变频供水范文

变频供水范文第1篇

[关键词]水利工程；自动化；变频；供水；

中图分类号：TV 文献标识码：A

前言

随着自动化的快速发展和在各个领域的渗透，使基于自动化技术的水利工程建设和管理发展到了一个新的水平，并展示出了强劲的生命力和应用前景。特别是变频供水技术的成熟和迅速普及，给水利自动化提出了新的要求。近年来，伴随着大量供水输水工程的建设及改造，变频供水技术在水利工程中的运用越来越广泛。变频供水技术的广泛应用标志着水利行业技术水平随着时代的发展不断进步。

二、变频器简介

变频器的英文译名是VFD（Variable-frequency Drive），是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。变频器之所以能实现对电动机的调速功能，主要是变频器能够将电源的三相(或单相)交流电，经整流桥整流为直流电(交—直变换)，再把直流电经逆变器变为电压和频率可调的三相(或单相)交流电源(直—交变换)。其间电能不发生任何变化，而只有频率发生改变。三相异步电动机的转速计算公式为：

式中：n--转速； f1--供电频率； s--异步电动机转差率； p--磁极对数。

由上述公式可知，异步电动机调速的途经有改变磁极对数、改变转差率和调整供电频率。

三、变频与供水关系论述

在供水系统中，流量是最根本的控制对象。由水泵—管道供水原理可知，调节供水流量，原则上有二种方法；一是节流调节，开大供水阀，流量上升；关小供水阀，流量下降。调节流量的第二种方法是调速调节，水泵转速升高，供水流量增加；转速下降，流量降低，对于用水流量经常变化的场合（例如生活用水），采用调速调节流量，具有优良的节能效果。变频器控制水泵，主要是通过变频器控制水泵的转速来调节水的流量，在普通泵的基础上增加了变频器控制。其工作原理为：风机水泵类负载，电机能耗与转速的立方成正比，使用变频控制水泵较使用进、出口阀门调节水泵要更加节能。由于水泵的轴功率与转速的立方成正比，因此水泵用变频器来调节转速能实现压力或流量的自动控制，同时可获得大量节能。另外使用变频器控制还可以减少起动电流和对泵的冲击，泵停车时还可以通过参数设置来避免泵的水锤效应。

变频供水技术以其节能、安全、供水高品质等优点，在供水行业得到了广泛应用。变频供水系统实现水泵电动机无级调速，依据用水量的变化（实现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，是当今先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中如何充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频器速供水系统，降低成本、保证产品质量等有着重要意义。

四、变频供水的安全问题研究

（1）水锤效应的产生与消除

异步电动机在全电压启动时，从静止状态加速到额定转速所需要的时间只有0.25s。这意味着在0.25s的时间里，水的流量将从零猛增到额定流量。由于水具有动量和不可压缩性，因此，在极短时间内流量的巨大变化将引起对管道的压强过高或过低的冲击，并产生空化现象。压力冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一样，故称为水锤效应。在直接停机时，供水系统的水头将克服电动机的惯性而使系统急剧地停止。这也同样会引起压力冲击和水锤效应。由此可以看出，产生水锤效应的根本原因，是由于启动和制动过程中的动态转矩太大。

水锤效应具有极大的破坏性:压强过高，将引起管道的破裂，反之，压强过低又会导致管道的瘪塌。此外，水锤效应也可能破坏水泵、阀门和固定件，大大降低供水质量。采用了变频调速后，可以通过对升速时间的预置来延长启动过程，使动态转矩大为减小，在系统停机过程中，同样可以通过对降速时间的预置来延长停机过程，减小动态转矩，从而彻底消除水锤效应，大大延长了水泵及管道系统的寿命。

（2）供水电机及电网的保护

由于变频供水基本上都采用了变频软启动，启动频率低，启动电流小，因此，除了对供水机泵和供水管网有保护作用，还能有效地防止大电流对电机和电网的冲击，对供水电机和电网有良好的保护作用，供水系统电机直接启动与变频启动的对比表如下表所示。

五、对变频干扰的处理

凡是安装有变频器的测控系统一般都伴随着电磁干扰的问题。变频器的干扰问题一般分为变频器自身干扰；外界设备产生的电磁波对变频器干扰；变频器对其它弱电设备干扰3类情况。

变频器自身就是一个干扰源。变频器由主回路和控制回路两大部分组成，变频器主回路主要由整流电路，逆变电路，控制电路组成，其中整流电路和逆变电路由电力电子器件组成,电力、电子器件具有非线性特性，当变频器运行时，它要进行快速开关动作，因而产生高次谐波，这样变频器输出波形除基波外还含有大量高次谐波。所以对电源侧和输出侧的设备会产生影响。与主回路相比，变频器的控制回路却是小能量、弱信号回路，极易遭受其它装置产生的干扰。

如果变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰，电网噪声也会通过电网电源电路干扰变频器。供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电；浪涌、跌落；尖峰电压脉冲；射频干扰。其次，共模干扰通过变频器的控制信号线也会干扰变频器的正常工作。另外，安装变频器的配电柜与动力配电室相距太近的话，如果配电室配电柜有大电流流过，将在电流周围行成较强磁场，同样会对变频器的控制回路造成影响。针对以上情况，一般处理方法是要保证良好的接地，接地线愈短愈好，而且必须接地良好；控制回路线使用屏蔽线，而且屏蔽线远端屏蔽层悬空近端接地，一定不能双端接地；根据产品要求合理布线，强电和弱电分离,保持一定距离,避免变频器动力线与信号线平行布线，应分散布线；增加抗无线干扰滤波器，变频器输入和输出抗干扰滤波器或电抗器；采取防止电磁感应的屏蔽措施，甚至可将变频器用金属铁箱屏蔽起来；适当降低载波频率；若用通讯功能，RS485通讯线应使用双绞线。

反过来说，变频器对电网来说也是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。另外，当变频器输入或输出电路与其它设备的电路很近时，变频器的高次谐波信号可通过感应的方式耦合到其它设备中去。其中电流干扰信号主要以电磁感应方式传播，电压干扰信号主要以静电感应方式传播。在本系统试运行初期，最为明显的就是对液位变送，频率设定及反馈等模拟量4-20mA信号的干扰，数值跳动幅度大，以至于无法正常读取。对于这种形式的干扰，首先需要判断扰的对象，是4-20mA供电电源受干扰还是信号线，最好用示波器查看一下信号线波形，可用以下方法降低、避免干扰：4-20mA信号电源用隔离变压器供电；4-20mA信号线用屏蔽线，与变频器三相输入输出分开布线；在4-20mA信号线上加电容（无极性）接地或加信号滤波电感。

六、结束语

新型的变频供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比，不论在设备的投资，运行的经济性，还是系统的稳定性和可靠性，自动化程序等方面，都是具有无法比拟的优势，而且具有显著的节能效果。变频供水系统的这些优越性，引起国内几乎所有供水设备厂家的高度重视，并向着高可靠性、全数字化微机控制、多品种的方向发展。追求高度智能化、系列化、标准化是未来供水设备适应城镇建设中网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。

参考文献

[1] 邬晓峰.PLC控制器和变频器技术在门机上的应用[EB/OL].2009

变频供水范文第2篇

关键词：PLC；变频调速；流量；水压

1 系统总体方案及其要求

1.1 总体要求：

a)由多台水泵机组实现供水，流量范围600m3/h，扬程60米左右。

b)设置一台小泵作为辅助泵，用于小流量时的供水;

c)供水压力要求恒定，尤其在换泵时波动要小;

d)系统能自动可靠运行，为方便检修和应急，应具备手动功能；

e)各主泵均能可靠地实现软启动；

f)具有完善的保护和报警功能；

通过分析，确定以可靠性高、使用简单、维护方便、编程灵活的工控设备PLC和变频器作为主要控制设备来设计变频调速恒压供水系统， 其总体结构如下图所示。

2 主电路的设计方案

主电路设计如上图所示。三台大容量的主水泵(1#，2#，3#)根据供水状态的不同，具有变频、工频两种运行方式，因此每台主水泵均要求通过两个接触器分别与工频电源和变频电源输出相联，注意：每台主水泵的两个接触器都一定要进行接触器联锁，即KM1与KM2、KM3与KM4、KM5与KM6必须相互联锁，否则有可能会因接触器故障而造成变频器的输出端接上电源输入端而损坏;辅助泵只运行在工频状态，通过一个接触器接入工频。

3 控制电路设计方案

3.1 设备启动后，首先某一台主泵在变频调速器控制下，投入变速运行，只有当输出压力达到预定值至其流量与用水流量相平衡时，转速稳定到某一值。

3.2 当用水流量增加时，主泵按设定速率（曲线）加速到另一稳定转速；而用水量小时，主泵按设定的速率（曲线）减速到新的稳定转速。

3.3 当变速运行主泵的转速达到最大转速后，用水量进一步增加时，该主泵转换到工频电源后恒速运行；变频调速器则转换到控制另一台主泵，使之投入变速运行。每当变速运行的主泵转速到最大时，将发生如上的转换 并有新的主泵投入并联运行。

3.4 当变速运行主泵的转速，因用水量减小而达到临界低转速后，用水量时一步减小，则PLC将控制停掉先开的一台主泵，遵守先开先停，后开后停原则；直到剩下一台主泵为止。

3.5 当只有一台主泵变速运行，且用水量接近于零时，产泵转速达到临界低转速时（这时变速运行主泵处于最小工作转速）。此主泵也被停泵而启用小容量辅助泵运行，以期节能和减少设备的无效运行。

4 PLC的程序设计

4.1 PLC的I/O端子接线图及变频器的端子接线图

4.2 PLC的流程图设计

5 总结

本系统具有以下的特点:

a) 采用了可靠性高、使用简单、编程灵活的工控设备PLC和内置PID调节模块的变频器作为主要控制设备，在全流量范围内利用变频泵的连续调节和工频泵的分级调节相结合，确保恒压供水；

b) 系统具有完备的故障处理能力，可通过自动工频运行、远程手动控制和现场手动控制等方式确保供水，具有故障实时的现场报警和远程电话自动报警功能，具有故障电机锁定功能；

c) 系统实现了计算机和PLC的有效结合，具有远程监控与管理能力，具有先进性;

d) 系统采取变频调速方式实现恒压供水，节能效果明显；

e) 采用了PID调节方式，水压波动小，响应快。

参考文献:

[1] 韩安荣主编.通用变频器及其应用．机械工业出版社

[2] 姜乃昌陈锦章主编．水泵及水泵站．中国建筑工业出版社

[3] 张燕宾．变频供水的节能分析与近似计算．自动化博览，2000年

[4]王占奎等主编．变频调速应用百例．科学出版社，1999年

[5]张小明黄鸣春．变频调速供水系统使用研究．广东高校后勤研究

[6] 李永刚，李福山.可编程控制器在变频调速供水中的应用.节能，1994年

变频供水范文第3篇

关键词：无负压变频恒压供水，基本原理，技术要求，应用

中图分类号： TV674 文献标识码： A 文章编号：

1、无负压变频恒压供水的定义及基本原理

随着我国社会主义现代化建设事业的持续发展，给排水设备也在不断提高，从过去老式的水泵加屋顶水箱到现在的变频供水。近年来又一新型的供水设备出现———无负压变频恒压供水，它是在变频恒压供水设备上发展起来的，主要由无负压调节罐、水泵、气压罐、智能控制系统等组成。这种装置的主要工作原理是，把小区供水系统的开式进水水池，变成容积较小的闭式进水箱，并在蓄水罐上安装一个真空消除器V.E，消除高峰负荷时罐内的负压，从而造成对市政自来水管网的直接抽吸作用，以满足自来水管网安全运行的要求，如图1所示。真空消除器其实就是一个压力窗口器，保持罐内的压力P0跟随自来水管网供水压力变化，即在0～市政自来水管网正常压力之间变化。罐内压力低于下限，真空消除器打开，使空气进入罐内；罐内压力高于上限，真空消除器打开，放掉罐内的一些空气。即只有罐内压力低于下限、高于上限时，真空阀才打开，以便进气或排气。如果罐内压力在下限、上限之间时，真空阀是关闭的。由于市政自来水管网20mH2 O左右的压头P0在进入小区进水灌时没有节流损失掉，因此小区供水系统的变频水泵P1在小区供水时就可以减少20mH2 O左右的扬程，从而达到节能供水的目的。

2、无负压变频恒压供水的特点

无负压变频恒压供水系统是在传统恒压供水系统的基础上发展起来的一种新型供水方式，其主要特征是取消了泵前的水池或水箱，水泵直接从市政供水管网上吸水，通过先进的自动控制系统对泵前和泵后压力进行调节。无负压供水系统具有以下优点：

1) 清洁卫生。由于取消了泵前的水池或水箱，实现了全封闭供水，根本上杜绝了自来水在水池或水箱中滞留时与空气接触而产生的水质污染。

2) 节能高效，操作简便。设备根据用水情况对水泵进行变频调速运行，加上市政管网原有的压力叠加，经测试可节能30％～45％，作为变频(恒压)变流量给水设备的更新换代产品，采用触摸屏监控，设备的运行情况一目了然，操作简便。

3) 投资少、占地少、安装简便。免去建设水池的投资，减少了水池的占地面积，整套设备工厂化制作，便于安装。

但也存在以下不足：它的供水可靠性不高。由于它缺少蓄水池,市政供水一有故障,整个设备瘫痪,将处于停水状态。

3、无负压变频供水设备技术要求

无负压变频供水设备必须满足下列技术要求：

1、无负压供水设备必须满足市政管网的约束条件

①、任何情况下均不允许超量取水现象。无负压管网直供水设备应保证在城市供水管网限定的流量下运转，任何时候都不会超限量取水，根本不会在负压下强行抽水，维护供水管网的运行安全和相邻用户的用水稳定。

②、不产生管路负压、积气和回流现象。无负压管网直供水设备应具有防止负压、压力振荡、回流的有效功能。

2、必须安全、稳定的向用户恒压供水

①、无负压管网直供水设备应采用水泵出水端压力恒定控制或供水管路最不利点恒压控制的方式。压力值可以在现场试水时设定和调整，以达到用户用水压力满意为准。 ②、恒压控制稳态精度要求：设定压力与实际压力差不得超过±0.01MPa。 ③、控制系统动态性能要求：必须平滑、稳定的进行调节，不产生调节震荡，并且响应速度合理。避免水流喘振、断流和水击现象出现。 ④、无负压管网直供水设备应具备的控制功能要求：必须具有两台泵定时切换功能。故障报警停泵功能。进水压力控制设定上限压力，开泵时水泵能根据设定压力值自动升降转速调节出水压力，达到下限压力时停泵。必须设有手动开关泵按钮，当自动功能出现故障时必须手动开关水泵，不至于影响用户用水和市政管网运行的安全。

3、对无负压管网直供水设备制作与安装要求 ①、变频控制柜内电器元件必须采用如下国外知名品牌产品：施耐德、ABB或西门子，水泵变频器必须采用采用以下水泵专用变频器品牌： Danfoss、Omon、ABB、Allenbradley，不得采用通用变频器，控制柜外壳应喷塑。控制柜面板上各种指示灯及仪器齐全，指示牌指示准确清晰，距离2米可辨清指示牌内容。变频柜需要BA系统集成，并提供对江森、霍尼伟尔、西门子楼控系统开放的通信接口。无负压变频供水设备须具备但不限于以下BA功能：各泵运行状态、各泵的故障状态、给水管网压力。 ②、设备进水压力控制应用压力传感器控制或远传压力表，不能使用电接点压力表。出水压力可选用压力传感或是远传压力表，进水最好使用压力传感器。 ③、水泵必须采用以下国外知名品牌：格兰富（CR系列）、ITT（SV系列）或威乐不锈钢水泵，设备进水口所用水泵、水罐、管材、阀门、管件等所有涉水机械、器材应符合国家《生活饮用水卫生监督管理办法》的规定，设备中的不锈钢材料均采用SUS304食品级不锈钢制作，不得使用工业用产品。水泵进出口必须采用不锈钢波纹管连接。④.对无负压变频供水设备配置要求为：两台水泵，一用一备 ，即一台水泵可以零流量连续调节为最大流量，满足24小时全时段的用水高峰及低谷的变化需要，另一台作为备用泵，工作泵与备用泵定时平滑切换一次，以避免泵用泵中死水时间长而影响水质。⑤、保证设备绝对与大气隔绝,全封闭运行,彻底杜绝二次污染,保证在自来水管网的限定性条件下连接运转,不会产生负压管路冲击等影响管网供水安全的隐患,具有相关的资质证明。4、对无负压变频供水设备稳流补偿器的要求为：材质必须采用SUS304食品级不锈钢制作,厚度不得小于4mm。

5、具有国家省级以上质量监督部门的检验合格报告。

6、具备无负压设备的专利证书。

7、取得当地卫生部门颁发的生活饮用水供水设备及用品卫生许可证件。

8、自动化设计,全自动运行,无人职守.无水停机,来水自动开机,停电后复电在启动变频故障自动复位和再启动,工作水泵发生故障时,备用水泵自动投入运行,并定时自动切换。

9、设备制造、安装均应执行国家、行业或企业的技术标准。

4、无负压变频恒压供水的应用

无负压变频恒压供水本身是一种供水设备，一般可以应用如下：1) 适用于任何自来水压力不足地区的加压给水。2) 新建改建扩建的住宅小区、写字楼、综合楼生活用水。3) 自来水厂的给水中间加压泵站。4) 工矿企业的生活、生产用水等。5) 各种循环水系统。然而，由于该设备的技术特点，应用上也存在局限性。当用户最大用水量大于自来水管网最小进水量时，既有可能出现求大于供的情况时就不允许采用无负压供水设备，还有可能对市政管网造成污染时不能应用该设备。具体体现在以下场所：1) 城市给水管网经常性停水的区域；2) 城市给水管网可资利用水头过低的区域；3) 城市给水管网供水Q , H 波动过大的区域；4) 使用管网(无负压) 给水设备后，对周边现有(或规划) 用户用水会造成严重影响的区域；5) 供水保证率要求高,不允许停水的用户；6) 凡可能对市政管网造成回流污染危害的相关行业,如医院、化工等。

根据无负压供水设备的特点,在应用该设备时应注意如下几个问题：1) 在具体工程项目中，无负压给水设备直接从市政供水管网上抽水，设置前必须征得地方自来水公司的同意；2) 作为设计单位应该核算无负压给水设备引水管的管径和抽取水量,以避免因引水管通过水量经常性小于用户设计水量而带来的设备故障的产生；3) 房地产开发公司等使用单位检查产品制造商的产品应由铜、不锈钢或者耐腐蚀的塑料及复合材质组成， 并取得地方卫生行政部门颁发的卫生许可证。

参考文献：

［1］郭文涛，谈城市水资源的可持续利用［J］。山西建筑，2005，31（4）：105—106。

［2］李晓燕，浅析工业节水途径［J］。山西建筑，2005，21（8）：121—122

［3］湖南无负压变频恒压供水系统性能分析

作者简介：

变频供水范文第4篇

关键词：变频供水系统；重力供水系统；变频泵；工频泵

Abstract: at present exceptionally rapid urbanization process, under the environment of all kinds of office buildings and public design flow is very large, and for the choices of building water supply and drainage system is also vary, which adopts the frequency conversion system on water supply, water supply and the pros and cons of gravity water supply discussion also has often been put forward. This article will through some engineering examples to explore the characteristics of frequency conversion water supply system and gravity water supply system.

Keywords: variable frequency water supply system; Gravity water supply system; Variable frequency pump; Pump power frequency

中图分类号：TV674文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

前言

本报告以沈阳嘉里香格里拉项目为参考，对比项目中分别采用重力供水与变频供水两种供水系统的优劣，从而达到分析研究变频泵与恒速泵工作原理的目的。根据嘉里提供的设计手册，该项目最终采用了重力供水系统，但是变频泵与恒速泵仍各具特点，有待通过对比进行深入的研究。

正文

重力供水系统

重力供水系统简介

重力供水系统使用恒速泵供水，通过恒速泵将底层水箱中的水源抽至高层水箱后，依靠高水位中水体自身重力向各配水点供水。由于水位基本不发生变化，因此重力供水的出水水压比较稳定，不会因为外网中水压的变化而出现波动。恒速泵通过设置在高位水箱中的水位控制器调节启停，当水箱中水位低于设计水位时，恒速泵启动，向高位水箱输水。

恒速泵工作原理

恒速泵通过泵本身的电机，将水流以恒定速度引出，相对变速泵而言，恒速泵的工作原理简单，不易出现故障，工作稳定性也更强。

变频供水系统

变频供水系统简介

变频供水系统采用变频泵供水，通过变频泵将底层水箱中的水源直接输送至各配水点，无需设置高位水箱。由于变频泵可根据出水水压的变化改变出水量，故也能达到调节水压恒压出水的效果，且相对重力供水而言，无需设置高位水箱，使整个供水系统的设计更为简洁。

变频泵工作原理

变频泵通过设置在出水端的水压测试装置，感应出水压力的变化，并调节水泵转速来达到稳压的作用。该泵与恒速泵最大的区别在于增加了出水感应装置以及能够改变泵转速的变频器，以下着重介绍变频器的组成与工作原理。

如前所述，泵的速度控制涉及一个变频器。因此，有必要深入了解变频器，了解它是如何运作，并最后讨论使用这种设备的相关注意事项。

变频器的元件：

理论上，所有变频器均由相同的功能块组成，其基本功能就是将电源电压转变为具有另一个频率和振幅的新交流电压。变频器首先把输入电压整流，然后将能量储存于由一个电容器组成的中间电路。接着，直流电压被转化为具有另一个频率和振幅的新交流电压。由于变频器中中间电路的存在，电源电压的频率对输出频率以及电机速度没有直接影响。由于整流器可以处理50Hz和60Hz的频率，因此电源频率可以是其中任意一种。此外，输入频率将不影响输出频率，因为这是由电压/频率模块所决定的，而电压/频率模块又是由换流器决定的。

如下图所示，变频器还由其它三个元件组成：一个EMC滤波器、一个控制电路和一个换流器。

EMC滤波器

EMC滤波器并不是变频器的主要功能部分，因此理论上，它不是变频器的一部分。然而，为了满足一些地方规范的要求，该滤波器是需要的。EMC确保了变频器不会向电源发出无法接受的高噪声信号。与此同时，滤波器确保了由其它设备产生的噪声信号不会进入变频器的电子设备中，引起损坏或干扰。

控制电路

控制电路块有两个功能：它控制着变频器，并与此同时，维护着变频器与周围设备之间的整个通信。

换流器

来自变频器的输出电压并不像标注电源电压一样是正弦式的。供应给电机的电压由许多矩形波脉冲组成。这些脉冲的平均值形成一所期望的频率和振幅的正弦电压。所形成的切换频率可从几个kHz至20kHz，具体取决于波段。为了避免电机绕组内产生噪音，变频器的切换频率最好在可听度的范围以上。

变频供水系统与重力供水系统的比较

根据沈阳嘉里香格里拉项目的各项参考信息，对比采用变频供水与重力供水两种供水两种系统，可得出以下几个方面的异同：

经济性：

变频——采用5组变频泵，共13台；底层设生活水池，5F、19F设转输泵及转输水箱，无需设置屋顶水箱。

重力——采用3组恒速泵，1组变频加压泵，共11台；底层设生活水池，19F设重力供水水箱，顶层设重力供水水箱及加压水泵。

节能性：

在出水水压经常变化的情况下，变频泵比公频泵具有一定的节能作用。但针对两种系统中，供水方式的不同，节能性比较缺乏依据。

安全性：

变频——与公频泵相比，含有变频器等调速设备，且根据用水需求需频繁启动，故障几率较高；出现停水或停电问题时，系统内无水箱存水，将立即处于供水瘫痪状态。

重力——仅由泵进行恒速供水，无变频器等装置，供水出现故障的几率相对较低；在出现停水或停电状况时，各区仍能够依靠重力水箱中的储水进行短暂供水。

稳定性：

变频——采用恒压变频泵，能够保证出水水压的稳定，但根据水量变化，需要一定的调节时间。

重力——重力供水采用储水水箱，依靠重力供水，出水水压稳定，且无需调节过程，在出水稳定性上更具优势。

水质：

变频——由变频泵直接从底层水箱抽水，无中间层及高层储水水箱。但在5F、19F设有转输水箱，对水质仍有一定程度的影响。

重力——由公频泵供水，设置中间层及屋顶重力储水水箱，水质影响较大。

变频泵与恒速泵的比较

变频泵与恒速泵在工作原理上的差别主要是泵的转速是否能够发生相应变化。在同一项目中，使用变频泵或恒速泵，其对比范畴主要为使用寿命、使用周期及使用费用。而费用方面又主要包括：初始费用，安装及试车费用，能耗费用，运行费用，环保费用，保养及维修费用，故障时间费用，退役及处理费用。一个泵系统的寿命周期费用是在系统寿命期内上述提及的所有要素的总合。

上表为一个工业应用需要一台新的供水泵，并考虑两个解决方案：

一台恒速多极离心泵

一台变速多极离心泵

通过计算显示，与恒速泵相比，变速泵节省40%的能耗。然而，变速泵的初始费用是恒速泵的两倍。但是，即便如此，10年后，第一个解决方案的总费用比恒速泵解决方案的低25%。

结论

针对沈阳嘉里香格里拉项目，因对于供水稳定的要求很高，故而最终采用了重力供水系统。但是，针对不同的项目，重力供水系统与变频供水系统仍有其各自的优缺点，不能一概而论，需根据实际情况，进行对比取舍后方能确定。与此同时，透过具体项目，也能看出不同系统中，泵的种类所发挥的作用。在不同的系统中，如何选取泵的类型，也需要进行全面对比后，根据具体条件来确定。

参考文献：

[1] 《泵与泵站》中国建筑工业出版社；第5版（2007年12月1日）

[2] 《建筑给排水设计手册》中国建筑工业出版社；第2版（2008年10月1日）

变频供水范文第5篇

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

[1]黄华.变频技术及应用.[J].北京大学，2013，第1版.

[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.

变频供水范文第6篇

关键词：变频供水设备；应用；控制；节能

近年来，随着各类技术的快速发展，变频调速系统作为一种先进的技术手段得以发展起来，有效的满足了人们在调速方面的需求。在当前的供水系统中，变频技术也得以广泛的应用，有效的实现了供水系统的自动化，而且变频技术在供水设备上进行应用，不仅具有较好的经济性，而且有效的提升了系统运行的稳定性。由于变频器越来越趋向于小型化，所以在供水设备上应用不需要占有多大的面积，而且在操控过程中能够有效的实现节水节电的目标，由于其诸多的优点，所以在当前供水设备中得以广泛的应用。

1 普通的变频供水设备

在当前供水系统中，应用最为广泛的应属循环软启动类型的变频供水设备，其组成较为简单，由水泵、仪表、变频柜及各种管路构成，在这种供水系统中，其水泵数量不宜超过四台，以三台为最佳。当利用三台水泵进行日常供水时，则首先由一台水泵进行供水，当其无法满足供水要求时，则变频柜则会将运行的水泵转为工频运行，然后开启第二台水泵，而当二台水泵运行仍无法供水量要求时，则会启动第三台水泵，而当用水量减小时，则会依照启动的顺序，依次将水泵停止，当只有一台水泵运行时，则会使其恢复恒压。而在实际运行过程中，为了避免水泵出现超负荷运行的情况，往往会对水泵运行时间进行设定，而这个时间并不具有确定性，会根据实际的需求来进行调整，从而确保系统运行的稳定性，而且有效的避免水泵超负荷运行情况的发生，确保了设备使用寿命的延长。另外利用变频器在供水设备上应用，还可以有效的实现节能的目的，而在变频器实现节能的关键部位则取决于双恒压的接口，这是实现节能的特殊结构，所以可以说双恒压供水功能是实现节能的关键和基础，通常应用于用水流量变换不大的区域，在林区具有较好的适用性，而且通常会采用循环水系统。

2 带小流量泵的循环软启动变频供水设备

当变频供水系统在小流量或零流量的情况下，比如在夜间用水低谷时，系统内的用水量很小，此时水泵在低流量下运行，会造成水泵效率大大降低，不能达到节能的目的，水泵功率越大用电越多。这就涉及供水系统在小流量或零流量时的节电问题，一般可以采取四种方案：（1）变频主泵+工频辅泵；（2）变频主泵+工频辅泵+气压罐；（3）变频主泵+气压罐；（4）变频主泵+变频辅泵+气压罐。

从节能、投资角度看第4种方案更为适宜，该方案即在原变频主泵基础上，再配备1-2台小泵专用在夜间或平时小流量时变频供水，一般选择小泵流量为3-6m3/h，居民区户数越多，流量可适当选择大些。小泵功率一般为1.5-3kW，小泵的扬程按主泵扬程或略低于主泵扬程即可。变频柜采用PLC控制，程序采用模块化设计。平时系统运行于主泵循环软启动变频供水模式，系统用水量减小时，主泵频率逐渐降低，当频率低于小流量频率时，PID调节器发出低频切换信号，延时后，系统自动进入小泵变频供水模式。当用水量增大，小泵流量不能满足系统需要时，PID调节器发出满频信号，延时后，系统自动返回主泵循环软启动变频供水模式。为达到更好的节能效果，系统也可实现双恒压供水功能。

3 全流量高效变频供水设备

对比较大的林区用水，若单配主泵机组和小流量泵，因小泵流量QL和主泵流量QM差别较大，当流量调节范围在QL-1/3Qm时，水泵的运行效率仍很低，导致水泵运行不经济，浪费电能。并且流量在大于或接近QL时还会出现频繁的换泵操作。

为实现在全流量范围内水泵始终能高效率运行，这就有必要再增加一种中流量水泵。特殊情况下还可增加2种中流量水泵。这样整体水泵流量选择呈阶梯状，从而使得设备在任何流量段运行时均处于水泵的高效率段，更加节能。

4 深水井变频供水设备

目前在深水井供水设备上应用变频调速技术来进行控制也较为普遍，在深水井潜水泵上应用变频调速技术，有效的节约了成本，不需要建水塔就可以满足供水的要求，设备不需要占有多大的土地，建设周期较短，水质不会产生二次污染，水泵在启动和停车时都采用软启动和软停车，有效的降低了故障发生率，确保了设备使用寿命的延长。但在深水井潜水泵上应用变频供水设备对于需要夜间供水的系统还会存在小流量费电的问题。深水井潜水泵通常情况下功率都较大，这样在夜间运行时，水泵处于低效率运行状态，耗电量增加，这样日积月累下来，电能存在着严重的浪费情况。

5 生活消防合用变频供水设备

在目前建筑设计时，为了确保消防安全的需求，则规定多层建设消防纷呈可以与生产和生活给水管道合用，但对于高层，则需要将室内消防给水管道与生产和生活用水管道分开，分别独立进行管道的设置。目前在高层建筑中，一些小高层建筑也越来越多，对于12层以下的小高层，其供水压力不大，所以对于这类小高层可以在规定上适当放宽，在确保选择合适管材的基础上，同时还要采取科学有效的水防管路防倒流措施，利用变频技术，也可以将消防用水管道与生产和生活用水管道进行合用。

生活消防合用变频供水设备有以下优点：

（1）当生活和消防供水设备合用时，水泵可以处于轮换运行状态下，有效的避免了消防水泵长期不用而出现锈死的情况，有效的提升了供水设备的利用率。

（2）而且生活消防供水设备合用时，只需要设置一套供水设备即可，有效的降低了成本，而且易于实现对设备的管理和维护。

（3）在合用的情况下，有效的提升供水设备的自动化水平，确保了供水设备运行的可靠性，而且不会发生水质二次污染的情况。

（4）水泵软启动软停车，无冲击和超压危害。系统可按循环软启动变频设备或带小流量泵的循环软启动变频供水设备选型，主泵流量按生活、消防两者最大的来选择，并留有1台备用泵，扬程一般按消防设计压力选择。

6 结束语

变频技术在供水设备上的应用，有效的提高了供水设备自动化的水平，使水质得到改善，实现了节能的目标。但在实际供水设备方案确定时，还需要综合多方面的因素进行综合考虑，在确保供水可靠性的基础上，使变频技术的节能潜力得到更好的发挥出来。

参考文献

[1]蒙联光.变频调速“无负压”供水技术的应用[J].中国科技信息，2010（14）.

[2]杨建峰，李晓玲，赵东波.变频调速恒压供水系统浅析[J].科技情报开发与经济，2008（28）.

变频供水范文第7篇

关键字：变频供水设备循环软启动深水井生活消防合用

1.引言

随着变频调速技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，变频供水设备已广泛应用于多层住宅小区生活及高层建筑生活消防供水系统。

2.变频供水设备的使用现状

2.1普通循环软启动变频供水设备

该类型设备在实际应用中较多，系统由水泵机组、循环软启动变频柜、压力仪表、管路系统等构成。变频柜由变频调速器，PLC(或变频控制器)，低压电器等构成。系统一般选择同型号水泵2～4台，以3台泵为例，系统的工作情况如下：平时1台泵变频供水，当1台泵供水不足时，先开的泵转为工频运行，变频柜再软启动第2台泵，若流量还不够，第2台泵转为工频运行，变频柜再软启动第3台泵。若用水量减少，按启泵顺序依次停止工频泵，直到最后1台泵变频恒压供水。另外系统具有定时换泵功能，若某台泵连续运行超过设定切换时间(一般设为1--2天)，变频柜可自动停止该泵切换到下一台泵继续变频运行。换泵时间由程序设定，可按要求随时调整。这样可均衡各泵的运行时间，延长整体泵组的寿命。为达到更好的节能目的，多功能变频控制器设有双恒压接口，系统可实现双恒压供水功能。该系统一般适用于规模较小的多层住宅小区(如300户以内)或其它小规模用水系统，水泵功率一般不超过7.5kW。另外也适用于小流量用水时间很短或用水量变化不大的其它场合，如循环水系统。

2.2带小流量泵的循环软启动变频供水设备

当变频供水系统在小流量或零流量的情况下，比如在夜间用水低谷时，系统内的用水量很小，此时水泵在低流量下运行，会造成水泵效率大大降低，不能达到节能的目的，水泵功率越大用电越多。例如对300～1000户的多层住宅小区或600户左右的小高层住宅楼群(12层以内)的生活用水系统，生活主泵功率一般在15kW左右，系统的零流量频率f0一般为25～35Hz，故在夜间小流量时，采用主泵变频供水效率较低。这就涉及供水系统在小流量或零流量时的节电问题，一般可以采取4种方案：①变频主泵+工频辅泵；②变频主泵+工频辅泵+气压罐；③变频主泵+气压罐；④变频主泵+变频辅泵+气压罐。从节能、投资角度看第4种方案更为适宜，该方案即在原变频主泵基础上，再配备1～2台小泵专用在夜间或平时小流量时变频供水，一般选择小泵流量为3～6m3/h，居民区户数越多，流量可适当选择大些。小泵功率一般为1.5～3kW，小泵的扬程按主泵扬程或略低于主泵扬程即可。变频柜采用PLC控制，程序采用模块化设计，系统控制流程见图1。平时系统运行于主泵循环软启动变频供水模式，系统用水量减小时，主泵频率逐渐降低，当频率低于小流量频率时，PID调节器发出低频切换信号，延时后，系统自动进入小泵变频供水模式。当用水量增大，小泵流量不能满足系统需要时，PID调节器发出满频信号，延时后，系统自动返回主泵循环软启动变频供水模式。为达到更好的节能效果，系统也可实现双恒压供水功能。以杭州某住宅小区变频供水系统为例，生活主泵配QDG30?20×3立式多级泵2台，单台Q=30m3/h，H=60m，N=11kW，小泵配QDL4.8-8×6立式多级泵1台，Q=4.8m3/h，H=48m，N=1.5kW。在用水非高峰时，主泵运行小流量频率平均为30Hz，电流为6.5A，采用小泵时小流量频率平均为35Hz，电流为2.5A，按每天小流量运行时间15h计算，每年可节电3800kW•h。

2.3全流量高效变频供水设备

对比较大的生活小区和高层建筑的生活用水，若单配主泵机组和小流量泵，因小泵流量QL和主泵流量QM差别较大，当流量调节范围在QL～1/3Qm时，水泵的运行效率仍很低，导致水泵运行不经济，浪费电能。并且流量在大于或接近QL时还会出现频繁的换泵操作。为实现在全流量范围内水泵始终能高效率运行，这就有必要再增加一种中流量水泵，流量可选为1/3Qm～1/2QM。特殊情况下还可增加2种中流量水泵。这样整体水泵流量选择呈阶梯状，从而使得设备在任何流量段运行时均处于水泵的高效率段，更加节能。变频柜控制核心由PLC和多功能PID调节仪构成。系统也可实现双恒压供水功能，中泵和小泵变频时低恒压供水，主泵变频时高恒压供水。

2.4深水井变频供水设备

目前深水井潜水泵采用变频调速控制的也非常广泛，主要是因为不需再建水塔，设备占地小，建设周期短，水质无二次污染，水泵软启动软停车，故障率低，大修周期延长，寿命提高。但对夜间也要求供水的系统(一般居民生活用水都有要求)，仍存在夜间小流量"费电"问题。一般潜水泵功率较大，小流量频率fL一般在28Hz以上。如30kW的潜水泵，小流量频率按30Hz计算，每天夜间近6h内约有50kW•h电能"浪费"，一年就是18000kW•h!这还未计入白天小流量时的用电。为解决小流量耗电问题，可增配1台直径600～1200的囊式气压罐，一般气压罐可直接安装在泵房。根据气压罐的调节容量合理设置小流量频率fL。变频柜控制核心仍为PLC和多功能PID调节仪，当系统用水量变小，运行频率降至小流量频率fL时，系统进入小流量变频稳压状态，同时PLC自动计算潜水泵启动次数，若小时启动次数D≥12次，系统则回到潜水泵变频恒压供水状态。

2.5生活消防合用变频供水设备

对多层建筑，《建筑设计防火规范》GBJ16-87第8.1.2条规定"消防给水宜与生产、生活给水管道合用"。但对高层建筑，《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95第7.4.1条规定"室内消防给水系统应与生活、生产给水系统分开独立设置"。而12层以内小高层建筑(特别是住宅楼群)，生活消防压力差别不大，若管材选用适当或消防管路采取防倒流措施，在采用变频设备及电源可靠条件下，建议高规适当放宽要求应允许生活消防合用供水设备。同时有以下优点： (1)生活消防泵组定时轮换运行，不会因消防泵长期不用或管理不善而使水泵锈死，机组时刻处在工作状态。 (2)生活泵组和消防泵组合用，基本节省一套消防泵,且便于设备管理和维护。(3)设备自动化程度高，供水稳定可靠，且水质无二次污染。(4)水泵软启动软停车，无冲击和超压危害。系统可按循环软启动变频设备或带小流量泵的循环软启动变频供水设备选型，主泵流量按生活、消防两者最大的来选择，并留有1台备用泵，扬程一般按消防设计压力选择。

3.结论

(1)生活供水系统采用变频供水设备可改善供水水质，且自动化程度高，又是国家节能推广技术，但若选择使用不当，又会造成电能"浪费"，达不到预期目标。因此建议设计人员和用户在方案确定之前应根据用水性质、用水特点、用水规模、设备投资等因素综合考虑，在保证可靠供水前提下，充分发挥变频调速的节能潜力。

(2)消防变频供水设备自动化程度高，系统响应迅速，实战性强，同时设备分布相对集中，配置简单，便于管理和维护，建议用户应根据自身工程特点合理选用。

变频供水范文第8篇

关键词 变频调速；恒压供水；节能

中图分类号 TM92 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)071-0186-01

随着生活水平的提高和现代工业的发展，加之高层建筑越来越多的走入寻常百姓家，人们对供水的质量提出了更高的要求。早期的水塔、气压罐、高位水箱等设备，容易形成二次污染，且自动化程度低，供水系统不能随负荷变化改变运行状态，远远不能满足现代人对水质、供水稳定性的要求。变频恒压供水以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，在生活中得到很大的发展和推广。

1 变频调速的原理

根据电机原理，异步电动机的转速公式n=ns（1-s）可见，它的调速方式实际上有两类：一类是在电机中旋转磁场的同步速度ns恒定的情况下调节转差率s，包括调压调速、转子串电阻调速、斩波调速和滑差离合器调速等，都属于低效调速，另一类是调节电机旋转磁场的同步速度ns.，根据ns.=60f/p可知，通过改变磁极对数和频率可以实现调速，即变极调速和变频调速，都属于高效率的调速方式。

当异步电机的磁极对数p不变时，电机转子转速与定子电源频率f成正比，因而连续调节电源频率，就可以平滑地调节同步转速，从而调节转子转速。

异步电机采用变频调速时不但能无级调速，而且可根据负载特性的不同，通过适当调节电压与频率之间的关系，使电机始终运行在高效区，并保证良好的运行特性。异步电机采用变频启动更能改善启动性能，降低启动电流，增加起动转矩。

2 变频恒压供水的系统构成

2.1 系统的硬件组成

图1所示为本单位二幢11层建筑6楼以上变频恒压供水系统框图。

从图中可以看出，系统硬件构成主要包括变频器VVVF、可编程控制器PLC（或PID调节器）、压力控制器（或压力变换器及远程压力表）及控制柜等组成。本例中，供水系统用一台变频器控制多台水泵联合协调工作。由于变频器及PLC具有良好的通信接口，可以方便地与其他系统或设备进行数据交换，可以通过PC机来改变存贮器中的控制程序，可以灵活地满足用户各种数据处理的要求，且随着PLC产品的系列化和模块化，通用性强，可代替性高，因而得到了广泛的推广和使用。

2.2 系统的控制原理

系统是以供水管网的供水压力作为控制对象而构成的闭环控制系统。控制对象是一个时变的、非线性的、滞后的、模型不稳定的对象。设定的供水压力可以是个常数或时间分段函数，控制的目标就是使管网的出水压力在某一时间段上与设定值保持一致。

在系统运行过程中，如果实际运行压力低于设定值，通过安装在出水管网上的压力传感器，把压力信号转变为电流标准信号送入PLC的模拟输入口，经过PI调节后发出调节参数送入变频器，变频器从而决定输出频率，控制电机的转速，调节系统出水量，实现供水管网压力的恒定。

3 变频恒压供水的特点

采用变频器－PLC恒压供水，除了有效减少以往高位水箱等设备的二次污染、有效节约能源外，还有以下特点：

1）系统结构简单，操作方便。由于电子设备的集成化程度越来越高，各种配套方案灵活方便，自动化程度也显著提高。

2）系统稳定可靠。较之以往的继电器、接触器组合，变频恒压供水的器件数量大幅减少，大功率电子元器件的高稳定性为系统的稳定垫定了良好的基础。

3）消除了水锤效应。异步电动机在直接启动初期由于流量的巨大变化引起对管道的压强过高，甚至使管壁受力而产生噪音，像是一把锤子在敲击水管，人们称之为水锤现象。水锤效应对管网产生巨大的破坏性，甚至使管子破裂。采用变频恒压供水系统后，对过软启动延长启动时间，减少压力急骤变化而对管网产生的冲击，从而有效避免了水锤效应，延长了水泵的使用寿用。

4）系统的灵活适用。由于变频器及PLC的输入输出灵活，可方便写入各种数据及程序，对供水管网的压力设置可实现多时段，亦可将各时段的数据进行有效的输出便于分析，所以在民用、工业生产等各领域得到了广泛使用。

4 恒压供水系统的循环运行

本系统采用多台水泵供水，变频器可控制其顺序循环运行，并使每台水泵都实现变频软启动。

1）假设在运行始，用水量较小，仅M1处于变频运行中。当用水量开始增加，变频器的输出频率达到最高值50 Hz时，变频器控制M1切换到工频电网中，处于工频运行，变频启动M2，M2变频运行中，直到水压达到设定值为止。

2）同理，如在夜间，当用水量开始减少时，此时水压开始升高，变频器的输出频率降至下限频率，用户管网的实际压力仍高于设定值，并且满足减少水泵的其他条件时，系统将停止原本处于工频运行的那台水泵，实行单台水泵变频运行，直到水压达到给定值。

3）从以上的用水高峰及低谷期间，水泵的加泵和减泵中，可以发现，所有水泵没有工频泵行变频泵之分，保证每台泵均能实行变频启动，整个系统处于变频运行中。

4）系统运行在手动模式下时，自动模式无效。手动模式通常在自动模式出现故障时作为应急使用，用户可根据需要，通过PLC的输入开关输入信号，从而实现手动模式和自动模式的

切换。

5 变频恒压供水系统的其他功能

本系统采用ABB的变频器，PLC为的，水泵为，电机为，通过对数据的设定，还实现了以下功能：

1）对电气故障的监测和诊断功能。对电机的过流、欠压、过载、缺相等故障均能进行保护、显示并声光报警。设备具有完善的电气安全性能和电机故障自跨越功能。

2）低水位报警功能。由于水泵不能缺水运行，将低水位报警信号引入到控制中，在低水位状态中，无论是自动还是手动状态，都能实现水泵的无条件停止，从而保障水泵的安全运行。

3）实现定时切换泵功能。除了能根据负荷变化实现加减泵的功能外，还可以通过设置，当一台泵长期运行达到设定时长后，系统能自动按顺序将后一台处于休息的泵实现激活，使之投入变频工作状态，并停止原变频泵的工作。

6 结束语

本文首先分析了变频恒压供水系统的使用，提高了供水质量，减少了对管网和电网的冲击，具有节约能源、结构简单、可编程、稳定可靠等特点，延长了电机、水泵的使用寿命，可根据要求，灵活设置供水压力和时间段，可自动监测故障并诊断报警，实现无人值守。可广泛运用于生活用水、生产用水，无论在热水还是喷淋、灌溉等各行业领域都具有广泛的市场应用前景。

参考文献

变频供水范文第9篇

关键词：变频器 变频调速 恒压供水 供水系统

1 前言：生活供水既要满足用水高峰和低谷时的不同流量要求，还要保证相对恒定的供水压力，以确保供水质量。加压水泵是根据用水高峰时的流量和压力来选择的。但在用水低谷时，水泵在小流量或小流量以外工况下工作，这时就会有相当一部分的能量损失，造成极大的浪费；而如果选择较小功率的水泵，在用水高峰时，随着用水量的增加，水泵出口压力会降低，可能造成部分高层住户无水用的状况，严重地影响居民的用水生活质量。在这种情况下，采用变频恒压供水装置，上述难题就迎刃而解。

2 变频器工作原理

变频器的工作原理主要是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路可分为电压型和电流型两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成，一是将工频电源变换为直流功率的“整流器”，二是吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，三是将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。

3 变频调速恒压供水技术

3.1 工作原理：

根据用户需要，先设定供水压力值（可调），然后运行，压力变送器检测管网压力变为电信号送至PID微机控制器，经分析处理输出信号控制变频器。当用水量增加时，其输出压力及频率升高，水泵转速增加，出水量增加。当用水量减少时，使水泵转速减小保持管网压力恒定，运行在设定压力值。在多台水泵运行时，逐台泵启动，由变频转工频，增加出水量；用水量减小时，逐机先启动的先停运，减少出水量，水泵循环工作。

3.2 主要功能特点：

不用设高低位水箱（池），减少占地面积和建筑成本

充分利用市政管网压力，节能环保

系统恒定压力供水，确保供水质量

水池低水位（设低位水池时）自动监测、报警并停机，当水位恢复时自动回复工作状况

全自动运行，另有手动运行方式，操作简便

可以直接以实际数字值设定和显示工作压力，客观明了

预置RS485/232通信口，方便实现远程计算机监控，自动化程度高

可以随时改变供水设定压力（但不能超过水泵的最大扬程）

泵组循环工作，最大限度保护泵组电机

3.3 系统硬件构成

系统采用压力传感器、PLC和SAJ变频器作为中心控制装置，实现所需功能。来源：安装在管网干线上的压力传感器，用于检测管网的水压，将压力转化为4～20 mA的电流或者是0~10V的电压信号，提供给SAJ变频器。

SAJ变频器是水泵电机的控制设备，能按照水压恒定需要将0～50 Hz的频率信号供给水泵电机，调整其转速。SAJ变频器功能强大，即预先编制好的参数集，将使用过程中所需设定的参数数量减小到最小，参数的缺省值依应用宏的选择而不同。系统采用PID控制的应用宏，进行闭环控制。变频器根据恒压时对应的电压设定值与从压力传感器获得的反馈电流信号，利用PID控制宏自动调节，改变频率输出值来调节所控制的水泵电机转速，以保证管网压力恒定要求。

4 变频恒压供水系统组成和工作流程

4.1 系统组成

变频恒压供水系统通常是由水源、离心泵（主泵和辅泵）、压力传感器、PID调节器、变频器、管网等组成。

4.2工作流程

利用设置在管网上的压力传感器将管网系统内因用水量的变化引起的水压变化，及时将信号（4-20mA或0-10V）反馈到PID调节器，PID调节器对比设定控制压力进行运算后给出相应的变频指令，改变水泵的运行或转速，使得管网的水压与控制压力一致。

用变频器进行恒压供水时有两种方式，一种是一台变频器控制一台水泵；另一种是一台变频器控制几台水泵。前种方法是根据压力反馈信号，通过PID运算自动调整变频器输出频率，改变电动机转速，最终达到管网恒压的目的，就一个闭环回路，较简单。后种需要利用恒压供水器PLC（如图），当变频器被投入自动运行时，1#泵电机接触器首先被控制导通，变频器输出频率上升，同时管网压力信号逐渐增加，出水管网的压力信号与恒压供水器PLC管网压力设定信号负反馈闭环，当电机频率上升到最高频率，而管网压力达不到设定要求时，变频器立即控制工频接通1#泵，使1#泵全速投入运行，同时变频器经过时间延迟，对2#泵进行变频控制。当管网压力与设定压力基本平衡时，变频器控制当前变频电机维持在一定的频率，当水需求量减少，管网压力逐渐升高，变频器输出频率降低，当变频器输出频率低至0HZ，而管网在一定时间内还高于设定压力，变频器切断当前变频控制泵，转而控制下一个工频控制泵，变频器在水泵控制转换过程中，逐渐轮换使用水泵，使每个水泵的利用率均等，增加系统可靠性。

此种方式一般要求自灌式，水泵从水源中直接取水，不能直接安装在管路上增压。而水池的污染也是目前用户不能接受的，因此，我们一般采用供水装置自带一个不锈钢水箱，连通市政管网和变频供水设备，这样既充分利用了市政管网的压力，达到节能目的，又避免了水池的二次污染。

此种供水设备是目前主要采用的。

5 变频恒压供水系统的运行特点

变频恒压供水装置的流量调节依靠处于工作状态的主泵的数量增减以及变频主泵的频率变化来调节。不管处于工作状态的主泵有几台，变频调速的主泵只有一台。安装在水泵出口管路上的压力传感器会将压力信号传给PLC，PLC根据相应的压力信号对泵组进行控制，增加或减少处于工作状态的泵的数量。PLC将变频信号传给变频器，由变频器控制电源频率的变化（有时，电源频率也可由变频器根据压力传感器的压力信号直接作出反应，而不必通过PLC）。根据装置扬程的要求,PLC或变频器中存有一个出口压力的设定值（恒压）。当系统用水量增加时，变频水泵出口压力会低于设定值，变频器的频率会逐步增加（一般是从 30HZ 到50HZ变化），这样，泵出口压力就会上升，达到设定值时，变频器的频率就会停止增加。如果频率增加到工频时，泵出口压力仍低于设定值,PLC便会发出增加水泵投入工作指令，并且变频器的输出频率值被置为30HZ，由30HZ再次上升，直到出口压力等于设定值。如果系统用水量减小，泵出口压力会上升，这时出口压力高于设定值，变频器的频率会逐步减小，这样，泵出口压力就会下降，达到设定值时，变频器的频率就会停止下降。如果频率下降到30HZ时，泵出口压力仍高于设定值，PLC 便会发出减泵指令，接着变频器的频率再次由30HZ上升，直到出口压力等于设定值。

6 结语

变频调速恒压供水系统具有设备投资少，系统运行稳定可靠，占地面积小，节电节水，自动化程度高，操作控制方便等优点。随着变频调速技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，变频供水设备已广泛应用于多层住宅小区生活供水系统及高层建筑生活和消防供水系统。但在实际应用中若选型及控制不当，不但达不到节能目的，反而会造成电能“浪费”。因此建议设计人员和用户在方案确定之前应根据用水性质、用水特点、用水规模、设备投资等因素综合考虑，在保证可靠供水前提下，充分发挥变频调速的节能潜力。

变频供水范文第10篇

关键词：变频技术；变频调速；供水系统；改造

Abstract: The traditional domestic water supply system to start and stop relying on manual control, resulting in a tremendous waste of resources; frequency control water supply system transformation, greatly improving the stability of the water supply system and reducing energy consumption. Of great significance to the revitalization of the old industrial base, the construction of energy-saving and environment-friendly society.Keywords: inverter technology; frequency control; water supply system; transformation

中图分类号：TM344.6文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

概述

变频调速恒压供水系统是采用单片机技术、交流变频技术和电机泵组相结合的新型供水系统。它可以直接取代水塔、高位水箱及传统的气压罐供水装置，为局部加压供水开辟了新的途径。变频调速供水系统可随时根据管网用水情况调节水泵转速，改变供水量，因水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系，所以水泵调速运行的节能效果非常明显，平均耗电量较通常供水方式节省40%。与可编程控制器结合使用，可实现循环变频，电机软启动，具有欠压保护、过压保护、短路保护、过流保护功能，工作稳定可靠，大大延长了设备的使用寿命。系统适用范围广，占地面积小，操作方便，已成为二十一世纪供水设备领域发展的必然趋势。

现状

某公司现有生产生活水泵三台，将地下水抽至高位水箱，其控制方法为人工控制起停，相应的水泵电机采用直接起动满载运行的方案。与之相配套的水泵电动机为Y180L-4 型 电机功率7.5Kw，额定电流为15 A；电压380V、频率50Hz、转速1486r/min。运行方式是恒转速运行。

这样的控制方式不但操作人员的劳动强度较大而且由于电机总是处于满载运行状态造成了大量能源的浪费，同时由于电机起动的冲击较大使机械设备使用寿命降低。

改造的可行性    上述方法存在明显的缺陷：水泵起停频繁，设备冲击较大易损坏，需专人监控。因此，对生产生活用水系统实施技术改造，降低能源消耗和设备磨损、减轻工人劳动强度，提高生产生活的效率已成大势所趋。

变频调速技术是电力电子技术和微电子技术相结合的产物，以其优异的调速特性和显著的节能效果，在国民经济的各个领域获得了广泛的应用。当今，变频调速已成为交流电动机转速调节的最佳方法。可靠性高、又可降低能量消耗，使这一问题获得圆满的解决。

改造方案

变频器我们选择了日立公司生产的L100型变频调速器，该变频调速器可靠性高，供电电源允许波动范围宽（380V±10%，50~60Hz±5%），抗干扰能力强，控制精度高。

控制器选择的是北京兰利东方科技有限公司生产的CPS-21B恒压供水控制器，该控制器适用于最多有3台主泵和一台附属泵的供水系统。其内部控制逻辑及控制算法均采用先进的现代控制理论进行设计，PID参数免调试，精度高，系统响应速度快，稳定性好。

  1.系统的结构设计

（1）水池：系统设地面(地下)水池，水池的容量应根据厂区生产生活用水量要求确定，应满足生产生活用水的正常需要。为尽大限度的减少造价，充分利用水池容量。

（2）压力传感器：设于水泵出水口管网中，将管网中水的压力信号转变为电信号，传送至变频控制柜中智能恒压供水控制器的输入端。

（3）水泵：水泵是整个系统的动力部分，主要用途是增压供水。泵的选型及数量要以管网在最不利情况(流量最大、扬程最大)为主要依据，为保持泵的经济运行，应尽量使泵在高效区间运行。利用可编程控制器和变频调速技术，可将现有水泵统筹安排，将诸多水泵并联，根据管网压力变化，依照设定程序，按先开先停的原则顺序启停，全部实现变频软启动，循环运行。由于所有水泵均匀使用，避免了以往备用泵因长期闲置而锈蚀的现象，水泵出现故障也能够及时发现，及时处理，从而确保水泵处于最佳性能状态。

（4）变频控制柜：是整个系统的指挥中枢。它是由变频器、恒压给水控制器以及电器元件构成的电路系统，它接收外界各种信息，及时处理，发出指令，控制整套系统自动化、智能化运转。

2.变频生产生活恒压供水系统的工作流程

向生活管网供水时，首先1#泵由变频器供电工作，水泵电机转速随着调节器输出给变频器控制信号的变化而改变，以保持管网力压的稳定。用水量大时，变频器输出频率升高，用水量小时，频率降低。当频率上升到50HZ（即水泵全速运转时）仍不能满足供水需要时，则PLC自动将1#泵切换到工频运行，1#泵由电网供电全速运行，2#泵由变频器供电投入运行，如果2#泵电机达到满转速时仍不能满足供水要求，则PLC自动将A2切换到工频运行，3#泵由变频器供电投入运行，依此规律逐个投入运行。所有水泵电机从静止到旋转工作都由变频器来启动，实现带载软启动，避免了启动冲击电流和启动给水泵电机带来的机械冲击。

当1#～3#泵都处于工频全速运行方式，3#处于变频运行工作方式时，如此时用水量减小，变频器输出频率下降，当频率到达下限后，供水量仍大于用水量，则系统自动将1#泵停止运行，同样，1#泵停机后，如此时供水量还大于用水量，则系统自动将2#泵停止运行，依此类推。如此时用水量又大于供水量，则系统自动将3#泵投入电网工频运行，1#泵由变频器供电运行……如此系统实现了循环带载软启动、循环停机的工作方式，保证了管网压力稳定。

四、 运行效果

该项目于2011年6月24日调试完毕正式投入运行。设定供水管网压力为0.3Mpa.随着实际用水量的变化，变频器输出频率（即电机转速）也随之改变，一般在35―40HZ之间，管网压力始终能够稳定在0.3MPa，系统稳定可靠，操作方便，效果非常显著。   

电机启动平稳、运行安全可靠

由于变频器具有软启动功能，因此水泵电机机启动平稳，安全可靠，避免了技术改造前电机启动时电气设备、电机的冲击，减少了噪音污染，降低了上述设备的损耗和维护工作量，延长了设备的使用寿命。

由于变频器有过压、欠压、过流、过载、缺相、短路、过热等保护功能，对电机及相关设备具有保护作用，避免了以往因线路故障后供电交流故障而损坏电机设备的现象。

2．操作方便，提高运行效率，节约能源

由于利用变频调速技术控制供水管网压力，取代了落后的高位水箱 ，工人操作方便，只需通过在控制盘上就可实现。

改造前，通常每二周即须检修一次。改造后，一年来，已累计运行9000小时从未检修，因此可节约大量的电力能源（平均约节约46%）以及维修费用。由此可见，经济效益十分显著。