要求。?當水泵停止工作時，補氣罐中水位下降，外界空氣經(jīng)吸氣閥進入補氣罐內(nèi)，待水泵啟動時壓入氣壓罐內(nèi)，達到自動補氣的目的。?
變頻恒壓供水的基本知識
?變頻恒壓供水的特點?
1.?節(jié)能，可以實現(xiàn)節(jié)電20%-40%，能實現(xiàn)綠色用電。?
2.?占地面積小，投入少，效率高。?
3.?配置靈活，自動化程度高，功能齊全，靈活可靠。?
4.?運行合理，由于是軟起和軟停，不但可以消除水錘效應(yīng)，?而且電機軸上的平均扭矩和磨損減小，減少了維修量和維修費用，?并且水泵的壽命大大提高。?
5.?由于zbh變頻恒壓調(diào)速直接從水源供水，減少了原有供水方式的二次污染，?防止了很多傳染疾病的傳染源頭。?
6.?通過通信控制，可以實現(xiàn)無人值守，節(jié)約了人力物力。?
三、節(jié)能原理?
由水泵的工作原理可知：水泵的流量與水泵（電機）的轉(zhuǎn)速成正比，水泵的揚程與水泵（電機）的轉(zhuǎn)速的平方成正比，水泵的軸功率等于流量與揚程的乘積，故水泵的軸功率與水泵的轉(zhuǎn)速的三次方成正比（既水泵的軸功率與供電頻率的三次方成正比）。根據(jù)上述原理可知改變水泵的轉(zhuǎn)速就可改變水泵的功率。?
流量基本公式：?q∝n????h∝n2?????kw=q*h∝n3?
以上q代表流量，n代表轉(zhuǎn)速，h代表揚程，kw代表軸功率。?
例如：將供電頻率由50hz降為45hz，
則p45/p50=（45/50）3=?0.729，即p45=0.729?p50；?
將供電頻率由50hz降為40hz，
則p40/p50=（40/50）3=?0.512，即p40=0.512?p50。??
水泵一般是按供水系統(tǒng)在設(shè)計時的最大工況需求來考慮的，而用水系統(tǒng)在實際使用中有很多時間不一定能達到用水的最大量，一般用閥門調(diào)節(jié)增大系統(tǒng)的阻力來節(jié)流，造成電機用電損失，而采用變頻器可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，通過改變轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)用水供應(yīng)，并可通過降低轉(zhuǎn)速節(jié)能收回投資。??
四、變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備的主要應(yīng)用場合?
1、高層建筑，城鄉(xiāng)居民小區(qū)，企事業(yè)等生活用水；?
2、各類工業(yè)需要恒壓控制的用水，冷卻水循環(huán)，熱力網(wǎng)水循環(huán)，鍋爐補水等；?
3、中央空調(diào)系統(tǒng)；?
4、自來水廠增壓系統(tǒng)；?
5、農(nóng)田灌溉，污水處理，人造噴泉；?
6、各種流體恒壓控制系統(tǒng)。
五、變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計
水泵的輸出特性既決定于水泵的種類，也隨供水管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力特性曲線不同而不同。離心式水泵的特性公式如下：
???????(1)
式中，p為水泵的功耗(kw)；q為使用工況點的水泵流量(m3/s)；h為使用工況點的揚程(m)；k為輸出介質(zhì)常數(shù)(kg/m3)；η為使用工況點的泵效率(%)。
變頻恒壓供水設(shè)備安裝使用及保養(yǎng)
　　1變頻恒壓供水設(shè)備安裝應(yīng)選擇通風(fēng)良好、灰塵少、不潮濕的場地，環(huán)境濕度為-10℃-40℃。在室外應(yīng)設(shè)防雨，防雷等設(shè)施。
　　2、為方便變頻恒壓供水設(shè)備安裝、保養(yǎng)、設(shè)備四周應(yīng)留70cm空間，人孔處應(yīng)保留1.5m空間，四周地面應(yīng)設(shè)排水溝。
　　3、選定變頻恒壓供水設(shè)備場地后，要處理好地基、在用砼澆注或用磚石砌筑罐體支承座。待基座完全固化后，再吊裝罐體并放穩(wěn)，隨后安裝附件，接通電源。
　　4、在試車前，應(yīng)先關(guān)閉供水閥，檢查變頻恒壓供水設(shè)備各密封閥情況，不允許有泄露現(xiàn)象，開車后，應(yīng)注意機泵轉(zhuǎn)向。當壓力表指針到上限時，機泵自動停止。打開供水閥，即可正常供水、如需定時供水，可把選擇開關(guān)扳到手動位置。
　　5、變頻恒壓供水設(shè)備泵機組應(yīng)經(jīng)常檢查，定期保養(yǎng)并加注潤滑油。離心泵和止回閥如發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象，應(yīng)及時緊固法蘭螺絲或更換石棉根，檢查機泵底腳螺栓不能松動，以防損壞變頻恒壓供水設(shè)備。
　　6、變頻恒壓供水設(shè)備系統(tǒng)，應(yīng)防水、防塵、經(jīng)常檢查線路絕緣情況，連接螺栓是否松動和保險絲完好等情況。壓力表外部最好用透明材料包裹，以防損壞變頻恒壓供水設(shè)備。
　　7、罐體如發(fā)現(xiàn)漆皮脫落，應(yīng)及時涂漆保養(yǎng)，以延長變頻恒壓供水設(shè)備使用壽命。
　二次增壓供水設(shè)備，無須貯水箱或水塔，它由單臺泵或多臺泵將水源的水直接打入用戶主管網(wǎng)中，根據(jù)用水量隨時調(diào)整水泵的速度和水泵運行的臺數(shù)，以保持管網(wǎng)壓力恒定。在用水高峰能保持恒定水壓，在用水低谷或無人用水時，可調(diào)低水泵速度或進入睡眠狀態(tài)，具有顯著的節(jié)能效果。除此之外,該設(shè)備還具有設(shè)備占地面積小,綜合造價低,?減輕水質(zhì)二次污染,，便于使用和維護等優(yōu)點。
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　　一、變頻恒壓供水設(shè)備管網(wǎng)供水能力和取水流量的限定
　　1.1變頻恒壓供水設(shè)備管網(wǎng)能力的限制條件
　　為了限制變頻恒壓供水設(shè)備超過管網(wǎng)能力取水而使管網(wǎng)壓力下降，一些城市在“試用”、“準用”或“技術(shù)要求”等文件中，提出了各種限制條件，例如：
　　市政管網(wǎng)管徑為300mm時吸水管管徑不大于100mm(管徑限制)。
　　直接加壓設(shè)備吸水管流速大于1.5m/s(流速限制)。
　　單套設(shè)備的額定供水量不得大于32?m3/d(裝機容量限制)。
　　供水小區(qū)總建筑面積大得大于20萬㎡(建筑面積限制)。
　　利用管網(wǎng)壓力不得大于0.12mpa(取水管路壓降限制)。
　　水泵吸入口壓力低于0.2mpa時自動停泵(水泵吸水口壓力限制)。
　　管網(wǎng)壓力應(yīng)大于或等于0.22mpa(管網(wǎng)壓力限制)。
　　使用該設(shè)備對自來水管網(wǎng)串接處產(chǎn)生的壓降應(yīng)小于0.01～0.02?mpa(管網(wǎng)壓降限制)。
　　市政供水管網(wǎng)口徑應(yīng)大于或等于dn300，樓前供水干管管徑應(yīng)大于dn150(管網(wǎng)管徑限制)。
　　諸多的限制條件體現(xiàn)了管網(wǎng)方面對直接供水技術(shù)應(yīng)用的謹慎態(tài)度和對直接裝泵抽水的重重顧慮，這是可以理解的。但限制條件的保守、繁復(fù)﹑相互矛盾﹑缺乏依據(jù)或難以計算和預(yù)測時，會使設(shè)計者無法下手設(shè)計，設(shè)備投入使用前，用戶無法明確得知該設(shè)備是否會被違規(guī)禁用，或在有條件使用者無法實施，顯然不利于該項技術(shù)的推廣應(yīng)用。
圖1???離心水泵的h-q曲線
圖1給出了離心式水泵的h-q曲線，可見，在水泵的工作過程中，在等于原設(shè)計工況(點a)時效率最高，偏離這個工況(點在b、c兩點間)效率就會降低。
根據(jù)水泵理論的相似定律，當水泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時，它的揚程h、流量q及水泵功率p也隨之變化，它們之間的關(guān)系可以表示為：
?????????????（2）
???????????（3）
????????????（4）
流量q與轉(zhuǎn)速n的一次方成正比；揚程h與轉(zhuǎn)速n的平方成正比；水泵功率p與轉(zhuǎn)速n的立方成正比。
圖2???供水管網(wǎng)的h-q曲線
供水管網(wǎng)的h-q曲線如圖2所示。管網(wǎng)裝置特性(h-q)可根據(jù)閘閥全開時測得的各種數(shù)據(jù)由式求得。其中hj為水泵的進出口水位高度差(m)，其大小與流量q無關(guān)；α為供水管路的阻力系數(shù)。管網(wǎng)特性曲線與泵特性曲線之交點即為泵的正常使用工況點。⒉變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
變頻恒壓供水系統(tǒng)的核心在于使用一臺或幾臺變頻器對供水系統(tǒng)的水泵進行變頻控制，使供水水泵盡量工作在*效率狀態(tài)。
⑴?變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能原理
圖3　供水流量變化時的h-q曲線
在圖3中，水泵額定運行時的工況點d是泵的特性曲線nn與管路阻力曲線r1的交點。傳統(tǒng)的利用閥門控制的水泵，由于要減小流量，關(guān)小閥門，使閥門的摩擦阻力變大，阻力曲線從r1轉(zhuǎn)移到r’1，揚程則從h0升到h1，流量從qn減小到q1，運行工況點從d點轉(zhuǎn)移到a點。
而調(diào)速控制水泵時，閥門沒有開關(guān)變化，因此阻力曲線r1不變。為使流量改變，需要改變水泵的轉(zhuǎn)速。如果把速度從nn降到n1，特性曲線也從nn轉(zhuǎn)移到n1。此時，運行工況點從d點轉(zhuǎn)移到c點，揚程從h0下降到h3，流量從qn減小到q1。
根據(jù)公式(1)求出，運行時，在a點水泵的功耗為，c點水泵的功耗為，兩者的差值為：。也就是說，用閥門控制水泵流量時，有δp功率被浪費掉了，并且這個損耗隨著閥門的關(guān)小而增加。
⑵系統(tǒng)構(gòu)成與控制方式選擇
針對給定的條件進行系統(tǒng)設(shè)計，由于各泵容量相等，可只用一個變頻器，額定功率稍大于或等于泵的額定功率。由于變頻器的價格較高，因此不建議使用變頻器的雙余度備份，但可在保護和故障容錯中做一定投資，以更好地保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。控制器件與控制方案選擇如下：
現(xiàn)階段使用較多的控制器件為：微處理器（單片機或dsp）、plc或?qū)Ｓ米冾l器。專用變頻器的主要生產(chǎn)廠商有三菱、abb等公司。不同的控制裝置在控制的原理上基本是一樣的，主要有pid調(diào)節(jié)器、變頻/工頻自動切換、水網(wǎng)壓力檢測環(huán)節(jié)等，通過圖5所示連接而組成供水系統(tǒng)。
為了保持供水管道的壓力恒定，就必須實時檢測管道壓力并回饋給供水控制器，使其構(gòu)成壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)。現(xiàn)在最常用的控制器是以pid調(diào)節(jié)為主要手段，也有的采用了模糊控制等現(xiàn)代控制理論方法。
????變頻調(diào)速供水的恒壓值一般選用最不利點（管端）恒壓控制比較準確，但該壓力信號傳輸距離太長，一方面容易受到干擾，另一方面也容易出現(xiàn)故障，因此在用戶對供水精度要求不很高時，常以出水母管出口處壓力作為恒壓值進行控制。
對于專用變頻器，由壓力傳感器檢測到的管網(wǎng)壓力直接送入變頻器中的pid調(diào)節(jié)器輸入口；對微處理器（包括plc）控制的系統(tǒng)，壓力設(shè)定值以及用戶管網(wǎng)壓力檢測值則送入微處理器中，經(jīng)內(nèi)部pid控制程序的計算，輸給變頻器一個轉(zhuǎn)速控制信號，當變頻器頻率達到最大時，若仍沒有達到壓力設(shè)定值，就進行變頻/工頻切換，同時重新給變頻器輸出一個轉(zhuǎn)速控制信號。壓力檢測值與壓力給定值差距越大，該輸出信號變化就越大。一旦管網(wǎng)壓力達到了設(shè)定值，該輸出控制信號就恒定下來，系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
在專用變頻器中，壓力給定值可以通過變頻器輸入設(shè)定，也可以通過電位器送入；而微處理器控制系統(tǒng)的壓力給定值也可通過相應(yīng)的裝置輸入。允許用戶在現(xiàn)場設(shè)置pid參數(shù)，通過調(diào)試選出*參數(shù)，達到系統(tǒng)穩(wěn)定。
一般情況下，pid方式的調(diào)節(jié)器就能夠滿足供水管壓力的穩(wěn)定調(diào)節(jié)。然而，這種類型的閉環(huán)系統(tǒng)也存在著一些難以解決的問題，比如在系統(tǒng)的動態(tài)運行過程中，水泵電機會出現(xiàn)速度超調(diào)甚至不穩(wěn)定的現(xiàn)象，對整個的供水設(shè)備具有很大的破壞性，還會減小整個系統(tǒng)的效率。這些問題只能通過選定最優(yōu)的pid參數(shù)或修改pid算法來解決。在此不作詳細的分析。
⑶各條件下供水具體控制方式
恒壓供水的起動與停機：
在水泵出口母管處裝設(shè)壓力變送器和流量變送器，將壓力和流量信號送入控制器，控制器將接收到的信號進行比較、運算，并發(fā)出指令，對變頻器進行控制。如果檢測得管網(wǎng)壓力大于設(shè)定值，則系統(tǒng)不起動，當管網(wǎng)壓力小于設(shè)定值時，系統(tǒng)起動。
變頻器帶1＃泵軟起動,此時1＃泵處于變頻調(diào)速運行狀態(tài)，變頻器根據(jù)收到的信號隨時調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速。當1＃泵達到額定轉(zhuǎn)速仍不能滿足水壓值要求時，則該水泵自動切換到工頻狀態(tài)下運行，變頻器則控制2＃水泵，使之軟起動并運行。依此類推，直到管網(wǎng)壓力滿足壓力設(shè)定要求。
在用水高峰過后，由于投入多臺泵而使管網(wǎng)壓力超過設(shè)定值，系統(tǒng)依據(jù)先投先停的原則，依次停止1＃泵，2＃泵，…。先投先停可以實現(xiàn)對多臺泵的平均使用，有利于延長泵的使用壽命。對于所有泵的起停控制，完全由管網(wǎng)壓力決定。
休眠控制：
在夜間用水量非常少的情況下，為了節(jié)能，可以設(shè)置可以使水泵暫停工作的休眠狀態(tài)。在管網(wǎng)壓力允許的條件下，當變頻器輸出頻率低于某下限頻率時，變頻器停止輸出。當管網(wǎng)壓力小于下限設(shè)定時，再喚醒變頻器使之重新開始工作。
⒊實際系統(tǒng)的設(shè)計
⑴實際系統(tǒng)中應(yīng)考慮的其他因素
對于實際系統(tǒng)來說，四臺等容量的供水泵并不是特別合理。在選取水泵時，應(yīng)考慮在幾乎所有工況下都能使工作中的水泵處于高效率工作區(qū)間，因此，在夜間或需水量非常少的工況下工作的水泵可選一個比其他容量都小的。
同時，如果該系統(tǒng)是針對實際供水而設(shè)計的話，則應(yīng)該同時考慮樓宇泵房中所需要的另兩種泵：深井泵與污水泵，顯然那樣的話系統(tǒng)會比現(xiàn)在的復(fù)雜一些。
主要由于絕大多數(shù)城市都不允許直接從市政管網(wǎng)吸水，因此采用變頻調(diào)速恒壓供水方式時仍然需要設(shè)置調(diào)節(jié)水池。在調(diào)節(jié)池中應(yīng)安裝液深傳感器以檢測液面高度。當水池液面下降到一定高度時，為了保證消防用水，就需停止水泵運行，這個高度就是消防水位。只有當水池液面達到設(shè)定水位時才能恢復(fù)正常供水。
污水泵控制：一般泵房都漏水，因此有集污池。在集污池中安裝液位控制器，當污水池液面達到排污高度時，自動起動排污泵，排完污水后自動停止排污泵。
⑵管網(wǎng)水壓控制點的選擇
在本文設(shè)計的系統(tǒng)中，為了減少成本及增加可靠性而采用了泵口恒壓方式，只能對由水量變化而引起的水泵剩余揚程進行監(jiān)控，它不包含管網(wǎng)阻力下降而產(chǎn)生的剩余揚程；若采用最不利點恒壓控制方法，則水泵的調(diào)速幅度同時決定于上述兩個變化因素，使水泵調(diào)速后的揚程與管網(wǎng)阻力特性曲線更好地符合，以獲得*的節(jié)能效果。在實際工程中，較現(xiàn)實的做法是在條件允許的情況下，盡可能將壓力控制點靠近最不利點。
⑶抗干擾問題
??為保證系統(tǒng)可靠運行，在電氣連接上應(yīng)注意采取抗干擾措施：
????①交流電源側(cè)可采用rc低通濾波，以防止來自電網(wǎng)的干擾。器件的直流電源輸入端跨接電容濾波。
????②處理好一點/多點接地，數(shù)字地和模擬地分開等問題。
????③信號線選用帶屏蔽的雙絞線、電源線與信號線不平行布設(shè)，弱電強電分開。
????④模擬信號采樣后，采用中值數(shù)字濾波，增加抗干擾能力。
????⑤在硬件設(shè)計中，增加看門狗電路；軟件設(shè)計中采取了指令冗余，軟件陷阱等保護措施。
⑥當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能自動聲光報警，可轉(zhuǎn)手動操作。
⑷故障時的問題
對整個系統(tǒng)來說，不僅需要實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速和軟起動的功能，電機應(yīng)有過載、短路、過壓、缺相、欠壓、過熱等保護功能，對于供水管路出現(xiàn)的問題也應(yīng)該有所識別，在故障不嚴重的情況下應(yīng)能繼續(xù)運行，并對故障作出報警。
對于調(diào)節(jié)池缺水的情況，可通過液深傳感器檢測，立刻停止水泵運行。當水池水位達到運行水位時，自動恢復(fù)水泵運行。
在管網(wǎng)出現(xiàn)漏水問題及管道閥門損壞、不出水、少出水問題時，水泵運行會出現(xiàn)不出水或水壓達不到設(shè)定值的情況。在這種情況持續(xù)某個設(shè)定的時間之后，認定為管網(wǎng)缺水，系統(tǒng)發(fā)出故障報警信號，并提示及時進行系統(tǒng)檢修。
在運行過程中，若變頻器出現(xiàn)突然故障時，當前運行的變頻泵應(yīng)自動切換至工頻狀態(tài)繼續(xù)運行，同時發(fā)出故障報警信號；若水泵電機出現(xiàn)故障，應(yīng)及時切除有故障的水泵并發(fā)出報警信號，同時將閑置的水泵投入系統(tǒng)中運行。
綜上所述，采用自動化程度較高的變頻恒壓供水系統(tǒng)，不僅能夠最大程度地提高整個系統(tǒng)效率、延長系統(tǒng)壽命、節(jié)約能源，而且靈活性較好，能構(gòu)成復(fù)雜的、功能強大的供水系統(tǒng)。
1　變頻調(diào)速器在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用
　　變頻調(diào)速恒壓供水控制裝置能夠極大地改善給水管網(wǎng)的供水環(huán)境，該系統(tǒng)可根據(jù)管網(wǎng)瞬間壓力變化，自動調(diào)節(jié)水泵電機的轉(zhuǎn)速和多臺水泵電機的投入及退出，使管網(wǎng)主干出口端保持在恒定的設(shè)定壓力值，整個供水系統(tǒng)始終保持高效節(jié)能和運行在*狀態(tài)。
　　長沙中崛供水設(shè)備有限公司節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心應(yīng)用微機控制變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)，為很多家企事業(yè)單位安裝了變頻恒壓供水控制裝置。收到了較好的節(jié)能效果。
2　水泵變頻調(diào)速節(jié)電原理
　　異步電動機采用變頻器調(diào)速的原理是：通過整流橋?qū)⒐ゎl交流電壓變?yōu)橹绷麟妷海儆赡孀儤蜃儞Q為頻率可調(diào)的交流，作為交流異步電動機的驅(qū)動電源，使電動機獲得無級調(diào)速所需的電壓、電流和頻率。
　　水泵供水系統(tǒng)具有管網(wǎng)特性曲線，即通道管網(wǎng)的流量與所消耗的能量之間的關(guān)系曲線，它同時表明水泵的能量用來克服泵系統(tǒng)的水位及壓力差，液體在管道中流動的阻力。
　　水泵運行工作點位置與水泵負載有關(guān)，在水泵負載經(jīng)常變化的情況下，水泵不能總處在高效區(qū)域里工作。為使水泵適應(yīng)外界負載變化的要求。我們可采用變速調(diào)節(jié)，即在管網(wǎng)特性曲線基本不變時，采用改變水泵轉(zhuǎn)速來改變泵的q—h特性曲線。從而改變它的工作點，達到即改變流量又能保證水泵恒定和輸入功率減少的目的。如圖1。
圖1　水泵變速運行圖
　　根據(jù)水泵的相似定律，變速前后流量、揚程、功率與轉(zhuǎn)速之間關(guān)系為：
　　式中p1、h1、q1為轉(zhuǎn)速n1時的功率、揚程、流量；p2、h2、q2為轉(zhuǎn)速n2時的功率、揚程、流量。由此可見，當水泵在變負荷工作情況下，采用變頻器調(diào)節(jié)水泵電機轉(zhuǎn)速時，軸功率隨轉(zhuǎn)速比的三次方關(guān)系進行變化，節(jié)電效果明顯。
3　湖南省工商聯(lián)供水泵組工作的現(xiàn)狀與問題
　　湖南省工商聯(lián)水泵房現(xiàn)有供水水泵三臺，型號為65dl-4，額定揚程64m，流量30m3/h，轉(zhuǎn)速1450r/min，電機功率11kw，長沙金龍水泵廠生產(chǎn)。
　　由于用水水量極不穩(wěn)定，早、晚用水高峰常常是平時用量的二倍，而后半夜用水水量僅為平時用量的三分之一，而且用水流量變化快，穩(wěn)壓時間短。
　　目前，采期電接點壓力表控制各泵的啟停，但當用水負荷變化較大的，水泵電機啟停頻繁，造成電動機及控制開關(guān)故障頻繁，而且供水壓力不穩(wěn)定。
　　根據(jù)以上情況，我們給三臺水泵采用一套變頻調(diào)速恒壓供水控制裝置。在保證供水管網(wǎng)壓力恒定的情況下，根據(jù)水流量的大小實現(xiàn)三臺水泵的循環(huán)軟啟動，圓滿地解決了湖南省工商聯(lián)供水系統(tǒng)不穩(wěn)定的大問題。
4　變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計
　　針對湖南省工商聯(lián)供水泵組存在的問題和用水負荷的實際情況，我們設(shè)計采用11kw三墾變頻器，壓力傳感器，微電腦控制器(包括pid調(diào)節(jié))等組成閉環(huán)調(diào)節(jié)垣壓控制系統(tǒng)，?使水泵恒壓供水，其供水壓力可調(diào)。
4.1　供水控制系統(tǒng)組成方框圖
圖2　系統(tǒng)框圖
4.2　工作原理
　　如圖2所示，控制器給定水泵管網(wǎng)一供水壓力值，變頻器根據(jù)此值輸出一定頻率的交流電源至水泵電機，拖動水泵穩(wěn)定運行，并輸出與壓力對應(yīng)的供水流量，保證水泵管網(wǎng)的壓力與控制器的給定壓力平衡。壓力傳感器時刻檢測管網(wǎng)壓力，并反饋至控制器，控制器根據(jù)反饋壓力與給定壓力的差值，控制變頻器的輸出頻率，實現(xiàn)電機的速度調(diào)節(jié)，改變水泵流量，保證供水管網(wǎng)壓力始終穩(wěn)定在給定值附近，實現(xiàn)了變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)節(jié)。3臺泵在控制器控制下，均由變頻器實現(xiàn)軟起動。
5　變頻調(diào)速后的節(jié)能效果及分析
　　湖南省工商聯(lián)采用變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)后，解決了目前?存在的供水管網(wǎng)系統(tǒng)水壓不穩(wěn)定，設(shè)備故障頻出等問題，?取得了良好的節(jié)能效果和經(jīng)濟效益。
5.1　直接經(jīng)濟效益
　　目前的控制方式下,三臺泵平均輸入功率20kw,供水壓力3.7～5.8kg/cm2,年耗電175200kwh,按0.5元/kwh計算,每年電費9.6萬元。采用變頻恒壓供水控制裝置后,三臺泵平均輸入功率16kw,供水壓力4.5kg/cm2,年耗電140160kwh,電費7.7萬元,年節(jié)約電費開支1.9萬元。該項目改造投資3.2萬元。
　　由此可知，采用變頻恒壓供水控制裝置后，每年節(jié)約電能35040kwh，節(jié)電率20％，投資回收期1.7年。
5.2　間接經(jīng)濟效益
5.2.1　按用水實際需要定壓供水，可以自動保證賓館的正常用水需要，即不會發(fā)生因瞬間用水量增加而引起的供水不足，也不會因瞬間用水量減少，管網(wǎng)出現(xiàn)超壓引起設(shè)備損壞，并且克服了原有控制方式下水壓在3.7～5.8kg之間的較大波動。
5.2.2　電機循環(huán)軟啟動，避免了在頻繁啟動時，較大的啟動電流對供電系統(tǒng)、配電設(shè)備和電機的沖擊，延長了電氣設(shè)備、水泵及管網(wǎng)的使用壽命，減少了檢修維護費用及工作量，提高了供水安全。
5.2.3　實現(xiàn)閉環(huán)自動控制后，提高了供水質(zhì)量，減輕了勞動強度，可實現(xiàn)無人值班，節(jié)約管理費用。
6　結(jié)論
　　湖南省工商聯(lián)采用變頻調(diào)速恒壓供水控制裝置改造水泵組的運行取得了較好的綜合效果。
　　我國風(fēng)機、水泵的用電量約占發(fā)電量的31%，目前大多數(shù)風(fēng)機、水泵仍采用節(jié)流調(diào)節(jié)，節(jié)能潛力巨大，因此采用變頻調(diào)速裝置改造風(fēng)機、水泵運行方式，是目前企業(yè)節(jié)約電能，提高經(jīng)濟效益的重要措施之一。
產(chǎn)品特點
　　（1）高效節(jié)能：充分利用市政水源本身具有的壓力熱能，差多少補多少，切實有效地、最大限度地發(fā)揮了變頻調(diào)速的節(jié)能效果。
　　（2）潔凈衛(wèi)生：構(gòu)成連續(xù)密閉的增壓供水方式，完全保持了市政水源的國家水質(zhì)衛(wèi)生標準，從根本上避免了增壓系統(tǒng)造成的水質(zhì)標準降低和各種水源污染問題。
　　（3）杜絕浪費：不僅淘汰了高位水箱，還徹底地取消了地面（地下）水池水箱，完全杜絕了水箱溢流，定期清洗造成的水源浪費。
　　（4）運行噪聲低：系列產(chǎn)品采用全變頻調(diào)整方案時，大部分時間特別在夜間處于低噪聲運行工況。
　　（5）設(shè)計了全密閉的、兼有緩沖作用和動態(tài)補償作用的水源箱罐，與目前市場所謂無負壓罐相比，更具有實際意義，并使控制系統(tǒng)得以簡化。
　　（6）該系列產(chǎn)品控制系統(tǒng)充分總結(jié)了本公司及國內(nèi)外變頻變頻給水設(shè)備?設(shè)計制造經(jīng)驗，采用規(guī)范通用的控制系統(tǒng)技術(shù)方案，可換用任意廠商的變頻器、調(diào)節(jié)器、plc和其他元器件，調(diào)試維修特別方便，為產(chǎn)品的終身售后服務(wù)奠定了良好基礎(chǔ)，不會因技術(shù)進步而導(dǎo)致售后服務(wù)問題。
　　（7）該系列產(chǎn)品控制系統(tǒng)具有較高智能性，設(shè)計中充分考慮了機、電、儀協(xié)調(diào)配合，具有欲速則不達的檢測監(jiān)視和簡單方便的人機交互功能。具有全面的故障保護功能和對策，變頻器故障保護時，自動降級運行（成為工頻自動供水設(shè)備廠），自動系統(tǒng)故障時，還可手動操作應(yīng)急備用，贏得維修時間。
　　（8）可按要求選配各種通訊接口、協(xié)議，從而可連接各種人機界面、監(jiān)控計算機，可與各種控制網(wǎng)絡(luò)，通信網(wǎng)絡(luò)相接，適用于特殊、復(fù)雜的運行控制和聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控要求。可為用戶開發(fā)配套監(jiān)控軟件。
????????運行原理
　　無負壓（無吸程）供水設(shè)備廠的應(yīng)用，是以市政管網(wǎng)為水源，形成密閉的連續(xù)接力增壓供水方式，其應(yīng)用與通常的經(jīng)水池（水箱）中轉(zhuǎn)二次增壓變頻給水設(shè)備?相比大為不同。
　　為了減小直接抽吸對市政供水的影響，一般應(yīng)在設(shè)備入口管道上串接一個承壓貯水容器。主要起緩沖作用（動態(tài)補償作用）的水罐稱為緩沖罐；平時無動態(tài)緩沖作用僅在市政管無水壓時才起備用水源作用的水罐稱為水源罐。大容積的承壓水池也是水源罐的一種形式（一般采用鋼筋混凝土現(xiàn)場施工建造。
　　配套緩沖罐的接力增壓設(shè)備與配套水源罐的接力增壓設(shè)備運行原理有一定差異，下面分別予以說明。
　　1、配套緩沖罐的設(shè)備
　　設(shè)備說明
　　成套設(shè)備一般由緩沖罐、水泵機組、氣壓罐控制柜及控制儀表組成，各部分說明如下：
　　a、緩沖罐：是接在設(shè)備入口處的氣壓罐，簡稱緩沖罐，給水運行時罐內(nèi)部分容積為壓縮空氣，靠壓縮空氣的貯能，對各種突變沖擊具有很好的減緩消除作用，同時對市政供水具有一定動態(tài)補償作用。
　　有2種不同結(jié)構(gòu)的緩沖罐，隔膜緩沖罐采用天然橡膠隔膜材料，因完全密閉更有利于保持水質(zhì)標準，普通鋼制緩沖罐內(nèi)壁涂有符合衛(wèi)生標準的防腐涂料，但補氣時會與外界空氣接觸。
　　緩沖罐即可串接使用　，也可并接使用（進出水為同一管道，作為分支與市政管路相接。
　　b、水泵機組：選用本公司具有非過載特性的水泵，其工作特性可以適應(yīng)水源的較大范圍內(nèi)的壓力變化，不會產(chǎn)生過載現(xiàn)象。
　　c、氣壓罐：其作用與通常2次增壓變頻給水設(shè)備?中的氣壓罐相同，本系列標準產(chǎn)品采用的隔膜式微型氣壓罐，主要利用其保壓功能，有利于設(shè)備的智能化自動節(jié)能控制。
　　d、變頻控制柜：可采用全變頻控制系統(tǒng)，即所有水泵均采用變頻調(diào)速拖動，也可采用部分變頻控制系統(tǒng)（樣本標準產(chǎn)品只有1臺泵為變頻調(diào)速拖動）。
　　e、旁通管路：如果市政供水平時能夠滿足水壓要求，僅在供水高峰時壓力不足，可加載旁通管路，可使市政下拉供水與增壓供水實現(xiàn)自動切換運行。
　　（1）當市政管網(wǎng)高壓時，設(shè)備處于停機狀態(tài)，市政水源過緩沖罐、旁通管路直接向用戶管網(wǎng)供水。
　　（2）當市政管網(wǎng)欠壓時，設(shè)備自動啟動，在原不水壓基礎(chǔ)上變頻調(diào)速增壓（恒壓）供水，由于是按“差多少，補多少”的原則增壓，所以在全流量范圍即滿足了用戶恒壓供水的需求，同時又實現(xiàn)了高效節(jié)能運行。運行過程中密閉的緩沖罐相當一段管路，新鮮衛(wèi)生的自來淼不斷流過水源罐，不會遭受外界污染。
　　（3）設(shè)備運行中，緩沖罐部分容積為壓縮空氣（其壓力與市政水壓相同），因而貯存了一定壓力勢能，靠此貯能可大大減緩各種沖擊對市政水源的影響，同時對市政供水具有動態(tài)的削峰補償作用。當市政服務(wù)壓力從p2降至p1時，緩沖罐提供的最大補償水量與緩沖罐總?cè)莘e關(guān)系為：
　　v＃＝（1-p1/p2）　v總＝kv總
　　v＃－供水高峰市政壓力從p2降至p1期間水源罐給出的補償水量（m3）
　　p1－市政供水高峰期最低壓力（絕對壓力）
　　p2－市政供水高峰期前的壓力（絕對壓力）
　　v總－水源罐的總?cè)莘e（m3）
　　例：供水高峰期，市政水源壓力從20mh2o降至mh2o，則在該期間水源罐給出的補償水量為
　　v＃＝（1-15/30）　v總＝0.5v總（m3），占總?cè)莘e的50％。顯然這是一種切實有效的動態(tài)補償作用，如果所有用戶的增壓設(shè)備均具有這種補償作用，則總體上對市政供水可起到一定削峰填谷的效果，高峰期間管網(wǎng)服務(wù)壓力不至于下降得太低。
　　（4）緩沖罐上配有控制儀表，當市政管網(wǎng)壓力低于設(shè)定下限值時可自動停機（禁止運行），防止過度抽吸市政水源及防止抽水運行。
　　2、配套水源罐的設(shè)備
　　設(shè)備說明
　　成套設(shè)備一般由自動隔離閥（選購件）、水源罐（或承壓水池）、水泵機組、氣壓罐、變頻控制柜（含控制儀表）組成。各部分說明如下：
　　a、自動隔離閥或節(jié)流裝置（選購件）：用于隔離市政水源，可任意設(shè)定動作壓力，當市政水源壓力低于該值時，隔離裝置動作，切換到水源罐或承壓水池供水。也可考慮使用廉價的節(jié)流裝置代替隔離閥，限制最大進水流量，供水不足部分靠水源罐補償。
　　b、水源罐：給水運行時罐內(nèi)全部容積充滿了水，由于無壓縮空氣貯能，對各種沖擊的緩沖作用和對市政水源的動態(tài)補償效果不如緩沖罐。但當市政水源壓力太低，水源罐出水（供水）大于進水量時，罐內(nèi)貯水容積可全部用來補償市政水源的不足。
　　水源罐提供補償水量期間，靠真空抑制器使空氣自動進入罐體，可避免對高下管網(wǎng)造成負壓抽吸作用（即所謂無負壓無吸程）。
　　水源罐只能串接在進水管路中使用。
　　c、承壓水池：一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與水源罐工作原理相同，因其容積大，對市政供水具有很好的削峰填谷作用，適用于全國各地各種市政水源情況。當市政供水管網(wǎng)因故停水期間可由承壓水池提供一定時間的供水水源，適用于客戶要求高可靠供水的場合。
　　d、水泵機組：選用本公司具有非過載特性的水泵，其工作特性可適應(yīng)市政水源的較大范圍內(nèi)的壓力變化，不會產(chǎn)生過載現(xiàn)象。
　　e、氣壓罐：其作用與通常2次增壓變頻給水設(shè)備?中的氣壓罐相同，標準產(chǎn)品設(shè)計中采用隔膜微型氣壓罐，主要利用其保壓功能，有利于設(shè)備的智能化自動節(jié)能控制。
　　f、變頻控制柜：可選擇采用全變頻技術(shù)方案，即所有水泵均采用變頻拖動，也可采用部分變頻技術(shù)方案（只有一臺泵為變頻調(diào)速拖動）。
　　g、旁通管路：如果市政供水平時滿足水氣要求，僅在供水高峰時壓力不足，可加載旁通管路，使市政直接供水與增壓供水自動切換運行。
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