变频恒压供水系统

 

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一、变频恒压供水系统概述：

变频恒压供水系统在运行时变频调速器控制水泵电机的速度，通过速度的变化保持水压恒定，当管网实际水压低于设定水压时，变频调速器会按顺序循环软启动相应台数的水泵来满足水压恒定，当管网实际水压高于设定水压时，变频调速器按相反顺序切掉相应的水泵电机。

二、变频恒压供水系统的定义

　　变频调速给水设备是在利用压力或流量传感器反馈恒定的情况下，由变频器控制电机不断改变水泵转速，从而不断改变水泵的流量来适应用户用水量需求的装置。

采用较多的有可控硅串级调速，液力耦合调速、电磁调速和变频调速等技术。

三、变频恒压供水系统的组成

　　1）、主工作泵：常用单级或多级卧式或立式清水离心泵。

　　2）、小泵和小气压罐：在小流量甚至零流量持续时间较长，为更节电时设置。

　　3）、变频控制柜：变频控制柜是变频调速给水设备的核心部分，一般由供货厂家按水泵功率配套供应。

4）、附件：主要包括连接管道，以及阀门、止回阀、安全阀（有小气压罐时）、压力表、压力继电器和底座等。一般组装式设备由厂家组装好供货。

四、变频恒压供水系统的分类

　　1）、按供水方式分：

　　（1）恒压变量供水系统：水泵的出口压力始终保持一个恒定值，设备的供水量可随用户用水量的需求而变化。

　　（2）变压变量供水系统：系统的控制压力检测点设在用户给水系统的末端，用此测定压力来控制水泵运行的转速，此时水泵的出口压力是变化的，用户的用水量也是变化的。

　　2）、按控制方式分：

　　（1）微机控制型：控制核心由单片机组成。

　　（2）PC控制型：控制核心由可编程序控制器组成。

　　3）、按水泵台数分：

　　（1）单台式：控制一台水泵调速运行，另一台泵备用，两台交替使用。

　　（2）多台并联式：控制一台水泵变频调速运行，多台工频运行。

还可按结构形式和系统用途等方面分类。

 

五、变频恒压供水系统的技术条件

　　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。

六、变频恒压供水系统的执行标准

　　1）、产品标准

　　《微机控制变频调速给水设备》JG/T 3009-93

　　《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》 GB/T 17219–1998

　　《液体泵 带频率转换器的泵设备 保证和兼容性试验 》EN12483-1999

　　2）、工程标准

　　《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB 50242-2002

　　《建筑给水排水设计规范》 GB 50015-2003

    1、供水视窗系统 采用最新的供水视窗软件，人机界面触摸式操作方式，将现场的各泵工作状态、实时压力、变频频率、多种故障显示、修改运行参数、系统参数全部在视窗相应的画面（页数）显示出来。文字、数字及图形有机的配合，即丰富了系统的内容，又增加了系统的完整性、以利于操作人员更简便、直观、正确的掌握系统运行状态，大大提高了系统的可靠性。视窗系统上留有多种接口，以备必要时的升级及相应的通信功能。
    2、语音报警系统 变频恒压供水系统可增设远程语音报警功能，当设备控制系统出现故障时，系统触发报警拨号系统拨打预先设置好的固定电话或者手机号码，语音通知管理人员设备有故障需要及时检修，以免影响正常用户用水。此控制功能需要占用一条电话线以便拨号。
    3、远程控制系统 变频恒压供水系统可具备远程监控接口，利用GPRS/MODEM实现设备的有线或无线远程控制，异地实时控制各泵工作状态、实时压力、变频频率等系统参数，并对故障进行报警记忆处理。
   

七、变频恒压供水系统节能原理：

变频恒压供水系统变频调速是通过改变输入到交流电机的电源频率，从而达到调节交流电动机转速的目的。根据流体力学的基本定律可知：水泵类设备均属平方转矩负载，其转速N与流量Q、压力（扬程）H以及轴功率P具有如下关系：

　　   Q1/Q2=N1/N2 ；            （1）

       H1/H2=（N1/N2）2 ；       （2）

       P1/P2=（ N1/N2）3 ;         （3）

 Q1、 H1、 P1—-水泵在N1转速时的流量、压力（或扬程）、轴功率；

 Q2、 H2 、 P2——水泵在N2转速时的相似工矿条件下的流量、压力（或扬程）、轴功率。

例如：将供电频率由50HZ降为45HZ，

则P45/P50=（45/50）3= 0.729，即P45=0.729 P50； 

将供电频率由50HZ降为40HZ，

则P40/P50=（40/50）3= 0.512，即P40=0.512 P50。  

变频恒压供水系统水泵一般是按供水系统在设计时的最大工况需求来考虑的，而用水系统在实际使用中有很多时间不一定能达到用水的最大量，一般用阀门调节增大系统的阻力来节流，造成电机用电损失，而采用变频器可使系统工作状态平缓稳定，通过改变转速来调节用水供应，并可通过降低转速节能收回投资。

变频恒压供水系统适用范围

    变频恒压供水系统广泛应用于居民区、宾馆及其它公共建筑的生活用水、锅炉补给水，加压泵站、各类工矿企业的生产用水、消防用水、锅炉恒压补水、输油管道增压、注水系统、农田灌溉等。

变频恒压供水系统工作原理

变频恒压供水系统投入运行前，首先应设定变频恒压供水系统的工作压力等相关运行参数，变频恒压供水系统运行时，由压力传感器连续采集供水管网中的水压及水压变化率信号，并将其转换为电信号传送至变频控制系统，变频恒压供水系统控制系统将反馈回来的信号与设定压力进行比较和运算，如果实际压力比设定压力低，则发出指令控制水泵加速运行，如果实际压力比设定压力高，则控制水泵减速运行，当达到设定压力时，水泵就维持在该运行频率上。如果变频水泵达到了额定转速（频率），经过一定时间的判断后，如果管网压力仍低于设定压力，则控制系统会将该水泵切换至工频运行，并变频启动下一台水泵，直至管网压力达到设定压力；反之，如果系统用水量减少，则无负压变频变频恒压供水系统指令水泵减速运行，当降低到水泵的有效转速后，则正在运行的水泵中最先启动的水泵停止运行，即减少水泵的运行台数，直至管网压力恒定在设定压力范围内。主泵停止工作，副泵进行供水也为变频恒压供水方式，进一步提高了工作效率，节约了能源。

八、变频恒压供水系统特点

    变频恒压供水系统按需要设定供水压力，根据管网用水量来变频调节水泵转速，使水泵始终在高效率工况下运行，同普通的无塔变频恒压供水系统相比，节能效果达２０％。

1、对电网冲击小，保护功能完善

    变频恒压供水系统消除了水泵电机直接起动时对电网的冲击和干扰，并且设备控制系统具有短路、过流、过压、过载、欠压、过热等多种保护功能，大大提高了工作效率，延长了水泵的使用寿命。

2、人机界面触摸面板操作，设定参数灵活方便。

    变频恒压供水系统可灵活设定频率下限、加速时间、减速时间、换泵时间等各种工作参数，能够显示系统运行时间，查阅各种故障原因。

3、定时唤醒功能

    由于变频恒压供水系统是根据管网用水量的多少来决定投入运行水泵的台数，所以当用水量长期在某一小范围内变化时就会使得某台水泵长期运行而磨损严重，而其他水泵长期不使用造成生锈，设定本功能后则可方便的解决该问题。对于同流量的多台水泵，为使各泵平均工作时间相同，须设置定时换泵功能。在设定了定时换泵功能后，当一台变量泵连续工作时间超过设定值后，且有变量泵处于“休息”状态，则变频器自动切换启动“休息”时间最长的变量泵，并停止原变量泵，以保证各台水泵运行时间均等，延长水泵使用寿命。换泵时间可任意设定。

当变频器发生故障时，变频恒压供水系统能够自动转换至工频运行，确保供水不间断。突然停电后再来电，设备能够自动启动运行。

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