小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)介紹與工作原理
2013/7/8 15:07:21??????點(diǎn)擊：
一、小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)的變頻應(yīng)用方式
通常在同一路供水系統(tǒng)中，設(shè)置多臺(tái)常用泵，供水量大時(shí)多臺(tái)泵全開，供水量小時(shí)開一臺(tái)或兩臺(tái)。在采用變頻調(diào)速進(jìn)行恒壓供水時(shí)，就用兩種方式，其一是所有水泵配用一臺(tái)變頻器；其二是每臺(tái)水泵配用一臺(tái)變頻器。后種方法根據(jù)壓力反饋信號(hào)，通過PID運(yùn)算自動(dòng)調(diào)整變頻器輸出頻率，改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，最終達(dá)到管網(wǎng)恒壓的目的，就一個(gè)閉環(huán)回路，較簡單，但成本高。前種方法成本低，性能不比后種差，但控制程序較復(fù)雜，是未來的發(fā)展方向。下面講到的原理都是一變頻器拖動(dòng)多馬達(dá)的系統(tǒng)。
二、小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)的特點(diǎn)及分析
用戶用水的多少是經(jīng)常變動(dòng)的，因此供水不足或供水過剩的情況時(shí)有發(fā)生。而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上，即用水多而供水少，則壓力低；用水少而供水多，則壓力大。保持供水壓力的恒定，可使供水和用水之間保持平衡，即用水多時(shí)供水也多，用水少時(shí)供水也少，從而提高了供水的質(zhì)量。
小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)對(duì)于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的。例如在某些生產(chǎn)過程中，若自來水供水因故壓力不足或短時(shí)斷水，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)使產(chǎn)品報(bào)廢和設(shè)備損壞。又如發(fā)生火災(zāi)時(shí)，若供水壓力不足或或無水供應(yīng)，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。所以，某些用水區(qū)采用恒壓供水系統(tǒng)，具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。
隨著電力技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)的日臻完善，以變頻調(diào)速為核心的智能供水控制系統(tǒng)取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設(shè)備，起動(dòng)平穩(wěn)，起動(dòng)電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊；由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等東西的使用壽命；可以消除起動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)。其穩(wěn)定安全的運(yùn)行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使供水實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力，最終達(dá)到高效率的運(yùn)行目的。
三、小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)的PID控制原理
根據(jù)反饋原理：要想維持一個(gè)物理量不變或基本不變，就應(yīng)該引這個(gè)物理量與恒值比較，形成閉環(huán)系統(tǒng)。我們要想保持水壓的恒定，因此就必須引入水壓反饋值與給定值比較，從而形成閉環(huán)系統(tǒng)。但被控制的系統(tǒng)特點(diǎn)是非線性、大慣性的系統(tǒng)，現(xiàn)在控制和PID相結(jié)合的方法，在壓力波動(dòng)較大時(shí)使用模糊控制，以加快響應(yīng)速度；在壓力范圍較小時(shí)采用PID來保持靜態(tài)精度。這通過PLC加智能儀表可時(shí)現(xiàn)該算法，同時(shí)對(duì)PLC的編程來時(shí)現(xiàn)泵的工頻與變頻之間的切換。實(shí)踐證明，使用這種方法是可行的，而且造價(jià)也不高。
要想維持供水網(wǎng)的壓力不變，根據(jù)反饋定理在管網(wǎng)系統(tǒng)的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件，由于供水系統(tǒng)管道長、管徑大，管網(wǎng)的充壓都較慢，故系統(tǒng)是一個(gè)大滯后系統(tǒng)，不易直接采用PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制，而采用PLC參與控制的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用。
四、小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)的變頻控制原理
用變頻調(diào)速來實(shí)現(xiàn)恒壓供水，與用調(diào)節(jié)閥門來實(shí)現(xiàn)恒壓供水相比，節(jié)能效果十分顯著（可根據(jù)具體情況計(jì)算出來）。其優(yōu)點(diǎn)是：
1、起動(dòng)平衡，起動(dòng)電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊；
2、由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命；
3、可以消除起動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)；
一般地說，當(dāng)由一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，只需使變頻器的配用電動(dòng)機(jī)容量與實(shí)際電動(dòng)機(jī)容量相符即可。當(dāng)一臺(tái)變頻器同時(shí)控制兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，原則上變頻器的配用電動(dòng)機(jī)容量應(yīng)等于兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的容量之和。但如在高峰負(fù)載時(shí)的用水量比兩臺(tái)水泵全速供水量相差很多時(shí)，可考慮適當(dāng)減小變頻器的容量，但應(yīng)注意留有足夠的容量。
雖然水泵在低速運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的工作電流較小。但是，當(dāng)用戶的用水量變化頻繁時(shí)，電動(dòng)機(jī)將處于頻繁的升、降速狀態(tài)，而升、降速的電流可略超過電動(dòng)機(jī)的額定電流，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱。因此，電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)是必需的。對(duì)于這種由于頻繁地升、降速而積累起來的溫升，變頻器內(nèi)的電子熱保護(hù)功能是難以起到保護(hù)作用的，所以應(yīng)采用熱繼電器來進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)。
在主要功能預(yù)置方面，最高頻率應(yīng)以電動(dòng)機(jī)的額定頻率為變頻器的最高工作頻率。升、降速時(shí)間在采用PID調(diào)節(jié)器的情況下，升、降速時(shí)間應(yīng)盡量設(shè)定得短一些，以免影響由PID調(diào)節(jié)器決定的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程。如變頻器本身具有PID調(diào)節(jié)功能時(shí)，只要在預(yù)置時(shí)設(shè)定PID功能有效，則所設(shè)定的升速和降速時(shí)間將自動(dòng)失效。
五、小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)突出優(yōu)點(diǎn)是：
小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)不需建造水塔，投資小、占地少，采用水氣自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)、節(jié)能與自來水自動(dòng)并網(wǎng)，停電后仍可供水，調(diào)試后數(shù)年不需看管。比建造水塔節(jié)約投資70%，比建高位水箱節(jié)約投資60%，大大節(jié)約土建投資，廣泛用于企事業(yè)單位、住宅區(qū)及農(nóng)村的生產(chǎn)、生活、辦公用水。供水戶在20－2000戶。日供水量在20－50000m3，供水高度達(dá)150米，即50層樓房。
六、中贏小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)的主要原理
小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)通過檢測管道上壓力傳感器的模擬信號(hào)，信號(hào)P傳給微電腦控制器并與設(shè)定值P0進(jìn)行比較，用比較結(jié)果P作為調(diào)節(jié)參量來改變變頻器輸出頻率f。因?yàn)樗玫霓D(zhuǎn)速n及出口壓力P均與頻率f成正比。所以，
當(dāng)P＜P0時(shí)，頻率f上升，水泵轉(zhuǎn)速加快，P上升；
當(dāng)P＞P0時(shí)，頻率f下降，水泵轉(zhuǎn)速n變慢，P下降，
這樣，就使系統(tǒng)壓力P始終逼近設(shè)定壓力P0。
當(dāng)系統(tǒng)水受熱膨脹后，導(dǎo)致壓力高于所設(shè)定的上限報(bào)警壓力值時(shí)，系統(tǒng)壓力控制器自動(dòng)打開泄壓閥泄水降壓，當(dāng)壓力恢復(fù)到正常值時(shí)，泄壓閥自動(dòng)關(guān)閉，停止泄水降壓。
七、中贏小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)介紹
傳統(tǒng)小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)采用氣壓式供水，利用密封罐體，使局部增壓達(dá)到供水目的，其工作過程是水泵啟動(dòng)，將水通過止回閥注入罐體，從而使罐體內(nèi)壓力增大，當(dāng)壓力達(dá)到所設(shè)定壓力上限時(shí)，壓力自動(dòng)控制器自動(dòng)關(guān)閉水泵，使水泵停止運(yùn)行。由于供水罐體內(nèi)壓力高于供水管網(wǎng)壓力，所以能自動(dòng)降壓供水，當(dāng)壓力減小到設(shè)定壓力下限時(shí)，自動(dòng)控制水泵啟動(dòng)，自動(dòng)向供水罐內(nèi)注水，如此往復(fù)，中贏無塔供水系統(tǒng)在原有的氣壓式供水的基礎(chǔ)上大膽創(chuàng)新，融合世界上先進(jìn)的變頻技術(shù)，PID調(diào)節(jié)技術(shù)，改傳統(tǒng)的氣壓式供水為變頻恒壓供水。取代原先必須有的氣壓罐。并且對(duì)水泵采用變頻調(diào)速，根據(jù)用水量的變化來調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，不僅可以節(jié)省大量的能源，而且降低了水泵運(yùn)行躁聲，廷長了水泵的使用壽命。
八、中贏小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)產(chǎn)品優(yōu)勢
1、解決低水壓問題
采用中贏小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)使得整個(gè)供水保持壓力恒定。
2、避免使用氣壓罐造成的水質(zhì)污染
取代傳統(tǒng)的氣壓式所必須的氣壓罐供水方式，消除了水污染的源頭。
3、節(jié)約電能，縮小占地面積
比氣壓式供水節(jié)電30%以上，該設(shè)備占地面積小，安裝簡單，縮短施工工期。
九、中贏小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)與氣壓式供水設(shè)備比較
運(yùn)行方式比較：
中贏小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)變頻控制是改變水泵轉(zhuǎn)速來保持供水壓力的穩(wěn)定，而壓力控制是由壓力罐和壓力開關(guān)來控制壓力。
特點(diǎn)：變頻控制1、比一般設(shè)備成本高。2、供水壓力穩(wěn)定。3、節(jié)電，運(yùn)行費(fèi)用低。4、水泵及電機(jī)壽命長。5、無水錘現(xiàn)象，運(yùn)行穩(wěn)定
小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)壓力控制：
1、價(jià)格較低。
2、供水壓力偏差大。
3、控制方式簡單，維修方便。
4、水泵及電機(jī)的壽命短。
使設(shè)備不停供水，全自動(dòng)運(yùn)行。該無塔供水系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是在停電狀態(tài)下，仍可短時(shí)供水。
十、中贏小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)與氣壓式供水系統(tǒng)比較
小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)變頻控制
調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速來保持管網(wǎng)壓力恒定，在系統(tǒng)出水管路處檢測到的壓力小于水泵的啟動(dòng)壓力值時(shí)，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速使出口壓力恒定。水泵達(dá)到工頻轉(zhuǎn)速運(yùn)行但壓力達(dá)不到設(shè)定壓力時(shí)，系統(tǒng)按順序啟停P2、P3水泵；隨著用水量的減少，出口壓力上升，水泵的轉(zhuǎn)速逐漸降低。如果水泵轉(zhuǎn)速降至系統(tǒng)設(shè)置的最低轉(zhuǎn)速，系統(tǒng)按P3、P2、P1停止水泵運(yùn)行。
當(dāng)管網(wǎng)壓力大于啟動(dòng)壓力設(shè)定值時(shí)，由與出水管路連接的壓力罐供水，如果管網(wǎng)壓力等于啟動(dòng)壓力設(shè)定值時(shí)啟動(dòng)水泵，水泵運(yùn)行中管網(wǎng)壓力達(dá)到停止壓力時(shí)水泵停止運(yùn)行，水泵啟動(dòng)后管網(wǎng)壓力超過啟動(dòng)壓力，但未達(dá)到停止壓力時(shí)水泵持續(xù)運(yùn)行；水泵全速運(yùn)行后管網(wǎng)壓力仍未達(dá)到啟動(dòng)壓力時(shí)系統(tǒng)追加其它水泵啟動(dòng)。
十一、中贏小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)分類
生活水池自灌式供水方式
這種供水方式水池的水面高于水泵的葉輪，使水泵的葉輪處于全淹沒狀態(tài)，水泵吸水可靠。根據(jù)實(shí)際需要可設(shè)置2-4臺(tái)水泵并聯(lián)恒壓供水，泵組全部循環(huán)軟啟動(dòng)，根據(jù)用水量的大小控制自動(dòng)補(bǔ)泵和減泵，幾臺(tái)泵自動(dòng)定時(shí)交換運(yùn)行，根據(jù)使用場所的不同實(shí)現(xiàn)變量恒壓、變量變壓供水，進(jìn)一步提高節(jié)能效果。
這種供水方式水池的水面低于水泵的進(jìn)水口，稱為自吸式，水泵吸水不可靠，容易出現(xiàn)掉水引水的現(xiàn)象，解決的辦法是設(shè)置引水罐，如圖，泵前加一引水罐。
小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)水井變頻供水方式
設(shè)備采用潛水泵變頻控制，可以是一臺(tái)泵，也可以控制多臺(tái)泵，每臺(tái)泵均根據(jù)用水量的變化自動(dòng)投入運(yùn)行。
十二、小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域
（1） 適用地域范圍：適用于城市管網(wǎng)壓力較充足的地區(qū)加壓給水；
（2） 適用工程類型：工礦企業(yè)的生產(chǎn)、生活用水、自來水廠的大型給水中間加壓泵站；
（3） 適用工程部位：給水二次加壓系統(tǒng)；
（4） 其它適用范圍：新建、改建、擴(kuò)建住宅樓，辦公樓、賓館、飯店等公共建筑生活用水；
（5） 使用單位類型：設(shè)計(jì)單位、施工單位、監(jiān)理單位。
十三、小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)
■流量范圍 0—600 m3/h
■壓力范圍 0—2.0MPa
■控制水泵單臺(tái)電機(jī)功率 ≤180KW
■壓力調(diào)節(jié)精度 ≤0.01MP
■環(huán)境溫度 0～+40℃
■相對(duì)濕度 90%以下(電控部分)
■電源 380V×(1+10%)50Hz+2Hz
- 上一篇：基于plc控制的變頻恒壓供水系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)報(bào)告 2013/7/8
- 下一篇：高層無負(fù)壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)特點(diǎn) 2013/7/8
