恒壓變頻供水設備變頻控制壓力控制分析-浙江揚子江泵業(yè)有限公司

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恒壓變頻供水設備變頻控制壓力控制分析

時間：2014/7/7 來源：浙江揚子江泵業(yè)有限公司

恒壓變頻供水設備是由新性能PID變頻控制柜和2臺以上水泵并聯(lián)組成的尖端加壓供水設備，能夠自動調節(jié)以滿足用戶的恒壓變頻變量供水要求。供水管網壓力保持恒定，整個供水系統(tǒng)始終保持高效節(jié)能的佳狀態(tài)。供水方式有變頻供水和壓力供水兩種，變頻供水是自動調節(jié)某臺水泵的轉速或多臺水泵投入/退出運行，使供水管網壓力保持恒定的理想供水方式，操作簡單。
適用范圍
居民生活用水：如高層建筑，居民小區(qū)、別墅等
公共場所：如醫(yī)院、學校、體育館、高爾夫球場、機場
商用大廈：如賓館、寫字樓、百貨商場、大型桑拿浴等
灌溉：如公園、游樂場、果園、農場等
制造業(yè)：如生產制造、洗滌裝置、食品工業(yè)、工廠
設備優(yōu)點
1、解決低水壓問題
-采用恒壓變頻供水設使得整個建筑屋內的供水保持壓力恒定。
2、避免使用屋頂水箱造成的水質污染
-取代傳統(tǒng)的屋頂水箱供水方式，消除了水污染的源頭。
3、減小建筑成本，增大空間面積
-取消傳統(tǒng)的屋頂水箱，使建筑受力減小，結構簡單，成本降低。
4、節(jié)約電能，縮小占地面積
-比一般供水設備節(jié)電30%以上，該設備占地面積小，安裝簡單，縮短施工工期。
主要部件

序號	名稱	備注
1	立式多級泵	SS304/SS316
2	控制柜	SS400/SS304
3	壓力傳感器	4~20Ma
4	進、出水管	SS304
5	閥門	球閥/蝶閥
6	止回閥	SS304
7	壓力罐	SS400
8	底座	Q235-A

控制方式特點

變頻控制和氣壓控制的區(qū)別及特點

變頻控制

氣壓控制

⊙運行方式

-改變水泵轉速來保持供水壓力的穩(wěn)定

⊙特點

-比一般設備成本高

-供水壓力穩(wěn)定

-節(jié)電，運行費用低

-水泵及電機的壽命長

-無水錘現(xiàn)象，運行穩(wěn)定

⊙運行方式

-由壓力罐和壓力開關控制壓力

⊙特點

-價格低廉

-供水壓力偏差大

-控制方式簡單，維修方便

-水泵及電機的壽命短

1、變頻控制

調節(jié)水泵的轉速來保持管網壓力恒定，在系統(tǒng)出水管路處檢測的壓力小于水泵的啟動壓力值時，能夠自動調節(jié)水泵轉速使出口壓力恒定。水泵達到工頻轉速運行但壓力達不到設定壓力時，系統(tǒng)按順序啟動P2、P3水泵；隨著用水量的減少，出口壓力上升，水泵的轉速逐漸降低，如果水泵轉速降至系統(tǒng)設置的低轉速，系統(tǒng)按P3、P2、P1停止水泵運行。

2、壓力控制

當管網壓力大于啟動壓力時設定值時由與出水管路連接的壓力罐供水，如果管網壓力等于啟動壓力設定值時啟動水泵，水泵運行中管網壓力達到停止壓力時停止水泵運行，水泵啟動后管網壓力超過啟動壓力，未達到停止壓力時水泵繼續(xù)運行；水泵全速運行后管網壓力未達到啟動壓力時水泵追加啟動。
變頻控制功能特點
1、保持出口壓力恒定
設備實時通過壓力傳感器檢測出口壓力，將檢測值和設定值進行比較運算，確定電機及水泵投入臺數(shù)和變頻器輸出頻率（反應為電機及水泵轉速），以實現(xiàn)恒壓供水的目的。
2、停電不斷水
供電線路停電時，系統(tǒng)通747D及過旁道等手段實現(xiàn)停電不停水，即停電時系統(tǒng)自動切換為市政自來水壓力供水。
3、高度自動化
系統(tǒng)能實現(xiàn)全自動控制，具有首棟/自動切換、主副泵定時輪換、壓力調整、恒壓、高低點壓保護、欠相保護、漏電保護、過載保護、過熱保護、缺水保護、不用水停車、瞬間跳閘保護等功能。另可根據用戶需要配置人機界面，可視化遠程調整、監(jiān)測和維護。
4、衛(wèi)生
過流部件均采用不銹鋼等食品級材料制造，符合國際涉水衛(wèi)生規(guī)范
5、節(jié)省投資
節(jié)省了占地面積，降低了建筑承載負荷，因而大大降低了投資成本。
6、節(jié)省運行費用
系統(tǒng)保證管道恒壓是根據用水量的變化調整投入臺套數(shù)和運轉速度，用水量大時投入功率大，用水量小時投入功率小。小用水量時（如夜間）系統(tǒng)由小功率泵變頻調速恒壓供水。系統(tǒng)一直在高效率點運行，因而大大降低了運行費用，可節(jié)約能源60%以上。
變頻控制系統(tǒng)性能描述

主要功能	內容
變頻器控制方式	在菜單內選擇變頻器控制移動方式或固定方式
LCD液晶顯示屏	利用寬屏LCD畫面顯示各種信息
中、英、韓文	操作簡單
操作界面選擇	中、英、韓文菜單選擇
新PID控制	新的高性能控制系統(tǒng)
次序運行	水泵按順序運行及停止
防止水泵空轉	進水管缺水時水泵停止運轉并發(fā)出警報
越過故障泵運行	水泵發(fā)生故障時，系統(tǒng)能自動啟動下一臺泵正常運行
自動巡檢功能	系統(tǒng)能控制水泵定期自動試運行，防止水泵長時間停止運行面造成損壞
防止電機過負載	防止啟動電機電流超過設定值
防止異常高壓	利用壓力傳感器防止壓力異常升高
定時運行	按要求設備時間運行，節(jié)約能源
自動診斷運行	具有實時監(jiān)控功能（能診斷出各種故障）
高壓警報	超過設定的壓力時，系統(tǒng)會在設定時間內自動停止并發(fā)出警報
低壓警報	如所有水泵都達到工頻運行時還達不到設定壓力值時發(fā)出警報
顯示偏差調整	LCD顯示的運行壓力與壓力表指示壓力值不一致時可調整
儲存運行內容及記錄	能保存各種運行狀況記錄
顯示報警內容及儲存	各種警報內容顯示并保存
應急措施	變頻控制出現(xiàn)故障時可切換到手動控制或順次運轉
交替運行	運轉一定時間后主泵自動轉移到下一臺泵，實現(xiàn)水泵均勻使用
并聯(lián)組合運行	多能并聯(lián)6臺水泵

-世界首創(chuàng)：自行開發(fā)控制移動型恒壓變頻供水設備，比以前的恒壓變頻供水設備節(jié)約電能3-7%。

-該產品特別適用于大功率、流量變化大、頻繁起動的場所，系統(tǒng)運轉效率高，節(jié)電效果明顯。

1、變頻器控制移動方式

一臺變頻器起到多臺變頻器的效果并節(jié)約電力及軟啟動水泵

補助泵啟動電流為額定電流的200～300%。

用水量增加	水泵1	水泵2	水泵3
0%	變頻運行
33%	工頻運行→	變頻運行
66%	工頻運行→	工頻運行→	變頻運行

用水量在減小	水泵1	水泵2	水泵3
100%	工頻運行←	工頻運行←
66%	工頻運行←	變頻運行
33%	變頻運行

2、變頻器控制固定方式

變頻器控制固定在一臺泵上運行，補助泵啟動時會發(fā)生啟動電流過大及壓力波動大。補助泵啟動電流為額定電流的500～600%。

用水量增加	水泵1	水泵2	水泵3
0%	變頻運行
33%	變頻運行	→工頻運行
66%	變頻運行	→工頻運行	→工頻運行

用水量在減小	水泵1	水泵2	水泵3
100%	變頻運行	工頻運行←	工頻運行←
66%	變頻運行	工頻運行←
33%	變頻運行

變頻器控制移動方式和交替運行方式的差異

交替運行是恒壓變頻供水的基本功能，所有水泵停止后再啟動時初啟動的泵變頻調速運行，該泵為主泵。每次啟動或任意設定時間內交替啟動主泵以防止某臺泵啟動頻繁。

交替運行	水泵1	水泵2	水泵3
初啟動時	（1）變頻運行	（2）工頻運行	（3）工頻運行
再啟動時	（3）工頻運行	（1）變頻運行	（2）工頻運行
再啟動時	（2）工頻運行	（3）工頻運行	（1）變頻運行

變頻器控制系統(tǒng)運行性能測試曲線（50Hz)

利用智能型控制器，在流量季度變化下保持恒壓，可以看出變頻供水系統(tǒng)具有提高合適的供水條件的優(yōu)越性能。

性能測試：恒壓變頻供水系統(tǒng)

容量：100LPM×68×3臺

控制方式：變頻恒壓控制

型號：SLBG-60

壓力罐容量：100L

啟動方式：直接

日期：2011-10-12

時間：09:56:04

測試時間：8分鐘

隔膜式壓力罐

壓力罐的選型

壓力罐的容量是根據水泵流量、揚程及啟動頻率來選型

壓力罐的壓力等級根據系統(tǒng)壓力選定。

1. 有效容量（VESP)計算

VESP=16.5×Q/n Q:水泵流量(LPM) n:啟動頻率( 次/h）

2. 根據水泵啟、停特性計算出有效容量系數(shù)（Z）

Z =(Pi+1.033)/(Pf+1.033)

Z(有效流量系數(shù))=已知水泵啟、停壓力條件下，壓力罐有效容量使用率的比值

Pi(水泵啟動壓力)=實際揚程+管路損失+系統(tǒng)必需壓力

Pf(水泵停止壓力)=一般在(Pi+1.0~2.0kg/cm2)

3. 從VESP計算出壓力罐容量VT

VT=VESP/Z

壓力罐的工作原理

	水泵剛運轉時，先給壓力罐補滿水，隨著壓力增大達到設定壓力后，水泵停止。
	剛開始用水時由壓力罐供水，壓力罐內部壓力逐漸減小，這時候泵變頻供水。
	供水量小或停止用水時，水泵繼續(xù)向壓力罐補水，直至達到設定壓力之后泵停止。

無壓力罐時系統(tǒng)運行狀況

水是非壓縮性的流體，少量的水流出或流進壓力會急劇變化，加壓供水無壓力罐或壓力罐容量小時，用水量的變化會使水泵頻繁啟動，造成壓力控制器、繼電器、接觸器等故障率大大增加且造成泵和電機較大損傷損失，可靠性降低。

恒壓變頻供水設備

主要特點

高品質智能型電腦控制

專用自主開發(fā)，具有多樣化功能，能夠提供尖端水準的精密控制，已經達到世界領先水平。

節(jié)能型系統(tǒng)

按所需要的用水量，系統(tǒng)能調整水泵轉速及臺數(shù)，可節(jié)約電能30%以上。

保持恒定壓力

用水量急劇變化下，出水壓力能夠保持穩(wěn)定，為用戶提供舒適的供水環(huán)境。

高級材質組成

水泵、主要管路及配件使用不銹鋼，能夠提供清潔的水質。

以客戶為主設計產品

標準化設計能夠保證及時交貨。

采用中、英、韓文LCD菜單，用戶使用方便。

使用環(huán)境

控制方式	變頻控制
安裝場所	室內
環(huán)境溫度	＋5℃~＋40℃
輸送液體	清水
液體溫度	0~70℃
高使用壓力（吸入壓力＋水泵關死點揚程）	20kg/CM²
小吸引壓力	0.2kg/CM²
允許吸引壓力	受到高使用壓力限制
水泵	立式/臥式多級離心泵
水泵組合臺數(shù)	2~6臺
電源	三相220/380V50Hz
吸入、輸出管	不銹鋼鋼管

恒壓變頻供水示意圖

控制柜

控制柜主要特點

用成熟的技術和豐富的經驗，自主研制和開發(fā)的尖端技術產品(控制器)，適用于變頻器控制移動方式，按用水量的變化，精力控制供水壓力的恒定具有中、英文菜單，操作簡單，具有遠程控制接口。

常規(guī)產品性能

選項	型式
運轉方式	自動、手動
LCD顯示	中文LCD(256*128,6列20字）
變頻器	0.75-45kw（50HZ或60HZ）
壓力傳感器	2線，4~20mA,0~25Bar
遠程控制	RS-232C/RS-485，系統(tǒng)選項開放

特殊要求可與本公司聯(lián)系

主要控制功能

主要功能	內容
變頻器控制移動方式	在菜單內選擇變頻器控制移動方式或固定方式
LCD液晶顯示屏	利用寬屏LCD畫面顯示各種信息
中、英文LCD顯示	操作簡單
操作界面選擇	中、英文菜單選擇
新PID控制	新的高性能控制系統(tǒng)
水泵按順序運行	水泵按順序運行及停止
防止水泵空轉	進水管缺水時水泵停止運轉，系統(tǒng)報警。
能越過故障泵運行	水泵發(fā)生故障時，系統(tǒng)能自動啟動下一個正常泵運行
防粘住功能	系統(tǒng)能自動定期試運轉水泵，防止水泵長時間停止造成的粘住
防止電機過電流現(xiàn)象	防止啟動時電機電流超過設定值
防止電機過熱	利用在電機上的溫度開關自動停止水泵
防止異常高壓	利用壓力傳感器能防止壓力異常升高
定時運轉	按要求設定運轉時間，節(jié)約能源
自診斷運行	具有實時監(jiān)控功能能診斷出各種故障
高壓報警	超過設定的壓力、設定時間時自動停止水泵幷報警
低壓報警	所有水泵工頻運行時還達不到設定壓力值時報警
顯示偏差調整	LCD顯示運行壓力與壓力表指示壓力值不一致時可調整
運行內容記錄并存儲	各種運行狀況記錄并保存
報警內容顯示幷存儲	各種警報內容顯示幷保存
應急措施	變頻控制發(fā)生故障時可切換到手動控制上或自動轉入壓力控制方式
交替運行	運轉一定時間后主泵自動替換運行，實現(xiàn)水泵均勻使用
幷聯(lián)組合運行	多能幷聯(lián)6臺水泵

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