变频供水设备
变频供水设备范文第1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)
变频供水设备范文第2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.
变频供水设备范文第3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
变频供水设备范文第4篇
【关键词】 叠压供水 无负压供水 分类 工作原理 选用
叠压供水设备是最近几年逐步得到推广和应用的新型供水设备。在高层建筑供水和自来水公司二次加压供水中得到了广泛应用。通过其特点及应用范围与传统的低位水池（水箱）供水方式进行比较，叠压供水设备具有具有全封闭、无污染、不对周围用户产生影响、节能、占地少、安装快捷、运行可靠、维护方便等优点，值得大力推广。
叠压供水设备按贮存水形式分为四种类别，分别为罐式叠压供水设备、管中泵式叠压供水设备、箱式叠压供水设备、高位调蓄式叠压供水设备。本文重点介绍这种设备的工作原理、系统构成及其特点，为供城镇供水设计单位和供水企业选用提供参考。
一.罐式叠压供水设备
1、工作原理
当供水管网压力及供水量满足叠压供水设计要求且供水管网进水压力大于用户最不利用水点所需压力时，叠压供水设备不运行，由供水管网通过机组直接向用户供水。当出水点压力传感器检测到用水管网供水压力低于用户最不利用水点所需压力时，变频控制柜控制一台变频泵启动，并随用户最不利用水点所需压力的变化调整变频泵的频率，以维持变频泵出口压力满足设计供水压力值。当变频泵的频率达到最高频率且延时运转 2 秒（可调）后，变频泵出口压力仍小于设计供水压力值时，变频泵自动切换至工频运行方式，另一台变频泵开始变频运行。当变频泵以最低频率运转一段时间，变频泵出口压力值仍能达到设计供水压力上限值时，变频泵自动停止运行。整套变频泵组自动轮换变频运行且互为备用，当任一台变频泵发生故障时备用泵自动投入运行。
稳流罐可在进水量不足对用户管网补水，同时在小流量工况下向用户供水，部分公司产品的稳流罐还具有稳定水泵进口压力的作用。
2、系统组成及特点
主要由稳流罐、变频调速泵组、变频控制柜、管道阀门及仪表组成，是叠压供水设备的基本形式。
特点是设备全密封运行，不与空气接触，杜绝二次污染，保证用水的良好水质，占地面积较小。
3、选用场合
适用于供水流量充足，但压力不能满足用户水压要求的场所；对生活用水卫生要求较高的场所。
二.管中泵式叠压供水设备
1、工作原理
（1）本变频水泵组采用压力检知控制方式，依用户用水量需要起动，一台或者多台泵组供水并保持管线恒定压力。
（2）本供水系统共有频供水泵组3台，须能顺序交替运转，以出水管之出水压力控制泵组之起动/停止及运转，以避免水锤效应。
（3）系统一台以变频变速方式驱动运转，另两台为直接全载元转，工作情形说明如下：
A、本系统激活时先以变频器驱动一台泵组至全载运转，其转速受PLC内含之PID控制，维持设定之压力。
B、当用水量增加，无法满足系统所设定之压力时，直接全在启动下一台泵组运转至满足系统所设定之压力。（系统会根据用水量的大小以单台或多台并联运转，以达恒压的要求）
C、当用水量减少，系统压力超出系统所设定之压力时，泵组以后开先关之原则依序停止直接全载运转之泵组至满足系统所设定之压力。
D、仅剩一台变频运转至泵组时，当用水量再减少，系统判定无用水时，会停转变频运转只泵组。
（4）特色交替运转功能：
A、遇系统最后一台泵组停止运转后，系统再次激活时，会交替至下一台泵组激活运转。
B、若系统持续运转达24小时，系统会待仅剩一台变频驱动运转之运转时，方停止其运转并交替下一泵组作变频驱动运转。
C、若运转中遇马达或变频器故障跳脱，系统会交替至下一台泵组激活运转。
D、系统有自动侦测各泵组在运转中是否失效之功能，若该台泵组失效，系统会交替至下一台泵组激活运转。
E、无水断电保护：不须加装浮球及液位控制，系统会自动侦测管路，若有缺水造成系统供水功能失效，系统停转并停止输出。
2、系统组成及特点
管中泵叠压供水设备主要由无负压稳流罐、物联网设备、真空抑制器、管中泵组、压力传感器、真空压力表、变频控制柜、管件和阀门组成。
特点是全封闭、无污染、无噪音、占地量小、安装便捷、运行可靠、维护方便等。
3、选用场合
适用于供水流量充足但压力不能满足用户水压要求的场所；站房面积小的场所；对防噪声有较高要求的场所；对生活用水卫生要求较高的场所。
三.箱式叠压供水设备
1、 工作原理
该设备设置一套增压泵组，市政管网的水与水箱的水同时汇合至稳流罐中，当市政管网压力充足时，从市政管网取水向用户供水；当市政管网供水量不足，压力趋向市政最低服务压力时，流量控制器开始工作，确保管网压力始终维持在最低服务压力以上。同时为最大化的满足用户的用水，此时，位于水箱出水口的智能增压装置开始工作，将水箱零压力的水增压到与市政管网相同的压力，并将水提升至稳流罐中。水泵从稳流罐中取水向用户管道供水。
2、系统组成及特点
主要由稳流罐、低位水箱、变频调速泵组、增压装置、变频控制柜、管道阀门仪表组成。
特点是节能、环保、配置独特，供水安全性高，适用范围广等。
3、选用场合
适用于供水保证率要求高的用户；适用于短时停水、压力过低的场所。
四、高位调蓄式叠压供水设备
1、 工作原理
用户的管网压力依靠高位水箱的静压维持，用户用水来自于高位水箱在用水高峰时段用户的用水量变化较大，因为属于静压给水所以用水在恒定的压力下快速得到供给，相对变频供水需要通过调整泵的转速来维持管网压力这种下行上给的供水方式，该设备对管网的压力波动影响小。随着用户不断用水，高位水箱的液位会下降，当液位达到补给液位时，水泵将进入工作状态向高位水箱供水，一直到高位水箱储水量达到停泵液位。低位设备沿承叠压供水的优点，由市政供水管网直接供给，采用流量控制器防止设备对市政管网压力造成负面影响，维持市政压力在最低服务值以上。
2、系统组成及特点
主要由稳流罐、流量控制器、高位水箱、工频或变频调速泵组、控制柜、管道阀门及仪表组成。
特点是控制系统先进；全过程节能；压力恒定；安全性高、占地面积小；针对性强等。
3、选用场合
适用于有瞬时大流量用水工况的用户；用水压力要求稳定的场所；当供水管道、设备电源、设备机械等故障可利用高位水箱保持正常供水并且压力稳定的场所。
随着叠压供水设备使用的范围越来越广和给水安全性要求的不断提高，叠压供水设备不断进行着相应的技术改造和产品换代升级。了解各种叠压供水设备工作原理及选用场合，有利于设计人员根据供水设备设置的场所、用水要求、市政给水等条件合理选用相应的叠压供水设备。
参考文献
1、106SS109管网叠压供水设备选用与安装
2、GB50015-2003建筑给水排水设计规范 2009年版
3、CJJ140-2010 二次供水工程技术规程
4、CECS221-2012 叠压供水技术规程
5、GB/T24912-2010罐式叠压给水设备
6、GB/T24603-2009 箱式叠压给水设备
变频供水设备范文第5篇
关键词：给水设备 蓄能给水 补气止气装置 变频一对一控制 PLC智能控制 无功损耗 提高功效
中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）01（a）-0072-02
随着我国经济的快速发展，二次加压供水的应用与管理有了新的理念和发展，政府对民生工程规范和标准也有了新的提高，对于二次加压供水设备安全可靠、稳定运行要求也更加严格。
1 变频给水模式能源浪费惊人，并存在诸多弊端
（1）用一台变频器与多台接触器、继电器、给水控制器来控制设备运转，接触器、继电器通断频率高，极易出现故障。虽然这种类型的供水方式的一次性投资相对低一些，但对长期稳定运行却存在安全隐患，且运行维护费用高。
（2）变频供水方式耗电量大。每次启动都由大功率水泵启动运转，无功损耗很大。尤其是在夜间，用水量极少的时候，设备为保证所有用户的静水压力，水泵需要不间断运转，耗电是非常惊人的，存在很大的改进空间。
2 变频给水设备与无负压给水的运行弊端的分析
举例说明：若某加压泵站的运行方式为两台11 kW的水泵恒压供水（一用一备），水泵流量Q=30 m/h，H=64 m，两台控制柜按照现阶段变频给水设备与无负压给水设备运行存在如下问题。
2.1 用一台变频器控制整套给水设备全部水泵所存在的问题
用一台变频器控制多台水泵运转，接触器、继电器通断频率高，极易造成接触器、继电器触点的粘连与损坏。接触器粘连，控制回路就容易对变频器反送电，烧毁变频器。并且，变频器24 h连续不停的工作，对模块、功率管、散热风扇的使用寿命都有较大影响。
2.2 备用设备锈蚀问题
大多泵站均设有备用水泵与备用控制柜，经过长年的闲置，大部分的供水泵房受环境条件（通风条件差、空气湿度高等）的影响，导致备用系统瘫痪，形同虚设。倘若主机由于出现故障而造成停用，备用设备因长期闲置而存在一定的故障不能及时启动，就容易导致供水停滞，造成供水瘫痪的事故发生。
2.3 无功损耗问题
由于大多建筑全天的用水量是波动不定的。但不管用水量多大，只要欠压，均需这台11 kW的水泵运转来保证管网中的压力。在用水低谷时段，用大功率的水泵连续保压运转，即使是电机降频工作，也是需要付出电能的。
3 通过新技术开发的应用，解决给水设备弊端的方案
采用多台变频器一对一对水泵进行控制，用多台小功率水泵代替大功率水泵，并采取互为备用、故障互投的运行方式，同时设置气压水罐（蓄能罐），利用波义耳定律，气体可压缩可膨胀的原理，增大给水弹性（调节水量）。下面就用上文的举例来阐述如何解决上述问题。
即某加压泵站的运行方式为两台11 kW的水泵恒压供水（一用一备），其一天的耗电量为：11 kW×24 h×80%效率=211 kW・h。
解决方案：
（1）通过采用3台5.5 kW的水泵互为备用、故障互投，每台水泵配置独立的控制变频器，补充工作，利用小泵代替大泵。
（2）设置蓄能罐（在蓄能罐中设置补气、止气装置，有效控制设备在停水停电的时候保证蓄能罐中的压缩气体不外泄），利用波义耳定律，气体可膨胀可压缩的物理现象，将水泵运转时的富余供水能力储存到蓄能罐稳压调节水罐中。蓄水充足后，水泵便会停歇休息，由蓄能罐中的蓄水供应居民的低谷小流量用水……虽然这样的改变增大了一次性投资成本，但其大量节约用电量、低维修率，使其达到物有所值，一劳永逸。
该套设备的这两种技术改变所达到的节能效果如下。
（1）蓄能罐的设置。在用户用水量较少（尤其在夜间的这一时间段，用户的用水量更是极少）的情况下利用蓄能罐内的调节水量进行供水。而没有设置蓄能罐的设备为了保持系统管网中的压力，水泵仍需不间断的工作，无功损耗非常严重。
①通过实际调查显示：冬天的夜间低谷供水时间段在晚20：00至次日5：30、夏天低谷供水时间段在22：00至次日5：30，平均夜间低谷供水时间在7.5 h左右，这一时间段设备的无功消耗尤为严重。
我们利用单台5.5 kW的水泵在5 min内可向蓄能罐内蓄水400 L，若两台水泵分别运行6次，可补充4 800 L，即4.8 t的水，可满足500户左右居民在此时间段的供水需求。即两台水泵各自运行30 min，这样在夜间时间段水泵即可休眠7 h左右，所耗电量为：5.5 kW×2台×0.5 h=5.5°。
②采用小功率多台水泵补充工作方式：白天有3个用水高峰，早晨在2 h左右，中午1 h左右，晚上3 h左右，也就是一天的用水高峰在6 h左右，在这段时间用两台5.5 kW的水泵同时运转，耗电量在：5.5 kW×2台×6 h×80%=52.8°，p去夜间时间段和用水高峰时间段还剩下10.5 h的用水平流阶段，这一时间段用一台5.5 kW的水泵足以满足供水要求，其耗电量：5.5×10.5×80%=46.2°。
合计一天的耗电量为：5.5°+52.8°+46.2°=104.5°，节电量为：211-104.5=106.5 kW・h。这样看来，其节省效果相比原来的耗电量节约在50%以上。
这种运行方式在用水低谷以及用水平流时段的节能效果尤为突出。以上控制技术方式仅仅考虑的是夜间用水，而白天上午和下午也有很长时间处于低谷用水量的情况，也同样采取蓄能罐控制方式，算上这个时间段的节能情况，将会节省更多的电能和设备的损耗。
（2）采用PLC智能控制多台变频器调压给水，不仅节省大量的能源，对设备的使用寿命也有很大提高。
二次加压给水设备采用变频连续工作，不论变频效果好与差，都存在严重的无功损耗问题。楼层越高，无功损耗问题越严重。另外，在控制技术上也存在弊端，维修率居高不下，经常因接触器、继电器粘连、损坏，备用设备常年闲置，导致不能正常工作，系统瘫痪，形同虚设，导致供水停滞。
丹东川宇消防工程有限公司研发的PLC智能控制多台变频器调压给水设备，采用变频器、水泵一对一控制。增设蓄能罐，对补气、补水采取分别控制，缺气补气，缺水补水。同时蓄能罐还在供水系统中起到弹性缓冲作用，水泵工作时产生的水锤破坏得到了有效抑制，大大降低了水锤对管网系统的破坏。
4 结语
科技就是生产力，通过实践证明，我们采取高科技手段，利用国家专利技术，不仅节约大量能源，同时对设备的使用寿命和利用率都有很大的提高，对二次加压给水设备的技术有了新的发展。采用网络电子通讯技术，提高管理技能，足不出户，就可以通过电脑全面掌握设备运行的全过程，并能翻阅，打印历史记录。
该技术已获得国家发明专利，并可应用到消防给水设备（同时也获得了国家发明专利）上，并通过国家固定灭火系统和耐火构件质量监督检验中心的设备认证。
参考文献
