变频恒压供水系统介绍

变频恒压供水系统是指在供水管网中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式。供水管网的出口压力值是根据用户需求确定的。传统的恒压供水方式是采用水塔、高水位箱、气压罐等设施实现的。

一、变频恒压供水系统简介

近年来，随着变频调速技术的日益成熟，其显著的节能效果和可靠稳定的控制方式，在供水系统中得到广泛的应用。变频恒压供水系统对水泵电机实行无级调速，依据用水量及水压变化通过微机检测、运算，自动改变水泵转速保持水压恒定以满足用水要求，是目前科学、合理的节能供水系统。与传统的水塔、高位水箱、气压罐等供水方式比较，不论是投资、运行的经济性、还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有优势：

1、有效节能。与传统供水方式相比变频恒压供水能节能百分之六十。

2、占地面积小，投入少，效率高。

3、配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠。

4、运行合理，由于一天内的平均转速下降，轴上的平均扭矩和磨损减少，水泵的寿命将大为提高。

5、由于能对水泵实现软停和软起，并可消除水锤效应（水锤效应：直接起动和停机时，液体动能的急剧变大，导致对管网的冲击，有很大破坏力）。

6、操作简便，省时省力。

二、工作原理

变频恒压供水系统以管网水压（或用户用水流量）为设定参数，通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调（PID），使供水系统自动恒稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率升高，水泵转速加快，供水量相应变大；用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢，供水量亦相应减小，这样就保证了供水效率用户对水压和水量的要求，同时达到了提高供水品质和供水效率的目的，“用多少水，供多少水”；采用该设备不需建造高位水箱，水塔，水质无二次污染，是一种理想的现代化建筑供水设备。

三、相关原理

用变频设备来实现恒压供水，与用调节阀门来实现恒压供水相比，节能效果十分显著（可根据具体情况计算出来）。其优点是：

1、起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；

2、由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命；

3、可以消除起动和停机时的水锤效应；

一般地说，当由一台变频器控制一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时，

可考虑适当减小变频器的容量，但应注意留有足够的容量。

虽然水泵在低速运行时，电动机的工作电流较小。但是，当用户的用水量变化频繁时，电动机将处于频繁的升、降速状态，而升、降速的电流可略超过电动机的额定电流，导致电动机过热。因此，电动机的热保护是需要的。对于这种由于频繁地升、降速而积累起来的温升，变频器内的电子热保护功能是难以起到保护作用的，所以应采用热继电器来进行电动机的热保护。

在主要功能预置方面，高频率应以电动机的额定频率为变频器的高工作频率。升、降速时间在采用PID调节器的情况下，升、降速时间应尽量设定得短一些，以免影响由PID调节器决定的动态响应过程。如变频器本身具有PID调节功能时，只要在预置时设定PID功能有效，则所设定的升速和降速时间将自动失效。

四、设备特点

1、采用可编程控制器，程序灵活多变，精度高，可靠性强，功能多，反映速度快。

2、均配有稳压泵或稳压罐稳压，在用水量小到限定值时，主泵可停止运转，减少水泵电机的机械磨损并且节约电能。

3、对水泵均为软启动，延长设备寿命，消除了启动电流对电网的冲击。

4、根据用水量的变化，水泵循环变频运行，先启的先停，使水泵均衡工作。当一台泵运转六小时或二十四小时，自动切换到另一台。

5、特点为双恒压控制，生活消防可公用的一套设备，为用户节约投资。而且一机两用，大大的提高了使用效率。

6、结构紧凑，占地面积小 ，安装快，投资省，运行稳定。

五、适用范围

1、各种类型的自来水厂，供水站。

2、工业与民用建筑的生活、生产、消防用水系统。

3、公共设施宾馆，饭店的生活热水，空调供水系统。

4、油田的输油管道，油泵站恒压输送系统和工厂、矿山通风机风压调节系统。

5、热水锅炉定压及热水管道的定压系统。

六、安装说明

1、设备要求按图正确的与系统安装，泵房温度不得低于0摄氏度，不高于40摄氏度，设备应高于地面50-100mm，留有排水沟，各水泵应有单独的吸水管，地上水池加闸阀，以便维修。

2、安装尽量少用弯头，以减少不必要的损失。

3、该设备经厂方技术人员调试完毕后，交付用户的专门管理人员负责，专用消防设备，须定制严格管理制度，以达到一有火情，立即启动。

七、技术参数

输送液体：清水；

液体温度：0℃—+70℃；

高使用压力：20kg/cm³；

小吸入压力：0.2kg/cm³；

允许吸入压力：受到高使用压力限制；

水泵：立式/卧式多级离心泵；

水泵组合台数：2---6台；

电源：三相×220/380V×50HZ。

吸入、输出管：不锈钢钢管

八、控制要求

1、系统开始供水时，变频运行；

2、三台泵根据恒压的需要，采取“先开先停”的原则接入和退出；

3、在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过3小时，则要切换到下一台泵，即系统具有“倒泵功能”可避免某一台泵长时间工作；

4、三台泵启动时有延时，减小电流过大时对其他用电设备的冲击；

5、要有完善的报警功能；

6、对电机的操作要有手动和自动两种控制功能。

九、系统设计

本设计综合PLC在多方面的应用，既有开关量I/O，也有模拟量I/O，及其PID调节器的使用。另外，设计中还使用了变频器控制。

十、主要应用

 1、变频器恒压供水系统解决方案 本文介绍基于普传变频器的恒压供水系统方案。具体阐述了供水控制原理和变频方案设计，给出系供水系统配线图可供参考。 变频调速恒压供水技术以其节能、供水高品质等优点，在供水行业得到了广泛应用。

 2、变频调速恒压供水技术以其节能、供水高品质等优点，在供水行业得到了广泛应用。恒压供水调速系统实现水泵电动机无级调速，依据用水量的变化(实际上为供水管网的压力变化)自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今科学、合理的节能型供水系统。为市场和客户考虑，开发出多泵供水控制系统软件，配合高性能普传变频器，在恒压供水系统中得到广泛应用。

 3、采用普传变频器与普传多泵供水系统专用控制器构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。

 4、系统优点：

（1）压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率，而达到调节水泵转速改变水泵出口压力，具有降低管道阻力，大大减少截流损失的效能。

（2）由于变量泵工作在变频工况，在其出口流量小于额定流量时，泵转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延长泵和电动机的机械使用寿命。因实现恒压自动控制，不需要操作人员频繁操作，降低了人员的劳动强度，节省了人力。

（3）水泵电动机采用软启动方式，按设定的加速时间加速，避免电动机启动时的电流冲击，对电网电压造成波动的影响，同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。

（4）由于变量泵工作在变频工作状态，在其运行过程中其转速是由外供水量决定的，故系统在运行过程中可节约可观的电能（平均百分之二十五以上），系统具有收回投资快，而长期受益，其产生的社会效益也是非常巨大。