变频供水设备范文
时间：2023-03-04 14:31:18
变频供水设备范文第1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.
变频供水设备范文第2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。
变频供水设备范文第3篇
关键词：变频供水设备；应用；控制
中图分类号： TU731.5 文献标识码： A
引言
变频调速系统是近年来新发展起来的技术手段，用以满足人们对于高品质的调速需求。供水系统也引入了变频技术，变频调速器的引入更好地解决了供水的自动化需求问题，并且由于其设备的投资较少并且其稳定的系统运行性能，深受用户的青睐。另外随着变频调速技术的发展变频器的占地面积也不大，并且还可以通过操控达到节水节电的效果。在理论认识上，变频器的引入优点颇多，但是实际操作以及应用时由于型号选择不当以及控制方式等问题，反而会费电费水，而达不到节能的目的。
1、普通的变频供水设备
循环软启动类型的变频供水设备是在现实应用中最为广泛的，整个系统组成较为简单，主要包括了水泵、变频柜、仪表、以及各种管路交错组成。这里需要提到的是，这种系统的水泵应当选取型号相同的二至四台为宜。下面就以三台作为例子进行详尽的分析。日常供水主要是使用一台水泵进行供水，但是当使用量增加，一台水泵的供水不足以满足水量的要求时，变频柜就会在将运行水泵转变成工频运行后开启第二台水泵。以此类推，当两台水泵共同运行也不能满足水量需求时则将第二台也转变成工频然后开启第三台。当水量使用减少时，再按照启动的顺序，将水泵依次停止，最后将第一台水泵恢复恒压。一次变频运行结束。另外由于供水系统在平时的供水中主要是使用一台水泵，因此会设定水泵的运行时间，依次保证水泵不会超负荷运转，这个时间的设定视实际情况而定。当超过了特定的时间变频柜就会停止水泵的运行，启动下一台，这个时间可以随时的根据需求进行调整，不仅可以保证系统的正常运行，同时也可以延长机械的使用寿命。双恒压的接口是变频控制器能够节能的特殊结构，双恒压的供水功能是实现节能的基础。这种变频式的供水系统应用于一些林区的供水，功率一般不会过大，由于适用的区域用水流量变换不大，所以一般采用循环水系统。
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。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。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，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，以三种泵配置为例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。
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。
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。
结束语
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。
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] 邵起超.变频调速技术在铁路供水中的应用[J]. 科技信息. 2008(27)
[3] 黄华灶.浅谈变频调速装置在水泵电机上的节电应用与控制方案[J]. 中国科技信息. 2008(18)
[4] 汤辉.浅谈变频调速技术在供水自控系统中的应用[J]. 黑龙江科技信息. 2008(16)
变频供水设备范文第4篇
关键词：无负压，变频供水设备
中图分类号： TU731.5 文献标识码： A 文章编号：
引言 在北京自从非典后无负压成套供水设备应用渐多，逐渐占据了一定市场比例，近年来关于建筑给水选用无负压还是变频供水一直存在争论，两种方案都有各自的优点与不足，以下结合本人在工作中碰到的实际案例进行讨论。
一、 无负压供水技术的工作原理：
无负压供水设备采用微机控制变频调速实现恒压供水，其中的负压补偿系统克服了对管网的不良影响，无负压供水设备设定某一压力值，启动流量控制器调节市政进口压力，避免产生负压。自来水管网的水进入稳流罐，罐内空气从真空消除器排出，待水充满后，真空消除器自动关闭。当自来水管网压力能够满足用水要求时，系统由旁通止回阀向用水管网直接供水，当自来水管网压力不能满足要求时，系统压力信号由远传压力表反馈给变频控制器，水泵运行，并根据用水量的大小自动调节转速恒压供水。水泵供水时，若自来水管网水量大于水泵流量时，系统保持正常供水，用水高峰时，若自来水管网水量小于水泵流量时，稳流罐内的水作为补充水源仍能正常供水，此时，空气由真空消除器进入稳流罐，罐内真空遭到破坏，确保了自来水管网不产生负压，用水高峰过去后，系统恢复到正常供水状态。当自来水管网停水或用水高峰时间过长造成稳流罐液位不断下降，液位探测器信号发出报警信号反馈给变频控制器，水泵自动停机，以保护水泵机组。负压解除后，系统自动恢复正常运行。夜间小流量供水且自来水管网压力不能满足要求时，稳流罐可以贮存并释放能量，避免了水泵频繁启动。
无负压供水具有以下优点：首先，节能，无负压设备有效地利用了市政自来水原有的压力，节能效果显著；其次，安全卫生，无负压成套设备采用全密闭设计，杜绝了自来水与空气接触，无二次污染；第三，节省机房占地面积，因为不需要水箱且所有设备集中在一个安装底板上，无负压成套设备所需安装空间大幅减少；第四，节省管理维护费用，不需定期清洗水箱，水质检测费用减少。
无负压供水同时存在以下不足：首先，它的供水可靠性不高，它缺少蓄水水箱，稳流罐体积小，市政供水一有故障，整个设备将瘫痪建筑物处于停水状态。其次，由于直接从市政管网抽水，尽管可以解决负压问题，但必须取得主管部门批准。这是因为抽水时可能产生的负压会干扰水力工况，影响周围用水，甚至造成管网破坏。无负压供水技术由于有其自身的局限性，在下列条件下仍无法正常使用：①城市给水管网经常性停水的区域；②城市给水管网可利用水头过低的区域；③城市给水管网供水波动过大的区域；④使用无负压给水设备后，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行业，如医院、制药、化工等。
以下用北京海淀区三环附近的一个项目为例，分析比较无负压与变频供水设备的选用过程：
工程概况：总建筑面积9万平米，地下三层、地上四层，地上20米、地下15米，2-4层为写字楼，1层、负一层为商场，负二、负三层为车库、设备用房及配套用房，屋面有大面积的屋顶绿化。
生活水水源为市政自来水，附近市政管网压力稳定、主管管径DN600，供水管径DN200，压力不小于2.0kg。为便于管理，甲方要求，1层及地下为市政自来水直供，2-4层选用无负压或变频供水设备供水，流量为10 m3/h。给水机房位于负三层。下表为选用无负压或变频供水设备各项对比表。
变频供水设备 无负压供水设备 二者对比情况
供水方式 使用水箱，市政自来水过来后全部放入水箱中，通过水泵加压后供给用户 设备与自来水管道直接串接加压供水，可充分利用自来水原有的压力。
占地面积 4X3X2.5水箱及泵组、紫外线消毒器等共需80 m2。 20 m2。 无水箱且所有设备集中在一个安装底板上节省60m2，腾出的空间可以做为库房或停车位。
水泵选型 扬程48m，流量10 m3/h，功率5.5KW两台（一用一备） 扬程28m，10 m3/h，功率2.2KW两台（一用一备）
供水质量 市政管道中的水源本来已经是经过消毒处理的，全部放入水池或水箱中再次加压，这样就增加了一次水源的污染；各种杂物极易进入水池或水箱中，严重污染水源。 设备跟市政管网直接串接，经过消毒处理自来水经过设备加压后直接供给用户跟空气没有任何接触，密封连接，水源没有任何污染，水质质量好，用户可以喝到符合卫生标准的饮用水。 /
节水情况 经常出现跑、冒、滴、漏的现象； 2、每年的清洗、消毒会浪费大量的水资源。 全封闭结构，杜绝了跑、冒、滴、漏，清洗等浪费水资源的现象。 /
前期投入 450000元 500000元 无负压比变频前期投入高：50000元
节能情况 办公区水泵的扬程是48m，流量10 m3/h，功率是5.5KW（一用一备）。每年用电金额为：1台泵*5.5千瓦*12小时*365天*1元/度电=24090元
水泵扬程高，功率大，耗能大，设备运行费用高，使用不经济。 办公区水泵扬程为28m，10 m3/h，功率2.2KW（一用一备）。每年用电金额为：1台泵*2.2千瓦*8小时*365天*1元/度电=6424元
水泵的选型小，扬程低，功率小，耗能小，运行时间短，设备运行费用低，节能效果明显著. 节省17666元
安装情况 设备使用水箱，工程量大，施工、安装麻烦，工期长，设备占地面积大。 成套设备出厂，到现场后，用户的自来水进水管和出水管直接与设备对接即可，安装简单，施工周期短，占地面积小。 /
节省清洗费用
传统变频水箱要求每年清洗两次，清洗费用每次按4000元算，则两次清洗费用为8000 元。变频供水设备还存在跑、冒、滴、漏、渗水等现象。 成套设备为全封闭结构，跟空气完全隔绝，采用食品级不锈钢材质，并杜绝了跑、冒、滴、漏、渗、等浪费水资源的现象，节省了清洗费用。 节省8000元
节省
检
测
费
用 变频水箱每年次进行清洗后都需进行水质检测，一个进水口，一个水箱，一个末端，共3个点，按1500元/点计，则检测费用为1500元×3=4500元，如按卫生局要求每年清洗两次的话，则验水费用为9000元；水箱需用紫外消毒器，每年需要更换消毒灯管等费用约1000元左右。 无负压设备每两年检测一次，一次检测三个出水点，检测费用为1500元/个＊3个=4500元，每年只需2250元；且无负压供水设备无需使用紫外消毒器.节省更换费用。
节省7750元
综上所述：无负压供水设备的前期投入比变频供水设备高：50000元；
无负压供水设备比变频供水设备每年可节省费用：17666+8000+7750＝33416元
这仅是一年的费用，无负压设备的生命周期为15—20年
综上所述，在建筑给水中选用无负压还是变频供水设备需要视实际情况而定，不仅要考虑建筑物本身的建筑特点、功能需要还要考虑周边的现有市政条件、主管部门意见、城市规划发展可能带来的变化等等，如条件满足可优先选用无负压设备，在选择前要进行详细的技术经济分析才能得到满意的结果。
参考文献
[1] 刘昱,王倩.对建筑给排水设计过程中出现问题和解决策略的研究[J].管理与财富,2009(9):47～48.
[2] 王命雄.对建筑给水排水设计的探讨[J].建筑与装饰,2010(7):222～223.
变频供水设备范文第5篇
关键词：变频节能；供水设备；计算机辅助测试系统
中图分类号：C35文献标识码： A
引言
住宅供水是维系人们日常生活的大事。随着电力供求矛盾的日益扩大，节能降耗也成为当务之急。利用变频调速技术的变频节能供水系统，可以节约30%-50%的电能。由于生活用水随机性很大，变频节能供水设备的设计目标往往不一定能符合实际需要，供水系统出厂后要经过很长时间的现场调试才能真正投入使用。因此，研制变频节能供水设备的测试系统是非常必要的。此类系统可以使变频节能供水设备在出厂前通过模拟工况运行，得知设备的各项性能指标，大大减少在现场实际运行时的安装、调试时间，降低了人力、物力和资源浪费。
一、变频节能供水设备的计算机辅助测试系统
由于该测试系统所要测试的供水设备的基本性能只有在真实工作环境下才能反映出来，因此必须搭建一个模拟真实环境的供水环路，总体方案如图所示。
1变频节能供水设备；2闸阀；3流量传感器；4压力表；5电动闸阀；6水池
被测试供水设备接入供水网路，通过控制管路出口的10个电磁电动阀的开和关，来模拟实际环境中用水量的变化。接在管路出口处的压力传感器和流量传感器则实时地采集系统当前的供水压力和供水流量，并通过数据采集卡进入工控机。电参数测量仪通过RS-232C接口与工控机通信，把供水设备的电流、电压、功率等参数输送到工控机。最后，通过数据统计、模糊化，得知该供水设备是否合格。系统测试分手动和自动两种方式。手动测试主要利用面板上的按钮对供水设备进行快速的、初步的测试，得到的主要数据是流量及压力；自动测试则对供水设备的所有性能进行完全测试。变频节能供水设备的智能计算机辅助检测系统的总体结构如图所示。
变频节能供水设备测试系统总体结构
系统由上位机系统和下位机系统组成。上位机系统是工业控制计算机并配有数据采集卡、打印机等。其主要功能是对整个测试过程进行控制，取得测试数据，并对测试数据进行处理，完成相应的数据存储、显示、打印和统计分析等工作。下位机系统由可编程控制器、开关量输入模板、电磁电动阀控制模块、电参数测试量程切换模块、传感器输入模块等5个模块及电磁电动阀等执行元件构成。其中可编程控制器是整个下位机系统的控制中心，与上位机进行通信，并根据上位机的命令控制各模块的工作。电动电磁阀等执行机构的作用是改变供水设备的工作环境，从而为测试系统的运行创造条件。开关量输入模块主要接收操作面板上的按钮输入以及电磁电动阀的状态输入。传感器输入模块包含有两个压力传感器和两个流量传感器。传感器的信号通过信号调理电路，把电流信号转成电压信号，然后通过工控机上的数据采集卡输入到工控机。电磁电动阀控制模块主要用于驱动、控制系统的电磁电动阀等执行元件，其中包括所必需的电源模块等。电参数测试仪测试供水设备的各项电信号，如压力、电压等。由于供水设备的机组功率变化较大，导致电流变化范围很广，而电参数测试仪的量程有限，在测大功率的机组时必须用交流互感器才能工作，因而需要一个量程切换模块，以使得电参数测试仪工作于适当的范围内。
二、浅谈变频恒压供水设备的应用
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及类型
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%。
气压式供水生活水池自吸式供水方式
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。
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。
结束语
为使变频节能供水设备的批量生产顺利进行，并保证产品质量，设计并实现了一套变频节能供水设备的计算机辅助测试系统。由于变频节能供水设备尚无国家标准，没有任何行业性通用标准，使得常规的测试评价手段无法利用。因此，结合该系统的实际情况，提出了以模糊测试模糊评价为核心的测试流程，从而保证了测试结果的可信度。该测试系统自投入使用以来，用户反映较好，实践证明该测试系统不论是测量精度还是可靠性都符合实际需要。
参考文献
[1]董玲娇.基于专家模糊控制器的恒压供水控制系统设计[J].节水灌溉.2011(03)：123.
[2]李国厚,赵明富,徐君鹏.可编程控制器在恒压供水控制系统中的应用[J].自动化仪表.2014(08)：89.
变频供水设备范文第6篇
【关键词】供水系统；工作原理，变频调速；应用
随着经济迅速发展，工业企业对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高；加之能源紧缺等因素，采用自动控制及通讯技术、节能、适应性强的恒压供水系统发展迅速，在企业的供水系统中得到了广泛应用。
1 变频恒压供水系统的研究现状
随着工业自动控制技术、电力电子技术的发展，变频调速产业以及变频恒压供水系统都得到发展。变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度都得到很大程度的提高。国内外都非常重视变频器及其相关附属产业的研究。现在变频器大都实现了PID调节器等硬件集成，功能模块通过设置指令代码，搭载相应的恒压供水单元，系统控制内部接触器实现控制功能。从现有资料来看，目前国内外对变频调速恒压供水系统的研究中有关水压的闭环控制研究不够充分，有关变频调速恒压供水系统的抗干扰、稳定性等方面还有待进一步研究和探索。
2 系统的工作原理、优点及主要功能
2.1 变频调速设备的工作原理
变频恒压供水系统主要由电动机、水泵、输水管路、阀门等部分组成。阀门开度不变是供水系统工作点扬程特性H=f（Qn）前提。流量Q与扬程H间为反比关系。管阻特性是指水泵转速恒定为前提，在阀门开度一定情况下，扬程H与流量Q之间的关系H=f（QG）。扬程曲线和管阻曲线交汇点为供水系统工作点，即图中A点，该点用水流量Qu和系统供水流量QG相等，系统稳定。
图1
供水系统变频调速控制的实质是交流异步电动机的变频调速。交流异步电动机的变频调速是通过改变施加在电动机定子绕组上的电源频率进而改变电动机的同步转速，最终实现调整电动机运行转速的目的。
交流异步电机的转差率定义为[1]：
s=
交流异步电动机同步转速定义为：
n =
交流异步电动机转速计算公式为：
n= （1-s）
n1：交流异步电动机空载转速；n：交流异步电动机转子转速；f：交流异步电动机电源频率；p：交流异步电动机磁极对数。
供水流量控制方法有出口阀门开度控制、原动机转速控制两种。前者通过调节出口阀门的开度调节，电动机的转速保持不变，其控制方式的实质是调整供水管路的阻力进而调整流量。原动机转速控制是改变电动机的转速达到调节供水流量的目的，系统管阻特性是固定的，而扬程特性随着水泵转速的变化而变化。根据用水量的变化，改变水泵电机的转速，使得供水管网的压力保持恒定，根据用户需要调整水的动能，而不用将大量的供水能量消耗在阀门及管网的损耗上面。
图2
由图2可知：当采用出口阀门控制供水流量时，若供水量高峰期水泵工作在图上的X点，对应流量为Q1，扬程为H0，当供水量从Q1减小到Q2时，关小出口阀门，则阀门的阻力变大，管阻曲线从β3上移到β1，而扬程特性曲线不变。而扬程则从H0上升到H1，机泵运行点从X点移至Y点，此刻，电动机输出功率用图形表示为（0，Q2，Y，H1）所包围而成的矩形部分，其数值为：
PY=
当采用调速控制供水流量时，管阻特性曲线为β2，扬程特性变为曲线n2，机泵组工作点从X点移到J点。此时电动机输出功率用图形表示为（O，Q2，J，H0）所包围成的矩形面积，其数值为：
PJ=
当采用调速控制供水流量时，所节省的能量为坐标（H0，J，Y，H1）所围成的矩形面积，其数值为：
DP=Py-pj= - =
所以，采用出口阀门控制供水系统流量时部分能量被浪费，随着阀门开度变小，供水管网的阻力增大，管阻特性曲线上移，系统运行点上移，供水扬程H1增大，被浪费的能量随之增加。调速前后流量Q、扬程H、功率P与转速N之间关系为：
= ； =（ ） ； =（ ）
2.2 变频调速系统的优点
变频调速恒压供水系统优点有：首先，提高供水质量，满足工业生产精细化管理要求。传统恒速泵加压供水、水塔高位水箱供水等方式普遍存在能量转换效率低下、浪费水、电资源、系统控制自动化程度不高等缺点，变频调速恒压供水系统可有效控制供水压力的大小，实现精细化的供水管理；其次，变频调速恒压供水系统节约能源。恒压供水系统不仅避免了水资源浪费，而且还避免了供水过程中的电能的浪费；再次，变频调速恒压供水系统具有电动机软启动功能。电动机起动电流由零逐步升高至额定值，避免对电网产生冲击；最后，变频调速恒压供水系统还可以有效地消除供水管网水锤效应，水锤效应是供水系统中由供水压力突变化造成的，对供水管网及附件造成损伤，而变频调速恒压供水系统可以有效地消除这种效应 [2]。（下转第12页）
（上接第7页）2.3 变频调速供水系统的闭环控制功能
管网出口供水压力恒定是系统的控制目标：首先供水系统实现自动调节的功能。接通电源后，变频器输出的频率从0Hz逐渐上升，PID调节器随即接收来自出口压力表的反馈信号，经内部自动运算后与所给定的压力参数进行对比，自动调整电动机转速。若系统突然断电，系统则停机，而当电源恢复后就重新开始运行；其次系统具有恒压控制功能。根据用水量需求情况，变频调速恒压供水系统可以对电动机转速进行即时控制，保证恒压供水；再次系统具有系统保护功能。这个系统可以对工频电源和变频电源在供电控制回路上实现机械和电气互锁，这样可以保护电路，从而保护整个供水系统。
图3
3 变频调速恒压供水系统在石油化工企业用水环境中的应用
本用户用水量情况如下：
（1）系统必保最低安全用水量：为保证消防用水需要，该流量保证必须可靠，即使在日常生产中不消耗，也必须实时保持供应，该流量为280吨/小时；
（2）系统满负荷生产用水量：当企业满负荷生产时每小时消耗的水量。该流量为680吨/小时～700吨/小时左右；
（3）系统超负荷生产用水量：极端情况下，系统最大用水量1000吨/小时。
针对企业用水需求情况并兼顾系统保安供水需求，两台工频电机采用互投备用方式；两台变频电机采用恒压调整方式。采用PLC控制器实现工频电机的互投切换及变频电机的自动投、切及调速。全系统由：执行设备、控制设备、信号检测设备组成。
工程中应注意，优化闭环控制系统PID参数值，使得系统调节兼顾稳定性、灵敏性；充分运用变频器的电动机的软启动功能，减少电流突变对电动机本体和电网的冲击，竭力消除供水管网水锤效应；鉴于变频器是电网系统中不可忽视的谐波源，在全系统软、硬件设计、施工上均考虑抗干扰和谐波处理问题，加强谐波屏蔽及可靠接地使得系统具有可靠的抗干扰能力和稳定性[3]。
4 结束语
变频调速恒压供水系统因其优良的供水质量、有效的节约能源等优点，变使其在我国工业用水系统中扮演着重要的角色，在未来供水系统发展中具有重要的现实意义和社会意义。
【参考文献】
[1]卢权，张勇，闫军.基于九点控制器的变频调速恒压供水控制研究[J].供水技术，2010（01）：27-28.
[2]黄鹏.住宅小区变频调速恒压供水系统节能设计分析与应用[J].中外建筑，2010（01）：23-24
变频供水设备范文第7篇
【关键词】变频器；变频技术；自动化水厂；水厂供水；应用
日常生活中常提到的实时供水量，其实就是指水资源的实际使用量，它会随着外部使用环境的变化而变化。有时候，当人们需要大量的水资源来辅助生产或进行其他操作时，实时供水量在短时间内发生的巨大变化，会打破供水水压原先所保持的稳定状态。在这个时候，如果水厂的供水管理工作出现的问题，那么就极有可能发生供水故障，对人们的生产、生活用水产生影响。为了避免类似于这样的供水故障发生，相关研究人员研发探究出了变频技术，并在其技术之上制作生产出能够有效提高供水效率和质量的电力控制装置，即变频器。
1.变频器
1.1变频器的概念
变频器，指一种电力设备控制装置，它的定义是：一种可以对电源电压进行调整，对电流频率进行改变的电气设备。变频器是科学发展下，变频技术与电子技术的结合产物。过去的变频器在使用时多被包含在电动发电机等电气设备中，并不能独立进行作业，而伴随着科学技术的发展以及半导体电子设备的出现，今天的变频器在使用时已经可以完全脱离各种电气设备，单独进行使用。目前，变频器被广泛应用于工业设备和家用电气设备中。
1.2变频器的应用特点
变频器的应用范围比较广泛，当其应用于工业设备或电气设备中时，可以起到良好的节电节能作用。供水行业使用变频器的目的是为了避免和解决供水故障，从而达到提高水厂供水质量水平的目的。总的来说，变频器的应用特点主要有：其对电能的耗损率极低，且还可以将某些因用量变化而浪费的电能储存与节约下来，在节约电能的同时，也提高了电能的利用率；由于其具有调整电源电压，改变电流频率方式的功能，因此在应用时它可以有效提高水厂的供水效率，并且可以根据用水季节的不同而自动调整电流频率，实现平衡管网供水水压的功能；此外，变频器的使用还可在一定程度上降低供水系统中设备的损耗率，减少机械运作期间的噪音，在满足了水厂生产工艺要求的基础上，还可有效改善生产车间的劳动环境。
2.水厂供水变频调速系统的原理
水厂供水变频调速系统主要通过为水泵电动机提供频率可变的供电电源，进而实现水泵电动机的无极调速，最终依照预先设定的参数实现管网水压自动化地连续变化。该系统装配有管网水压传感设备，水厂工作人员能够根据实际需求情况，利用PLC（可编程逻辑控制器）对压力值进行预先设定；同时，管网水压力传感器可以将压力值反馈信号传输至PLC，PLC借助于PID控制程序计算之后发出转速控制信号指令传输给变频器。PLC通过转速控制信号控制水泵转速，因而PLC是整个水厂供水变频调速系统的控制中枢。
纵观我国目前的自动化水厂生产情况，通常情况下，为了维持供水的可靠性和提高供水服务质量，自动化水厂都会在生产车间设置两台水泵，这两台水泵均由变频恒压设备控制，并在两台水泵中分别配置一台变频器或变频设备，两台水泵中，其中一台水泵用于工作，另一台则用作备用。当水厂需要为用户提供水源时，用于工作的，且配装有变频设备的那台水泵便会首先运作起来，当其工作到一定时间后，如果管网中的供水水压持续上升，且达到了预定值时，PLC将会对水泵中的变频设备发出指令，使其利用自身功能降低电源的输出频率，从而达到让水泵保持低速运转的目的。如果水厂的供水量持续减少，那么PLC将下达关闭备用水泵的指令；另外一种情况，如果管网的供水水压持续降低，降至了规定的最低压力时，PLC将对变频器下达提高电源输出频率的指令，从而使水泵处于高速运转的状态，这时候，如果供水量持续增加，将会开启备用水泵，以满足水厂的供水需求。
3.变频技术与变频器在水厂供水中的应用
交流电动机变频调速技术尤其是计算机控制技术的成熟使得PLC和变频调速结合得更加紧密，能够为水厂发挥的积极作用更加明显。水厂供水变频调速系统具有操作简单、高可靠性、高抗干扰性、供水压力恒定以及节能高效的优势；同时，借助于对该系统的更深入应用，水厂可以实现无人值守；另外，该系统可以实现多台水泵的软启动以及软停车，将传统操作方式容易导致的管网水锤效应降到最低；借助于网络通信技术，能够实现对水泵机房的远程数据维护和远程控制，拓展变频器的操作灵活性并提高其工作可靠性。
3.1 PLC控制系统的优化与改善
供水变频调速系统主要包括现场控制层、控制主干层以及管理层三个部分。若系统采用DCS（分布式控制系统）结构，实现难度比较低。DCS的控制模式采用“分散控制、集中管理”的多级控制模式，功能虽然分散，但是系统的可靠性得到了提高，水厂的控制主干层通讯利用以太网进行。另外，现代化管理的发展趋势也应该是水厂当前需要考虑的重要问题：水厂的管理网络应该包括中心控制室的计算机系统，另外，为了能够实现数据共享，水厂采集的各种数据都被输入到管理网络系统的服务器当中；生产数据和管理数据均被存放于同一个数据库当中，并能够对水厂的实际运行情况进行实时监视；另外服务器采用双硬盘配置，提高了数据安全性；客户端和服务器采用100Mb网卡，提高信息的传输速度。
3.2变频技术与变频器可在水厂供水中的应用
变频技术与变频器具有非常高的节电率，其节能降耗效果显著，不仅能够节省水厂冗余设计所导致的资源浪费，而且还因为功率因数和调速精度高等获得更加良好的运行效益。变频技术可在减低设备与物料的损耗、降低机械噪声和损耗的同时，也能够有效提高供水的质量与数量，满足生产工艺的动态要求。
4.结束语
随着我国城镇化进程的加快，城市人口的聚集密度逐渐增大，其生活用水与生产用水的需求量也随之不断增大，这便对城市供水提出的新要求和新挑战。在这样的宏观背景之下，如果自动化水厂的供水设备与生产工艺还停留在原先的水平之上，那么必然会造成能源的大量浪费，不利用我国节能减排工作的开展。因此，为了满足水厂的生产工艺要求，势必要采用和推广变频调速技术，利用变频器的节能功能推动我国供水技术的不断进步与发展。 [科]
【参考文献】
[1]汪光焘.城市供水行业2000 年技术进步发展规划，1993.
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[3]颜浩，宛如意.变频调速在供水行业的应用[J].给水排水，1999，（9）：202-221.
变频供水设备范文第8篇
关键词：变频调速；内置PID调节；恒压供水；PFC控制模式
中图分类号： O434 文献标识码： A
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，变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统，广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统。由于安全生产和供水质量的特殊需要，对恒压供水压力有着严格的要求，因而变频调速技术得到了更加深入的应用。目前变频恒压供水系统追求高度智能化、系列化、标准化，是未来供水设备适应城镇建设中成片开发、智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。
一、国内外发展现状
变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。在变频器发展的初期，由于国外生产的变频器的功能主要限定在频率的控制，升降速控制，正反转控制，起动控制以及制动控制，以及各种保护功能。应用在变频恒压供水系统中，变频器仅作为执行机构，为了满足供水量大小需求不同时，保证管网压力恒定，需在变频器外部提供压力控制器和压力传感器，对压力进行闭环控制。随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性，可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果的发现，国外许多生产变频器的厂家开始自行研究并推出具有恒压供水功能的变频器，一些生产变频器的厂家就推出了适合于恒压供水系统的应用模式，它具有变频泵固定方式，变频泵循环方式等，将PID调节器和PLC简易可编程控制器等硬件集成在变频器内。只要搭载配套的恒压供水单元，便可直接控制多个内置的电磁接触器工作，可构成最多七台电机(泵)的供水系统。这类设备微化了电路结构，降低了设备成本。但是也存在着一定的缺点，有些技术指标还不能达到用户的要求。
二、系统控制要求
以往的恒压供水设备往往采用诸如利用电接点压力表等来控制泵的起停，把压力控制在一定的范围之内亦或是采用带有模入/模出的可编程控制器或PID调节器与变频器配合使用来实现恒压供水，前者为机械式的联锁,运行中存在较大的压力波动而后者设备成本高，PID算法编程难度大，调试困难。
随着电力电子技术的发展，变频器的功能也越来越强，充分利用变频器内置的各种功能，合理采用带有内置PID调节器和简易PLC功能的变频器和压力传感设备来实现恒压供水，既做到了无级调速下稳定的、高品质的供水质量，又降低了设备成本，提高了生产效率，节省了安装调试的时间。
水压由压力传感器的信号4-20mA送入变频器内部的PID模块，与用户设定的压力值进行比较，并通过变频器内置PID运算将结果转换为频率调节信号，以调整水泵电机的电源频率，从而实现控制水泵转速。由于变频器内部自带的PID调节器采用了优化算法，所以使水压的调节十分平滑，稳定。同时，为了保证水压反馈信号值的准确、不失值，可对该信号设置滤波时间常数，同时还可对反馈信号进行换算，使系统的调试更为简单、方便。
本系统用在办公大楼的生活用水，根据办公大楼的用水特点选用ACS510系列的变频器为主件的供水系统。ACS510系列变频器有很多种的运行模式可以选择，根据本次设计使用的特点而选用了PFC控制模式，这是一种交替式水泵控制模式。如图3.1所示，整个系统由三台水泵，一台内置PID调节器的变频器，一个压力传感器及若干辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵协调工作以满足供水需要；变频供水系统中检测管路压力的压力传感器，一般采用电阻式传感器(反馈0～5V电压信号)或压力变送器(反馈4～20mA电流)；本系统采用压力变送器(反馈4～20mA电流)。
本变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、以及报警装置等部分组成。
(1)执行机构
执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，图3-3中的3个水泵分为二种类型:
调速泵:是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定。
恒速泵:水泵运行只在工频状态，速度恒定。它们用于在用水量增大而调速泵的最大供水能力不足时，对供水量进行定量的补充。
(2)信号检测
在系统控制过程中，需要检测的信号包括自来水出水水压信号和报警信号:
水压信号:它反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。报警信号:它反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有异常。该信号为开关量信号。
(3)控制系统
本系统安装在供水控制柜中，包括变频器和电控设备两个部分。
变频器: 变频器是供水系统的核心，通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。它是对水泵进行转速控制的单元。变频器跟踪供水控制器送来的控制信号改变调速泵的运行频率，完成对调速泵的转速控制。它是整个变频恒压供水控制系统的核心。
电控设备:它是由一组接触器、保护继电器、转换开关等电气元件组成。用于在供水控制器的控制下完成对水泵的切换、手/自动切换等。
(4)控制面板
控制面板是人与机器进行信息交流的途径。通过控制面板使用者可以更改设定压力，修改一些系统设定以满足不同工艺的需求，同时使用者也可以从控制面板上得知系统的一些运行情况及设备的工作状态。控制面板还可以对系统的运行过程进行监示，对报警进行显示。
(5)通讯接口
通讯接口是本系统的一个重要组成部分，通过该接口，系统可以和组态软件以及其他的工业监控系统进行数据交换，同时通过通讯接口，还可以将现代先进的网络技术应用到本系统中来，例如可以对系统进行远程的诊断和维护等。
(6)报警装置
当出现缺相、变频器故障、液位下限、超压、差压等情况时，系统皆能发出声响报警信号；特别是当出现缺相、变频器故障、液位下限、超压时，系统还会自动停机，并发出声响报警信号，通知维修人员前来维修。此外，变频器故障时，系统自动停机，此时可切换至手动方式保证系统不间断供水。
三、适用于恒压供水系统的应用
应用宏的使用使变频器的应用更加简单，调试更加方便，用于水泵的应用宏主要有PID、PFC、SPFC这三种方式。
PID应用宏适用于一台变频器拖动一台水泵的应用，可以做恒压，恒流量，恒温等的控制。
PFC应用宏通常用于一台变频器拖动多台水泵的情形。分为两种功能：一种是无定时切换的PFC，另一种是有定时切换的PFC。选择无定时切换状态时，如果增加继电器的扩展，结果能最多控制七台电机。一台电机变频调速运行，其他的电机恒速运行作为压力补充。选择有定时切换状态时，最多可控制6台电机。一台电机变频调速运行，其他的电机备用恒速运行，并且变频调速运行可在多台电机之间互相切换。
SPFC应用宏也称为带循环软启功能的PFC,该功能可以使变频器变成一台软启动器加一台变频器联合工作，并且一台变频器可拖动六台电机。但是在这种模式下没有定时切换功能。循环软启动功能工作过程是这样：当1号电机的工作频率达到电网的工频时，电机同传动单元脱离经过延时后直接接入电网运行，这时2号电机接入传动单元，2号电机根据变频器内部PID的预算结果逐渐增加频率，直到满足实际的工作压力。如果有3--6号电机则按照上述的步骤进行启动。停止时按照标准的PFC运行方式停车。
另外，变频器内置模块中还具有火灾模式，通常用于紧急情况下的变频器运行，在消防水系统中可利用这种模式。它可以通过DI口激活，如果此功能被激活变频器就会忽略绝大多数故障，忽略任何外部命令和给定值，忽略所有的通讯指令，但是可以通过密码保护。变频器在紧急情况下会尽可能的延长运行时间，直至自身损毁。火灾模式下，变频器即可以正反转运行，又可以在PID模式下运行，也可以在恒速下运行。
总之，应用宏的选择将使变频器的应用更加简单，调试更加方便。而且用户只需设计好所需的应用宏，相关的参数就设置完成了。并且全部逻辑数据都来自变频器的内部，无需在使用外部PLC控制，节省了外部设备的连接数。使设备的使用更贴近普通用户。
四、供水系统变频改造后的运行分析
本变频恒压供水系统原理，主要是由内置PID调节器及简单可编程控制器的变频器（ABB ACS510）、压力变送器、液位传感器、电控设备以及3台水泵等组成。用户通过控制柜面板上的指示灯和按钮、转换开关来了解和控制系统的运行。
通过安装在出水管网上的压力变送器，把出口压力信号变成4-20mA的标准信号送入变频器内置PID调节器，调节器将实际压力与给定压力进行比较，并经过PID运算，得出调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵的转速，调节系统供水量，使供水系统管网中的压力保持在给定压力范围内；当用水量很少时（如深夜），系统压力长时间无变化，变频器便进入休眠状态，水泵停止运行；用水量增加时，系统压力降到一定值后，变频器被自动唤醒开始工作，这样既节约了能源，又减少了设备磨损。
以往的变频恒压供水系统在水压高时，通常是采用停变频泵，再将变频器以工频运行方式切换到正在以工频运行的泵上进行调节。这种切换的方式理论上要比直接切工频的方式先进，但其容易引起泵组的频繁启停，从而减少设备的使用寿命。而在本系统中，直接停工频泵，同时由变频器迅速调节，只要参数设置合适，即可实现泵组的无冲击切换，使水压过渡平稳，有效的防止了水压的大范围波动及水压太低时的短时缺水现象，提高了供水品质。
结束语
在供水系统中采用变频调速运行方式，系统可根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速或加减泵，按实际需要随意设定压力给定值，根据压差调整水泵的工作情况，实现恒压供水，使给水泵始终在高效率下运行，在启动时压力波动小。使供水系统管网中的压力保持在给定值，以求最大限度的节能、节水、节地、节资，并使系统处于可靠运行的状态，实现恒压供水；减泵时采用“先启先停”的切换方式，相对于“先启后停”方式，更能确保各泵使用平均以延长设备的使用寿命；压力闭环控制，系统用水量任何变化均能使供水管网的服务压力保持给定，大大提高了供水品质；变频器故障后仍能保障不间断供水，同时实现故障消除后自启动，具有一定的先进性。目前该系统已投入使用，效果明显。
参考文献：
[1] 韩安荣。通用变频器及其应用。 机械工业出版社。2000
[2] 宗红星。变频器内置PID功能在恒压给水系统中的应用。城镇供水2006
[3] ABB-ACS510系列变频器用户手册。
变频供水设备范文第9篇
【关键词】 高层住宅；变频供水系统；恒压；PLC
在这种变频供水系统中，当供水流量少于变频泵在恒压工频下的流量时，由变频泵自动调速供水，当用水流量增大，变频泵的转速升高。当变频泵的转速升高到工频转速，由变频供水控制器控制把该台水泵切换到由工频电网直接供电（不通过变频器供电）。变频器则另外启动一台并联泵投入工作。随用水流量增大，其余各并联泵均按上述相同的方式软启动投入[1]。这就是循环软启动投入方式。当用水流量减少，各并联工频泵按次序关泵超出，关泵超出的顺序按先投入先关泵超出的原则由变频控制器单板计算机控制。
1 关于变频调速给水的基本原理
目前，变频调速生活给水在建筑给水中应用越来越广，其主要原因是：
①变频调速给水的供水压力可调，可以方便地满足各种供水压力的需要。在设计阶段可以降低对供水压力计算准确度的要求，因为随时可以方便地改变供水压力。但在选泵时应注意，泵的扬程宜大一些，因为变频调速其最大压力受水泵限制。最低使用压力也不应太小，因为水泵不允许在低扬程大流量下长期超负荷工作，否则应加大变频器和水泵电机的容量，以防止发生过载[2]。
②目前，变频器技术已很成熟，在市场上有很多国内外品牌的变频器，这为变频调速供水提供了充分的技术和物质基础。变频器已在国民经济各部门广泛使用。任何品牌的变频器与变频供水控制器配合，即可实现多泵并联恒压供水。因为建筑供水的应用广泛，有些变频器设计生产厂家把变频供水控制器直接做在供水专用变频器中；这种变频器具有可靠性好，使用方便的优点。
2 小高层、高层住宅变频供水系统的构成
当有若干台水泵同时供水时，由于在不同时间（白天和黑夜）、不同季节（冬季和夏季），用水流量的变化是很大的，为了节约能源和保护设备，本着多用多开、少用少开的原则，进行切换。变频器能根据压力闭环控制要求自动确定运行泵的台数，在设定的范围内，同一时刻只有一台泵由变频器控制。当定时轮换间隔时间设定在0.05～100.00之间，则稳定运行相应时间后，变频器将按“先开先关”的原则轮换控制泵的运行，以保证每台泵能得到均等的运行机会和时间，防止部分泵因长期不用而锈死。泵运行到上限或下限后，到达增加泵或减少泵的判断时间，变频器将按“先停先开” 的原则加减泵控制，以保证每台泵都能有机会运行，防止部分泵因长期不用而锈死[4]。
恒压供水系统的基本控制策略是采用可编程控制器（PLC）与变频调速装置构成控制系统，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，即根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速和水泵的数量，自动补偿用水量的变化，以保证供水管网的压力保持在设定值，既可以满足生产供水要求，还可节约电能，使系统处于可靠工作状态，实现恒压供水。变频调速恒压供水系统由变频器、PLC、泵组电机（水泵数量可以根据需要设定）、压力传感器和交流接触器等部分组成，如图1所示。系统的控制目标是泵站总管道的出水压力，变频器设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值送人变频器内置的PID调节器进行运算处理后，由PLC发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变频泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。恒压控制是由变频器内置PID功能实现的，系统根据用水流量的变化调节变频器的输出频率，从而使管网水压连续变化，同时变频器还可作为电动机软启动装置.限制电动机的启动电流。压力传感器的作用是检测管网水压，安装在供水系统总出水管上。变频器和PLC的应用为水泵转速的平滑性连续调节提供了方便。水泵电机实现变频软启动，消除了对电网、电气设备和机械设备的冲击，延长机电没备的使用寿命。
3 小高层、高层住宅多泵循环变频供水的实现方法
图2是三台水泵循环恒压变频控制电路。M1、M2、M3是电动机，P1、P2、P3是水泵。KM1、KM3、KM5控制水泵变频运行，KM2、KM4、KM6控制水泵工频运行。变频器的作用是为电动机提供可变频率的电源，实现电动机的无级调速，从而使管网水压连续变化。传感器的任务是检测管网水压，压力设定单元为系统提供满足用户需要的水压期望值。一般的供水设备控制1～3台水泵，1～2台工作，1台备用。在这些水泵中，一般只有一台变频泵。当供水设备供电开始工作时，先启动变频泵，管网水压达到设定值时，变频器的输出频率则稳定在一定的数值上。而当用水量增加，水压降低时，传感器将这一信号送入PLC或PID回路调节器，PLC或PID回路调节器则送出一个较用水量增加前大的信号，使变频器的输出频率上升.水泵的转速提高，水压上升。如果用水量增加很多，使变频器的输出频率达到最大值，仍不能使管网水压达到设定值时，PLC或PID回路调节器就发出控制信号，启动一台工频泵，其他泵依次类推。反之，当用水量减少，变频器的输出频率达到最小值时，则发出减少一台工频电动机的命令[5]。
多泵并联恒压供水，在设计上可做到在恒压条件下各工频泵的效率不变（因工况不变），并使之处于高效率区工作，变频泵的流量是变化的，其工作效率随流量而改变。因为采用多泵并联恒压供水，变频泵的功率降低，从而可以降低多泵并联变频恒压供水系统的能耗，改善节能状况。多泵并联恒压供水系统采用具有自动睡眠功能的变频器，当用水流量接近于零，变频泵能自动睡眠停泵，从而可以做到不用水时自动停泵而没有能量损耗，具有最佳的节能效果。
结论
目前，高层楼水箱（池）的消毒问题还有待解决，必须引起足够的重视。尤其是到夏季，南方诸多城市天气闷热、潮湿，细菌繁殖特别快，水质极易污染。因此，要加强消毒，随时监测水质情况，保证人民饮用合格的水。为了解决高层楼二次供水污染的难题，科技工作者经过不懈的努力，研制出“恒压变频调速供水设备”，使用该设备可取代水塔、高位水箱及气压供水设备。
参考文献
[1] 胡盘峰，陈慧敏.基于PLC的新型变频恒压供水系统设计[J]. 机械工程与自动化，2011（02）：121-122
[2] 高殿明，辛艳东.基于PLC的变频调速恒压供水系统设计[J]. 科技创新与应用，2012（02）：56-57
[3] 赵水英，孙旭霞.变频调速恒压供水系统新方法[J].计算机系统应用，2012（03）：130-132
[4] 徐爽.恒压供水系统变频控制方式分析[J].机电信息，2012（06）：87-88
变频供水设备范文第10篇
【关键词】叠压供水设备；变频供水设备；稳流补偿器；用水安全性
随着城市土地资源的紧张，建筑物向高层发展，城市高层建筑就越来越多，高层建筑供水系统的质量和可靠性成为人们关注的重点。随着科学技术的进步，高层建筑二次供水技术也得到了飞速的发展，已由变频水泵供水取代了原来的高位水箱供水技术，近年来随着叠压给水技术和产品的完善，已有也来也多的高层建筑采用此技术，叠压给水设备的应用范围问题成为了一个不可回避的的问题。目前常用的二次供水技术主要为水箱-变频水泵联合供水技术（以下简称变频给水技术）和叠压给水技术，叠压给水技术是指利用室外给水管网的余压直接抽水在增压的二次供水方式。变频给水技术是指室外给水管网进入给水箱消除余压后，由变频给水泵从水箱抽水增压的二次供水方式。利用此原理生产出的变频给水设备已在高层建筑供水系统中广泛应用。
国内生产厂家根据叠压给水技术生产出叠压给水设备，该设备主要由稳流补偿器、水泵智能控制系统组成，其工作原理为自来水管网的水通过进水管道部分进入稳流补偿罐，稳流补偿罐内空气通过负压消除器排出，直至罐内水满，设备通电置于自动工作状态。控制系统对设备进水总管压力与用户管网压力实时检测，并将压力信号转换为数字信号储存于寄存器中，与预先从触摸式人机界面设置的并储存于寄存器的压力设定值进行闭环运算，并将结果转换为模拟量以控制变频器的输出频率，控制水泵的运行转速，在市政供水量大于用户用水量时根据用户管网压力自动调节水泵转速，保证用户管网压力恒定；在市政供水量小于用户用水量时，及时调低水泵转速，控制供给用户的水量，确保给水设备不对市政管网产生不利影响。通过对叠压给水设备的原理的阐述，分析出该设备的优点：（1）、由于直接从市政管网直接抽水，无需修建蓄水池或水箱，也不需设置大型气压罐，节省了设备投资和占地面积。（2）、节能效果显著，设备直接与自来水管网串接，利用了自来水管网一次供水压力，在一次供水管网压力的基础上叠加所需的压力，差多少，补多少，可减少加压泵的扬程，降低用电量，用水低峰期，可通过变频调速调节流量，降低用电量，节能效果显著，与传统给水设备比，节能达30%～60%；（3）、卫生无污染，供水系统从自来水管网至用户水龙头为全密封结构，污染物不会进入系统；水体不与空气直接接触，过流部件采用食品级不锈钢制作，不对水质产生污染；（4）、安装简便，无负压叠压供水设备为成套供应用户，现场只需联接进出水管，施工周期短，安装简单；（5）、运行成本低，由于加压泵的选型较小，而且可采用多泵关联供水，在用水低峰期直接利用城市一次供水压力供水，设备不需启泵或只启动一台泵足以满足用水需要，用水高峰时才会启动其他泵。因此，设备运行过程中能耗非常低，降低了运行成本；（6）、停电不会停止供水，由于设备有一条公共供水管路与用户管网直接相通，在停电时加压泵虽停止工作，但自来水厂一次供水压力仍可维持供水；（7）、管理维护简便，无负压叠压供水设备为微机全自动控制变频调速运行，停电设备自动停机，来电自动开机，完善的故障检测、诊断技术和报警提醒使得设备的管理维护异常简便；由于不会产生污染，因此无需麻烦的清洗工作。 但同时叠压供水也具有以下缺点：（1）、调节能力差，供水可靠性差，设备直接与市政管网相连，水池被取消，水池的调蓄功能也被取消，高峰时增加了市政管网的负担；（2）、补偿持续能力有限，供水安全性不高；（3）、自动化要求高，设备原件复杂，核心控制系统复杂，对设备灵敏度、自动化要求高；稳流平衡器内无负压检测设备出现故障时，可能会形成直抽，要求维修人员有较高水平。
变频给水设置是大家熟知的供水设备，已在高层建筑供水系统中广泛应用，该设备主要由给水箱、变频给水泵和智能控制系统组成，其工作原理为自来水管网的水通过进水管道部分进入给水箱，由变频给水泵实行恒压供水，控制系统根据用户管网压力自动调节水泵转速，保证用户管网压力恒定；在用户用水量少时，调低水泵转速，用户用水量多时，调高水泵转速，减少用电量。通过对变频给水设备的原理的阐述，分析出该设备的优点：（1）、由于设置了给水箱或水池，提高了供水的调节能力和供水可靠性，减轻了高峰时市政管网的负担；（2）、由于增强了供水能力，提高了供水的安全性；（3）、由于变频给水设置在高层建筑供水系统中广泛应用，维护管理人员对该设备维护有一定的固定流程。但同时变频给水设置也具有以下缺点：（1）、由于需修建蓄水池或水箱，需要较大的占地面积。（2）、由于给水箱与空气直接接触，水箱需要定时清洗，出水需设置消毒设备；（3）、设备从水箱抽水，不能利用自来水管网一次供水压力，需要加大加压泵的扬程，和叠压供水设备相比增加了用电量和运行成本；（4）、由于靠水泵增压停电会停止供水，对要求高场所需要设置双电源。
通过以上对叠压供水设备和变频给水设备优缺点的对比，不能简单的判别两种设备的优劣，应根据使用场所不同具体分析，采用无负压供水设备，从环保、节水、节能等方面与变频给水供水方案相比，无负压供水设备卫生性好，设备维护管理简单方便，节省建筑面积，运行费用低，但用水可靠性差，不宜用在用水要求高的场所；而变频给水设备用水可靠性强，但耗能较高。笔者认为选用供水方案时应从水压和使用场所两个方面进行分析，（1）市政水压好，直接从市政管网抽水不会影响到下游用户的场所，从节能方面考虑应首选叠压供水设备；（2）、住宅小区，办公楼、综合楼等对用水安全性要求不高的场所，宜采用叠压供水设备，降低供水耗电量，降低运行成本，响应国家节能减排政策。宾馆、高档写字楼、餐厅等要求供水安全性高的场所应采用变频给水设备，保证供水安全性。