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)置多臺常用泵，供水量大時多臺泵全開，供水量小時開一臺或兩臺。在采用變頻調(diào)速進行恒壓供水時，就用兩種方式，其一是所有水泵配用一臺變頻器；其二是每臺水泵配用一臺變頻器。后種方法根據(jù)壓力反饋信號，通過PID運算自動調(diào)整變頻器輸出頻率，改變電動機轉(zhuǎn)速，最終達到管網(wǎng)恒壓的目的，就一個閉環(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多馬達的系統(tǒng)。
二、小區(qū)二次供水智能疊壓節(jié)能系統(tǒng)的特點及分析
用戶用水的多少是經(jīng)常變動的，因此供水不足或供水過剩的情況時有發(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，即用水多時供水也多，用水少時供水也少，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斷水，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴重時使產(chǎn)品報廢和設(shè)備損壞。又如發(fā)生火災(zāi)時，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)濟和社會意義。
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，起動平穩(wěn)，起動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動時對電網(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；可以消除起動和停機時的水錘效應(yīng)。其穩(wěn)定安全的運行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使供水實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力，最終達到高效率的運行目的。
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：要想維持一個物理量不變或基本不變，就應(yīng)該引這個物理量與恒值比較，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，在壓力波動較大時使用模糊控制，以加快響應(yīng)速度；在壓力范圍較小時采用PID來保持靜態(tài)精度。這通過PLC加智能儀表可時現(xiàn)該算法，同時對PLC的編程來時現(xiàn)泵的工頻與變頻之間的切換。實踐證明，使用這種方法是可行的，而且造價也不高。
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)是一個大滯后系統(tǒng)，不易直接采用PID調(diào)節(jié)器進行控制，而采用PLC參與控制的方式來實現(xiàn)對控制系統(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)速來實現(xiàn)恒壓供水，與用調(diào)節(jié)閥門來實現(xiàn)恒壓供水相比，節(jié)能效果十分顯著（可根據(jù)具體情況計算出來）。其優(yōu)點是：
1、起動平衡，起動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動時對電網(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、可以消除起動和停機時的水錘效應(yīng)；
一般地說，當(dāng)由一臺變頻器控制一臺電動機時，只需使變頻器的配用電動機容量與實際電動機容量相符即可。當(dāng)一臺變頻器同時控制兩臺電動機時，原則上變頻器的配用電動機容量應(yīng)等于兩臺電動機的容量之和。但如在高峰負載時的用水量比兩臺水泵全速供水量相差很多時，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。
雖然水泵在低速運行時，電動機的工作電流較小。但是，當(dāng)用戶的用水量變化頻繁時，電動機將處于頻繁的升、降速狀態(tài)，而升、降速的電流可略超過電動機的額定電流，導(dǎo)致電動機過熱。因此，電動機的熱保護是必需的。對于這種由于頻繁地升、降速而積累起來的溫升，變頻器內(nèi)的電子熱保護功能是難以起到保護作用的，所以應(yīng)采用熱繼電器來進行電動機的熱保護。
在主要功能預(yù)置方面，最高頻率應(yīng)以電動機的額定頻率為變頻器的最高工作頻率。升、降速時間在采用PID調(diào)節(jié)器的情況下，升、降速時間應(yīng)盡量設(shè)定得短一些，以免影響由PID調(diào)節(jié)器決定的動態(tài)響應(yīng)過程。如變頻器本身具有PID調(diào)節(jié)功能時，只要在預(yù)置時設(shè)定PID功能有效，則所設(shè)定的升速和降速時間將自動失效。
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，采用水氣自動調(diào)節(jié)、自動運轉(zhuǎn)、節(jié)能與自來水自動并網(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，信號P傳給微電腦控制器并與設(shè)定值P0進行比較，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。因為水泵的轉(zhuǎn)速n及出口壓力P均與頻率f成正比。所以，
當(dāng)P＜P0時，頻率f上升，水泵轉(zhuǎn)速加快，P上升；
當(dāng)P＞P0時，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)定的上限報警壓力值時，系統(tǒng)壓力控制器自動打開泄壓閥泄水降壓，當(dāng)壓力恢復(fù)到正常值時，泄壓閥自動關(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，使局部增壓達到供水目的，其工作過程是水泵啟動，將水通過止回閥注入罐體，從而使罐體內(nèi)壓力增大，當(dāng)壓力達到所設(shè)定壓力上限時，壓力自動控制器自動關(guān)閉水泵，使水泵停止運行。由于供水罐體內(nèi)壓力高于供水管網(wǎng)壓力，所以能自動降壓供水，當(dāng)壓力減小到設(shè)定壓力下限時，自動控制水泵啟動，自動向供水罐內(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：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，運行費用低。4、水泵及電機壽命長。5、無水錘現(xiàn)象，運行穩(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、水泵及電機的壽命短。
使設(shè)備不停供水，全自動運行。該無塔供水系統(tǒng)最大的優(yōu)點是在停電狀態(tài)下，仍可短時供水。
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壓力值時，能夠自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速使出口壓力恒定。水泵達到工頻轉(zhuǎn)速運行但壓力達不到設(shè)定壓力時，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停止水泵運行。
當(dāng)管網(wǎng)壓力大于啟動壓力設(shè)定值時，由與出水管路連接的壓力罐供水，如果管網(wǎng)壓力等于啟動壓力設(shè)定值時啟動水泵，水泵運行中管網(wǎng)壓力達到停止壓力時水泵停止運行，水泵啟動后管網(wǎng)壓力超過啟動壓力，但未達到停止壓力時水泵持續(xù)運行；水泵全速運行后管網(wǎng)壓力仍未達到啟動壓力時系統(tǒng)追加其它水泵啟動。
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)實際需要可設(shè)置2-4臺水泵并聯(lián)恒壓供水，泵組全部循環(huán)軟啟動，根據(jù)用水量的大小控制自動補泵和減泵，幾臺泵自動定時交換運行，根據(jù)使用場所的不同實現(xiàn)變量恒壓、變量變壓供水，進一步提高節(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，可以是一臺泵，也可以控制多臺泵，每臺泵均根據(jù)用水量的變化自動投入運行。
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
■控制水泵單臺電機功率 ≤180KW
■壓力調(diào)節(jié)精度 ≤0.01MP
■環(huán)境溫度 0～+40℃
■相對濕度 90%以下(電控部分)
■電源 380V×(1+10%)50Hz+2Hz
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