一、引言:
供水系统一般由若干台扬程相近的水泵组成,调节水压和流量的传统方法是按期望输出的水压和流量用人工控制水泵运行的台数,但随着城市建设规模的不断扩大,城市公共管网压力已经不能满足居民用水的要求。而且用水量随季节的变化而变化,随每日时段的不同而变化,采用传统的方法,势必投入大量的人力,频繁起-停水泵,这样会大大缩短水泵的机械寿命以及供水压力的不稳定。所以采用恒压供水系统,具有较大的经济和社会意义。
二、恒压供水系统的简介:
为使供水的水压恒定,最常用的办法是采用变频恒压供水技术系统,既可满足各部位用户对水的需求,又不使电动机空转,也总保持管网中水压基本恒定,不会造成电能的浪费。为实现上去述目的,需要变频器根据给定压力信号和反馈压力信号,调节水泵转速。从而达到控制管网中水压恒定,即压力传感器装在主管网上检测管网压力信号,再将压力信号线性转换为4-20mA标准信号送到恒压给水控制器模拟信号输入端,再输出连接给变频器模拟信号输入端,控制变频器输出频率,最终达到控制水泵电机的转速,实现闭环自动控制。
三、控制方案
1、“一拖1”方案:
变频器连接在一台水泵电机上,其余水泵采用自藕减压起动装置或软起动器,这种方案的特点是水泵电机不需要在变频和工频之间切换,变频泵永远连在变频器上,没有切换过程中的失压现象;由于变频泵以外的水泵都采用工频减压起动,所以不需要再做备用系统,当变频器发生故障时,可手动起动工频水泵,保证供水不致中断。
2、“一拖N”方案:
先由变频器启动第一台水泵运行,若工作频率已达到变频器上限位50Hz而压力仍低于规定值时,将第一台泵切换成工频运行,此时变频器输出频率迅速降为0,然后启动第二台水泵,供水系统处于“一工一变”运行状态,若变频器再次达到上限频率50Hz而压力仍低于规定值时,将第二台泵也切换成工频,变频器启动第三台水泵,依次类推,直到压力达到给定值为至,其运行状态为“一变N工”。反之,当压力高于给定值时,变频器工作频率下降至下限位(一般定为25Hz)而压力仍高于给定值,令第一台水泵停止,采用“先启先停”的切换方式。依次类推,达到压力平衡。这种方式保证永远有一台都可能变频运行。这样,才能做到不论用水量如何改变都可保持管网压力基本恒定,且各台水泵运行时间基本相同,给维护和检修带来方便。
四、变频器在恒压供水系统应用的优点:
1、 变频器具有自动停泵(睡眠)与自动开泵(唤醒)功能,由于高层建筑夜间用水量很少,不用水时,变频泵转速最低,而不停泵运行终究是一个缺点。因此,当频率下降到睡眠频率时,并保持一段时间后,变频器发出停泵指令,水泵停止(自动睡眠);当用水量增大时,压力信号发出开泵指令,变频泵起动(自动唤醒)。这样,可以节约电能,延长水泵寿命。
2、运行电机软起动,自由减速停车,保证无大电流,过电压的冲击。3、管网中的“水锤效应”发生。
4、具有各种保护,保护电机。
5、节约电能,效果可达30%左右。
6、实现了水压自动控制,被调节量等到平稳调节,增强了系统的稳定性和可靠性。
7、维护简单,灵活,无需频繁人工起停水泵。
8、改善功率因数
五、结束语:
用变频器来实现恒压供水,与用调节阀门或控制水泵台数来实现恒压供水相比较,节能效果十分显著。但采用何种控制方式,实现恒压供水最合适,要根据不同的应用场合和条件具体分析。现在恒压供水技术仍在不断发展,希望与大家共同探讨和交流。