厂商 ：湖南华振给排水科技有限公司
四川 长沙- 主营产品：
- 自来水给水设备
- 管道离心泵
- 生活变频供水设备
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变频恒压供水设备系统的设计与实现：
贵州贵阳变频恒压供水设备的特点及分析
用户用水的多少是经常变动的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。
全自动变频供水成套设备对于某些工业或特殊用户是非常重要的。例如在某些生产过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。又如发生火灾时，若供水压力不足或或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以，某些用水区采用全自动变频供水成套设备，具有较大的经济和社会意义。
随着电力技术的发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的智能全自动变频供水成套设备取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，起动平稳，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；由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率的运行目的。
变频恒压供水设备系统的核心在于使用一台或几台变频器对供水系统的水泵进行变频控制，使供水水泵尽量工作在最佳效率状态。
⑴ 变频恒压供水设备系统的节能原理
图3 供水流量变化时的H-Q曲线
在图3中，变频恒压供水设备水泵额定运行时的工况点D是泵的特性曲线Nn与管路阻力曲线R1的交点。传统的利用阀门控制的水泵，由于要减小流量，关小阀门，使阀门的摩擦阻力变大，阻力曲线从R1转移到R’1，扬程则从H0升到H1，流量从Qn减小到Q1，运行工况点从D点转移到A点。
而调速控制水泵时，阀门没有开关变化，因此阻力曲线R1不变。为使流量改变，需要改变水泵的转速。如果把速度从Nn降到N1，特性曲线也从Nn转移到N1。此时，运行工况点从D点转移到C点，扬程从H0下降到H3，流量从Qn减小到Q1。
也就是说，用阀门控制水泵流量时，有ΔP功率被浪费掉了，并且这个损耗随着阀门的关小而增加。
⑵变频恒压供水设备系统构成与控制方式选择
针对给定的条件进行系统设计，由于各泵容量相等，可只用一个变频器，额定功率稍大于或等于泵的额定功率。由于变频器的价格较高，因此不建议使用变频器的双余度备份，但可在保护和故障容错中做一定投资，以更好地保证系统安全稳定运行。控制器件与控制方案选择如下：
现阶段使用较多的控制器件为：微处理器（单片机或DSP）、PLC或专用变频器。专用变频器的主要生产厂商有三菱、ABB等公司。不同的控制装置在控制的原理上基本是一样的，主要有PID调节器、变频/工频自动切换、水网压力检测环节等，通过图5所示连接而组成供水系统。
为了保持供水管道的压力恒定，就必须实时检测管道压力并回馈给供水控制器，使其构成压力闭环控制系统。现在最常用的控制器是以PID调节为主要手段，也有的采用了模糊控制等现代控制理论方法。
变频调速供水的恒压值一般选用最不利点（管端）恒压控制比较准确，但该压力信号传输距离太长，一方面容易受到干扰，另一方面也容易出现故障，因此在用户对供水精度要求不很高时，常以出水母管出口处压力作为恒压值进行控制。
对于变频恒压供水设备专用变频器，由压力传感器检测到的管网压力直接送入变频器中的PID调节器输入口；对微处理器（包括PLC）控制的系统，压力设定值以及用户管网压力检测值则送入微处理器中，经内部PID控制程序的计算，输给变频器一个转速控制信号，当变频器频率达到最大时，若仍没有达到压力设定值，就进行变频/工频切换，同时重新给变频器输出一个转速控制信号。压力检测值与压力给定值差距越大，该输出信号变化就越大。一旦管网压力达到了设定值，该输出控制信号就恒定下来，系统稳定运行。
在变频恒压供水设备专用变频器中，压力给定值可以通过变频器输入设定，也可以通过电位器送入；而微处理器控制系统的压力给定值也可通过相应的装置输入。允许用户在现场设置PID参数，通过调试选出最佳参数，达到系统稳定。
一般情况下，PID方式的调节器就能够满足供水管压力的稳定调节。然而，这种类型的闭环系统也存在着一些难以解决的问题，比如在系统的动态运行过程中，水泵电机会出现速度超调甚至不稳定的现象，对整个的供水设备具有很大的破坏性，还会减小整个系统的效率。这些问题只能通过选定最优的PID参数或修改PID算法来解决。在此不作详细的分析。
贵州贵阳变频恒压供水设备技术创新点：
1、 将自来水管道供水系统中使用的水箱和水泵等联为一体，使水泵、控制柜、无负压装置等设备置于水箱中，通过水箱隔板使设备与水箱中的水隔离。由于水泵放置在水箱内（使用专用低噪音屏蔽泵）大大减少了设备的噪音。
2、 变频泵进水口与无负压装置和无负压时水装置连接。压力充足时，无负压装置自动开启，直接由市政管网供水，经过加压泵实现叠加增压给用户供水。当无负城市装置探测到市政管网压力下降时，无负压进水装置立即启动，无负压装置关闭。此时用户管道直接由加压泵从水箱内抽水补压，确保用户管道的压力充足。
3、 水箱入口处采用了智能化的电磁阀来控制进水压力及水位。当管网压力下降加压泵从水箱取水时，可通过智能控制，当水箱水位低于一定液位时，再打开电磁阀从管网中放水，此时保证取水口一定的压力，此措施一可以避开高峰用水，起调峰作用，二是避免了普通水箱的零压力泄水，对管网压力是一个很好的保护作用。
4、 此成套设备中水箱、水泵、管路及阀门等涉水材料均采用食品级不锈钢材料，不会对自来水产生二次污染，同时该设备设置智循环系统，每6个小时自动以水箱取水使用，以保证水箱的水质新鲜，卫生环保。
变频恒压供水设备产品概述：
华振HZH变频变频恒压供水设备产品配备恒压供水专用变频器，并运用模糊控制理论使系统运行更加合理。装有“自动” “手动”转换开关供用户选择；延长了水泵及电机的使用寿命，无水锤现象，电机变频软启动；延长了管道使用寿命，在不用水时或用水量较小的情况下，减少了管网压力，使得管网不易破裂，极大地节约了管道的维修费用；取消了高位水塔或水箱、气压罐。一方面解决了水的二次污染问题，另一方面节省了建设它们的工程建设费；节电一般可达30％左右。因为居民用水量是随时间变化的，而ZBH变频变频恒压供水设备可根据用水量的变化，自动改变水泵转速或增减水泵工作台数达到恒压供水，达到节电目的；自动化控制，克服了人工控制可能带来的误操纵，同时大大降低了操纵工人的劳动强度和人数，并可实现远程操纵和远程监控；功能齐全。有多种保护功能：过载、过热、过压、欠压、过流、缺相等。各种工作状态都有指示灯显示。
贵州贵阳变频恒压供水设备适用范围 ：
A、城乡居民生活供水
贵州贵阳变频恒压供水设备广泛用于各城乡的楼宇、生活小区供水，并有效杜绝了细菌的滋生、红虫的繁殖，为广大的住户提供更纯净、更优质的饮用水，既保证了居民用水安全，又节约了能耗，节省了费用开支。
典型的工程有：娄底新化鑫景名苑、邵阳洞口一中等。
B、大型宾馆、酒店、医院等商业供水
贵州贵阳变频恒压供水设备广泛应用于各大型的宾馆、酒店，能有效杜绝细菌的滋生、红虫的繁殖，为广大的用户提供更优质、更纯净的水，令入住的客人喝得放心，住得开心，同时也提升了企业形象。
典型的工程有：义乌奥盛酒店、湘潭润玉酒店等。
C、工业供水
贵州贵阳变频恒压供水设备广泛用各类工业用水。
典型的工程有：义乌葆春蜂王浆有限公司、邵阳市科瑞化学品有限公司等。
D、旧供水系统的改造
绝大多数的多层楼宇及部分高层楼宇，都是采用了上行下给的水池二次供水，住户长期受到水质的二次污染、水漏耗大及水压不足等困扰。
在改用了深井变频供水设备、楼顶管网作连接改造、使用了密封防死水设计的流量平衡器之后，生活供水再不需使用水池，自来水经设备叠加利用自来水管网的原有压力后，加压直接供水给住户，水质纯净卫生，压力充足稳定且节能降耗。
典型的工程有：中国水电八局，湘潭金荣广场等。
E、“一户一表”改造的配套使用
“一户一表”现行较多采用的形式，是将每户水表统一安装在一楼，一户一条供水管。华振深井变频供水设备安装在总表后的进水总管上，叠加利用自来水管网的原有压力后加压直接供水给住户。
典型的工程有：常德澧县自来水厂邵东翰林院项目等。
八、贵州贵阳变频恒压供水设备技术条件
1）、电源可靠，应为双电源或双回路供电方式。具有电源适应性，设备输入电压波动和控制器输入电压波动不超过额定电压±10％时，应能正常工作。
2）、设备应具有自动调节水泵转速和软启动的功能。定压给水时，设定压力与实际压力差不得超过0.01MPa；变压给水时，给水系统工作压力应按管道工作特性曲线改变。
3）、设备应具有水池水位“报警”及水泵控制功能，超过最高水位时“报警”，降至最低水位时“报警”及停机，恢复到启泵水位时，自动启动。
4）、设备应有观察设定压力和实际压力显示、水泵供电频率显示以及观察故障显示的窗口。
5）、设备应有对各类故障进行自检、报警，对可恢复的故障应能自动或手动消警，恢复正常运行。
6）、设备应有过载、短路、过压、缺相、欠压、过热等的保护功能。
7）、设备的环境要求：（1）温度：5～40℃。（2）相对湿度：温度20℃时，不大于90％。（3）海拔高度：不应超过1000m.（4）设备安装的地点，应无导电或爆炸性尘埃，无腐蚀金属或破坏绝缘的气体或蒸汽。破坏绝缘的气体或蒸汽。
8）、电控柜的设置要求：（1）柜底应高出地面0.1m.（2）柜顶距屋顶（板顶）的距离不小于1.0m.（3）柜后壁距墙面应有0.8m的通道。
9）、管路系统应在最低处设泄水装置。
10）、要选用符合行业标准的产品，选择整机经过鉴定（评估）型式检验的产品。
变频恒压供水设备系统的设计
变频恒压供水设备水泵的输出特性既决定于水泵的种类，也随供水管网系统的阻力特性曲线不同而不同。离心式水泵的特性公式如下：
P=KHQ/η (1)
式中，P为水泵的功耗(kW)；Q为使用工况点的水泵流量(m3/s)；H为使用工况点的扬程(m)；k为输出介质常数(kg/m3)；η为使用工况点的泵效率(%)。
图1 离心水泵的H-Q曲线
图1给出了离心式水泵的H-Q曲线，可见，在水泵的工作过程中，在等于原设计工况(点A)时效率最高，偏离这个工况(点在B、C两点间)效率就会降低。
根据水泵理论的相似定律，当水泵的转速发生变化时，它的扬程H、流量Q及水泵功率P也随之变化，它们之间的关系可以表示为：
（2）
（3）
（4）
流量Q与转速n的一次方成正比；扬程H与转速n的平方成正比；水泵功率P与转速n的立方成正比。
贵州贵阳变频恒压供水设备八大优点：
( 1）高效节能：充分利用市政水源本身具有的压力热能，差多少补多少，切实有效地、最大限度地发挥了变频调速的节能效果。
（2）洁净卫生：构成连续密闭的增压供水方式，完全保持了市政水源的国家水质卫生标准，从根本上避免了增压系统造成的水质标准降低和各种水源污染问题。
（3）杜绝浪费：不仅淘汰了高位水箱，还彻底地取消了地面（地下）水池水箱，完全杜绝了水箱溢流，定期清洗造成的水源浪费。
（4）运行噪声低：无塔供水器设备系列产品采用全变频调整方案时，大部分时间特别在夜间处于低噪声运行工况。
（5）设计了全密闭的、兼有缓冲作用和动态补偿作用的水源箱罐，与目前市场所谓无负压罐相比，更具有实际意义，并使控制系统得以简化。
（6）该系列产品控制系统充分总结了本公司及国内外变频给水设备的设计制造经验，采用规范通用的控制系统技术方案，可换用任意厂商的变频器、调节器、PLC和其他元器件，调试维修特别方便，为产品的终身售后服务奠定了良好基础，不会因技术进步而导致售后服务问题。
（7）无塔供水器设备该系列产品控制系统具有较高智能性，设计中充分考虑了机、电、仪协调配合，具有欲速则不达的检测监视和简单方便的人机交互功能。具有全面的故障保护功能和对策，变频器故障保护时，自动降级运行（成为工频自动给水设备），自动系统故障时，还可手动操作应急备用，赢得维修时间。
（8）可按要求选配各种通讯接口、协议，从而可连接各种人机界面、监控计算机，可与各种控制网络，通信网络相接，适用于特殊、复杂的运行控制和联网监控要求。可为用户开发配套监控软件。
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