浅谈变频恒压供水设备的应用

摘 要：变频恒压供水设备是一种新型的节能供水设备。文章通过介绍变频恒压供水设备的系统组成、设备特点、压力控制、供水组成方式、控制方式、控制方式的比较及类型，从而掌握变频恒压供水设备的应用。

关键词：变频恒压；供水设备；变频器；PID控制

1 变频恒压供水设备的系统组成

变频器是整个变频恒压供水系统的关键部分。其系统组成框图（变频恒压供水图）如下

图中，水泵电机是输出环节，转速由变频器控制，实现变流量恒压控制。变频器接受PID控制器信号对水泵进行速度控制，压力传感器检测管网出水压力，把信号传给PID控制器，PID控制器调节变频器频率来控制水泵转速，实现了一个闭环控制系统。变频器本身具有PID调节功能，可以不选用外置PID调节器，调节更加平稳。

2 变频恒压供水设备的特点

2.1 不产生负压

该设备与自来水主管网直接连接取水时，加压运行不会造成自来水主管网产生负压。

2.2 设置压力

通过调节许可压力控制阀能够设置自来水主管网许可吸水压力。

2.3 可借压

当设备超过许可吸水压力和流量时，可以在主管网的压力基础上增压。

2.4 变频恒压

设备实时通过压力传感器检测出口压力，再将实测值和设定值进行对照，反馈到控制系统，控制系统发出电机及水泵投入台套数和变频器输出频率信号，以追踪用水曲线来实现恒压。

2.5 超静音

考虑到噪声对人的危害，采用专用静音变频器，运用成熟的消音设计手段，故系统能超静音运行。

2.6 停电不停水

当供电线路因故障停电时，控制系统通过预设定的触发状态等手段能够实现停电不停水，也就是说，停电时系统会自动切换为自来水压力供水。

2.7 自动化程度高

系统能实现全自动控制，具有手动或自动切换、主泵和副泵定时轮换、压力调节、高电压保护、低电压保护、恒压保护、漏相保护、过载保护、过热保护、缺水保护、漏水检测补偿、不用水停车、瞬间跳闸保护等功能。

3 变频恒压供水设备的压力控制

当自来水管网压力超过启动压力预设值时，与出水管路连接的压力罐开始供水；当自来水管网压力等于启动压力预设值时，设备控制系统立即发出信号，水泵启动，在水泵运行过程中，管网压力等于停止压力时，设备控制系统立即发出信号，水泵停止；当启动的水泵满负荷运行后管网压力仍未达到停止压力时，启动的水泵数增加。

4 变频恒压供水设备的供水组成方式

变频恒压供水设备主要由变频控制电气柜、水泵、稳压罐、压力传感器等组成，可以始终保持设备压力表压力等于用户预设值。能够用于一般生活或生产供水。供水系统的组成方式有以下两种类型：

（1）变频恒压供水设备与自来水主管网连接供水，当供水压力满足需要时，正在运行的全部水泵将自动停止。反之，当供水压力不能满足需要时，设备控制系统立即发出启动信号，设备启动，增大压力满足用户用水需求。

（2）增加辅加气压罐或辅加小泵可以彻底消除小流量或零流量供水时电量的消耗。

5 变频恒压供水设备的控制方式

设备采用成熟的智能化控制技术，具有手动或自动切换、主副泵定时间交替轮换，达到节能降耗的目的。一台变频器起到了多台变频器的效果并节约电量，软启动水泵及辅助泵的启动电流为额定电流的200～300%。可采用了以下两种运行模式：

（1）增量运行方式（见表1）。

表1

（2）交替运行方式是恒压变频供水的基本功能，所有水泵停止后再启动时最初启动的泵变频调速运行，该泵为主泵。每次启动或任意设定时间内交替启动主泵以防止某台泵频繁启动（见表2）。

表2

6 变频恒压供水设备的运行曲线图

从运行曲线图可以看出利用智能控制技术，在流量极度变化的情况下保持恒压，可以看出变频恒压供水系统为我们提供了供水条件最优越的性能。

7 两种供水设备控制方式的比较

变频恒压供水设备采用的是闭环控制方式，不断的采集，不断的反馈，不断的调控水泵的转速，从而达到用户管网供水压力的恒定。

气压供水设备采用的是开环控制方式，采集信号，反馈信号，控制水泵。但不能调节水泵的转速，只能利用隔膜稳压罐小量地达到供水压力平稳。

8 变频恒压供水设备的控制方式类型

8.1 气压式供水

8.2 生活水池自灌式供水方式

8.3 生活水池自吸式供水方式

此种供水方式水池的液位低于水泵的进水口，称为自吸式。水泵吸水不可靠，经常出现引水掉水的现象，设置一个引水罐，如图，泵前加一引水罐便可消除引水掉水的现象。

8.4 水井变频供水方式

设备采用潜水泵变频控制，即可以控制一台泵，也可以控制数台泵，每台泵均根据用水量的变化自动运行。

9 结束语

变频恒压供水设备是将变频调速器、电机及水泵三者组合而成的机电一体化节能供水设备。该设备以水泵出水端的水压为预设定参数，通过PLC自动控制变频器的输出频率来调节水泵电机的转速，实现用户整个管网水压的闭环调节，使供水系统自动恒压稳定于设定的压力值。这样就保证了整个用户管网随时都有充足的与用户预设的水压和随用户的用水情况变化而变化的水量。

参考文献

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[2]城市供水行业职业技能培训丛书编委会.供水设备维修电工.[J].中国建材工业出版社，2005.

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