導語：如何才能寫好一篇變頻供水設(shè)備，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：變頻恒壓；供水設(shè)備；變頻器；PID控制

1 變頻恒壓供水設(shè)備的系統(tǒng)組成

變頻器是整個變頻恒壓供水系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其系統(tǒng)組成框圖（變頻恒壓供水圖）如下

圖中，水泵電機是輸出環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)速由變頻器控制，實現(xiàn)變流量恒壓控制。變頻器接受PID控制器信號對水泵進行速度控制，壓力傳感器檢測管網(wǎng)出水壓力，把信號傳給PID控制器，PID控制器調(diào)節(jié)變頻器頻率來控制水泵轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)了一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。變頻器本身具有PID調(diào)節(jié)功能，可以不選用外置PID調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)更加平穩(wěn)。

2 變頻恒壓供水設(shè)備的特點

2.1 不產(chǎn)生負壓

該設(shè)備與自來水主管網(wǎng)直接連接取水時，加壓運行不會造成自來水主管網(wǎng)產(chǎn)生負壓。

2.2 設(shè)置壓力

通過調(diào)節(jié)許可壓力控制閥能夠設(shè)置自來水主管網(wǎng)許可吸水壓力。

2.3 可借壓

當設(shè)備超過許可吸水壓力和流量時，可以在主管網(wǎng)的壓力基礎(chǔ)上增壓。

2.4 變頻恒壓

設(shè)備實時通過壓力傳感器檢測出口壓力，再將實測值和設(shè)定值進行對照，反饋到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)發(fā)出電機及水泵投入臺套數(shù)和變頻器輸出頻率信號，以追蹤用水曲線來實現(xiàn)恒壓。

2.5 超靜音

考慮到噪聲對人的危害，采用專用靜音變頻器，運用成熟的消音設(shè)計手段，故系統(tǒng)能超靜音運行。

2.6 停電不停水

當供電線路因故障停電時，控制系統(tǒng)通過預設(shè)定的觸發(fā)狀態(tài)等手段能夠?qū)崿F(xiàn)停電不停水，也就是說，停電時系統(tǒng)會自動切換為自來水壓力供水。

2.7 自動化程度高

系統(tǒng)能實現(xiàn)全自動控制，具有手動或自動切換、主泵和副泵定時輪換、壓力調(diào)節(jié)、高電壓保護、低電壓保護、恒壓保護、漏相保護、過載保護、過熱保護、缺水保護、漏水檢測補償、不用水停車、瞬間跳閘保護等功能。

3 變頻恒壓供水設(shè)備的壓力控制

當自來水管網(wǎng)壓力超過啟動壓力預設(shè)值時，與出水管路連接的壓力罐開始供水；當自來水管網(wǎng)壓力等于啟動壓力預設(shè)值時，設(shè)備控制系統(tǒng)立即發(fā)出信號，水泵啟動，在水泵運行過程中，管網(wǎng)壓力等于停止壓力時，設(shè)備控制系統(tǒng)立即發(fā)出信號，水泵停止；當啟動的水泵滿負荷運行后管網(wǎng)壓力仍未達到停止壓力時，啟動的水泵數(shù)增加。

4 變頻恒壓供水設(shè)備的供水組成方式

變頻恒壓供水設(shè)備主要由變頻控制電氣柜、水泵、穩(wěn)壓罐、壓力傳感器等組成，可以始終保持設(shè)備壓力表壓力等于用戶預設(shè)值。能夠用于一般生活或生產(chǎn)供水。供水系統(tǒng)的組成方式有以下兩種類型：

（1）變頻恒壓供水設(shè)備與自來水主管網(wǎng)連接供水，當供水壓力滿足需要時，正在運行的全部水泵將自動停止。反之，當供水壓力不能滿足需要時，設(shè)備控制系統(tǒng)立即發(fā)出啟動信號，設(shè)備啟動，增大壓力滿足用戶用水需求。

（2）增加輔加氣壓罐或輔加小泵可以徹底消除小流量或零流量供水時電量的消耗。

5 變頻恒壓供水設(shè)備的控制方式

設(shè)備采用成熟的智能化控制技術(shù)，具有手動或自動切換、主副泵定時間交替輪換，達到節(jié)能降耗的目的。一臺變頻器起到了多臺變頻器的效果并節(jié)約電量，軟啟動水泵及輔助泵的啟動電流為額定電流的200～300%。可采用了以下兩種運行模式：

（1）增量運行方式（見表1）。

表1

（2）交替運行方式是恒壓變頻供水的基本功能，所有水泵停止后再啟動時最初啟動的泵變頻調(diào)速運行，該泵為主泵。每次啟動或任意設(shè)定時間內(nèi)交替啟動主泵以防止某臺泵頻繁啟動（見表2）。

表2

6 變頻恒壓供水設(shè)備的運行曲線圖

從運行曲線圖可以看出利用智能控制技術(shù)，在流量極度變化的情況下保持恒壓，可以看出變頻恒壓供水系統(tǒng)為我們提供了供水條件最優(yōu)越的性能。

7 兩種供水設(shè)備控制方式的比較

變頻恒壓供水設(shè)備采用的是閉環(huán)控制方式，不斷的采集，不斷的反饋，不斷的調(diào)控水泵的轉(zhuǎn)速，從而達到用戶管網(wǎng)供水壓力的恒定。

氣壓供水設(shè)備采用的是開環(huán)控制方式，采集信號，反饋信號，控制水泵。但不能調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，只能利用隔膜穩(wěn)壓罐小量地達到供水壓力平穩(wěn)。

8 變頻恒壓供水設(shè)備的控制方式類型

8.1 氣壓式供水

8.2 生活水池自灌式供水方式

8.3 生活水池自吸式供水方式

此種供水方式水池的液位低于水泵的進水口，稱為自吸式。水泵吸水不可靠，經(jīng)常出現(xiàn)引水掉水的現(xiàn)象，設(shè)置一個引水罐，如圖，泵前加一引水罐便可消除引水掉水的現(xiàn)象。

8.4 水井變頻供水方式

設(shè)備采用潛水泵變頻控制，即可以控制一臺泵，也可以控制數(shù)臺泵，每臺泵均根據(jù)用水量的變化自動運行。

9 結(jié)束語

變頻恒壓供水設(shè)備是將變頻調(diào)速器、電機及水泵三者組合而成的機電一體化節(jié)能供水設(shè)備。該設(shè)備以水泵出水端的水壓為預設(shè)定參數(shù)，通過PLC自動控制變頻器的輸出頻率來調(diào)節(jié)水泵電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)用戶整個管網(wǎng)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使供水系統(tǒng)自動恒壓穩(wěn)定于設(shè)定的壓力值。這樣就保證了整個用戶管網(wǎng)隨時都有充足的與用戶預設(shè)的水壓和隨用戶的用水情況變化而變化的水量。

參考文獻

[1]黃華.變頻技術(shù)及應(yīng)用.[J].北京大學，2013，第1版.

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關(guān)鍵詞：變頻無負壓設(shè)備；二次供水；特點；工作原理；應(yīng)用；注意事項

近年來，我國城市化建設(shè)進程不斷加快，給排水工程作為城市最基礎(chǔ)性設(shè)施，其在城市發(fā)展中發(fā)揮著極為重要的作用。變頻無負壓設(shè)備作為一種新型的二次供水設(shè)備，其具有良好的節(jié)能性，所以變頻無負壓二次技術(shù)在當前供水工程中得到廣泛的應(yīng)用。因此對變頻無負壓設(shè)備的特點及工作原理進行深入分析，以便于能夠更好的提高變頻無負壓二次供水技術(shù)的水平，確保城市居民能夠使用到高質(zhì)量的自來水。

1 變頻無負壓二次供水技術(shù)的涵義

變頻無負壓二次供水技術(shù)是將預壓平衡技術(shù)、負壓反饋技術(shù)、真空抑制技術(shù)和信息采集分析處理技術(shù)等綜合于一體的集合體。其在變頻恒壓供水設(shè)備的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，在供水過程中通過對無負壓調(diào)節(jié)罐、水泵、氣壓罐和智能控制系統(tǒng)的共同操作，確保了無負壓二次供水的實現(xiàn)。在供水過程中進行應(yīng)用，由于其能夠?qū)⒖諝馔耆綦x開來，通過原有自來水水管的壓力就可以實現(xiàn)加壓供水，而且在供水過程中不會影響到供水的整個管網(wǎng)，有效的提高了二次供水的節(jié)能性和高效性。

2 變頻無負壓設(shè)備的特點

（1）具有良好的節(jié)能性。長期以來在我國二次供水過程中都存在著高能耗的問題，隨著能源緊缺的形勢不斷加劇，人們對節(jié)約能源越來越重視。利用變頻無負壓設(shè)備進行二次供水，由于設(shè)備可以與市政管網(wǎng)直接相連，不需要進行水池和水箱的投資。而且利用自來水本身的壓力來進行供水，這不僅有效的節(jié)約了初期投資大的問題，而且在整個供水過程中對能源消耗較小，具有非常好的節(jié)能特點。

（2）使用過程中更加清潔。在利用變頻無負壓設(shè)備進行供水時，整個過程中都處于密封的狀態(tài)下進行，有效的確保了整個供水系統(tǒng)的清潔度。而且變頻無負壓設(shè)備自身具有過濾設(shè)備，可以對細菌起到較好的阻擋作用。另外變頻無負壓設(shè)備所使用的都是不銹鋼材料，對材料的等級具有較嚴格的要求，這樣不僅有效的避免了管道內(nèi)部藻類的出現(xiàn)，而且自來水的質(zhì)量也能夠得到有效的保證。

（3）運行成本較低。變頻無負壓設(shè)備在供水過程中，不僅使用的加壓泵型號較小，而且在運行過程中往往是設(shè)置多臺加壓泵共同工作，有效的降低了電能的消耗。同時加壓泵在供水低峰時停止運行，只在用水高峰期時才進行工作，相對來講其運行時間較少，有效的降低了運行成本。

變頻無負壓設(shè)備在市政供水中進行應(yīng)用具有較大的優(yōu)勢，但由于其技術(shù)還不是十分成熟，還無法有效的確保供水的可靠性，而且在使用過程中需要由相關(guān)部門報批，只有批準后才能對該技術(shù)進行應(yīng)用，另外無負壓相關(guān)的標準也不完善，這都對變頻無負壓技術(shù)的應(yīng)用帶來了較大的影響。

3 變頻無負壓設(shè)備的工作原理

（1）系統(tǒng)工作原理。在變頻無負壓設(shè)備中，其變頻泵在設(shè)計時的轉(zhuǎn)速是與市政管網(wǎng)的壓力值成反比的關(guān)系。變頻水泵的轉(zhuǎn)速是根據(jù)用戶管網(wǎng)壓力的大小來進行自動調(diào)節(jié)的，當管網(wǎng)壓力達到最大時，這時變頻水泵則會停止運行，變頻無負壓系統(tǒng)利用自來水壓力來確保對用戶供水所需要的壓力，而一旦用戶所需水壓低于設(shè)定的最小值時，變頻水泵則會自動喚醒進入運行狀態(tài)。在變頻無負壓系統(tǒng)中，不銹鋼無負壓罐與變頻水泵的進水口相連，控制系統(tǒng)實時對無負壓罐內(nèi)的壓力進行監(jiān)控，同時為了確保無負壓罐內(nèi)沒有無壓產(chǎn)生，則采用真空抑制器，從而有效的確保正常的供水。

（2）恒壓原理。將壓力變送器設(shè)置在水管網(wǎng)上，這樣就可以實現(xiàn)出口壓力信號的轉(zhuǎn)換，使其以標準信號的形式傳送到接收端口，根據(jù)所接收到的標準信號進行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)參數(shù)的通常需要經(jīng)系統(tǒng)運算和給定壓力參數(shù)相比較后才能得出，變頻器通過調(diào)節(jié)參數(shù)來控制水泵的轉(zhuǎn)速，完成對系統(tǒng)供水量的調(diào)節(jié)，從而使供水管網(wǎng)壓力能夠保持在用戶設(shè)定值的范圍內(nèi)。

（3）無負壓原理。真空抑制器作為變頻無負壓系統(tǒng)的核心設(shè)備，通過真空抑制器來對管網(wǎng)中的負壓進行消除，從而保護市政管網(wǎng)及相關(guān)設(shè)備。無負壓的實現(xiàn)是通過浮球在無負壓缸內(nèi)水位變化時上下移動來實現(xiàn)對閥門開、關(guān)的控制，完成無負壓罐的吸氣和排氣，從而對罐內(nèi)的真空進行消除。

4 變頻無負壓供水應(yīng)用中的注意事項

由于市政管網(wǎng)供水條件不同，同時系統(tǒng)設(shè)計方案也各不相同，所以要想更好的確保變頻無負壓供水系統(tǒng)能夠達到高效節(jié)能，則需要在實際供水工作中將變頻無負壓技術(shù)和實際的供水條件有效的結(jié)合。變頻無負壓設(shè)備，其水泵的效率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，這就需要選擇電機時需要使其頻率能夠有效的保證水泵運行的效率。

在變頻無負壓設(shè)備應(yīng)用過程中，對于需要直接在市政管網(wǎng)取水時，則需要經(jīng)自來水公司批準后才能進行使用，同時還要制定具體的規(guī)劃。市政供水配水管網(wǎng)在設(shè)計時主要以時和日的最高用水量來進行配備，以消防、最大傳輸和發(fā)生事故時的用水量作為流量校核的標準，這樣在變頻無負壓供水設(shè)備在給水支管及給水干管上進行應(yīng)用時則需要確保規(guī)劃的合理性。水泵在自身的高效區(qū)進行工作才能有效的將變頻無負壓供水設(shè)備的節(jié)能優(yōu)勢發(fā)揮出來，所以在具體工作中，需要對不同情況下的影響因素進行考慮，對水泵高效區(qū)進行核算，確保水泵工作過程中始終處于高效區(qū)的狀態(tài)。

5 結(jié)束語

變頻無負壓供水技術(shù)是一種針對二次供水出現(xiàn)的新型供水技術(shù)。這種技術(shù)在供水時更加的節(jié)能、清潔、安全，而且投資非常少也便于管理。隨著變頻無負壓供水設(shè)備在供水應(yīng)用過程中不斷完善，相信其在未來供水工程中將會具有非常好的市場前景。

參考文獻：

[1]陳禮洪，蔣柱武，程宏偉，等.二次供水變頻水泵低效運行成因及其對策[J].福建工程學院學報，2012（04）.

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關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速給水設(shè)備；變頻器技術(shù)；多泵并聯(lián)

中圖分類號：TU991文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2009）06-0135-02

目前，變頻調(diào)速生活給水在建筑給水中應(yīng)用越來越廣，其主要原因如下：

變頻調(diào)速給水的供水壓力可調(diào)，可以方便地滿足各種供水壓力的需要，所以在設(shè)計階段可以降低對供水壓力的準確計算。

1．目前，變頻器技術(shù)已很成熟，因為建筑供水的應(yīng)用廣泛，有些變頻器設(shè)計生產(chǎn)廠家把變頻器直接做在供水專用變頻器中：這種變頻器具有可靠性好，使用方便的優(yōu)點。

2．變頻調(diào)速恒壓給水具有優(yōu)良的節(jié)能效果。由水泵――管道供水原理可知，調(diào)節(jié)供水流量，原則上有兩種方法；一是節(jié)流調(diào)節(jié)，開大供水閥，流量上升；關(guān)小供水閥，流量下降。調(diào)節(jié)流量的第二種方法是調(diào)速調(diào)節(jié)，水泵轉(zhuǎn)速升高，供水流量增加；轉(zhuǎn)速下降，流量降低，對于用水量經(jīng)常變化的場合（如生活用水），采用調(diào)速調(diào)節(jié)流量，具有優(yōu)良的節(jié)能效果。但應(yīng)當指出，變頻恒壓供水節(jié)能的效果主要取決于用水流量的變化情況及水泵的合理選配，為了使變頻恒壓供水具有優(yōu)良的節(jié)能效果，變頻恒壓供水宜采用多泵并聯(lián)的供水模式。因變頻泵的流量是變化的，其工作效率及運行功率可隨用水流量而改變，因此變頻泵組的功率降低，從而可以降低變頻恒壓供水系統(tǒng)的能耗，改善節(jié)能狀況。

根據(jù)各工程的實際情況，變頻調(diào)速恒壓給水設(shè)備的組合及選用有如下幾種方式：

1．普通循環(huán)軟啟動變頻供水設(shè)備。該類型設(shè)備在實際應(yīng)用中較多，系統(tǒng)由水泵機組、循環(huán)軟啟動變頻柜、壓力儀表、管路系統(tǒng)等構(gòu)成。變頻柜由變頻調(diào)速器，PLC，多功能PCS-PID調(diào)節(jié)儀，低壓電器等構(gòu)成。系統(tǒng)一般選擇同型號水泵2～3臺，以3臺泵為例，系統(tǒng)的工作情況如下：平時1臺泵變頻供水，當1臺泵供水不足時，先開的泵倒為工頻運行，變頻柜再軟啟動第2 臺泵，若流量還不夠，第2臺泵倒為工頻運行，變頻柜再軟啟動第3臺泵。若用水量減少，按啟泵順序依次停止工頻泵，直到最后1臺泵變頻恒壓供水。

另外系統(tǒng)具有定時換泵功能，若某臺泵連續(xù)運行超過24 h變頻柜可自動停止該泵切換到下一臺泵繼續(xù)變頻運行。換泵時間由程序設(shè)定，可按要求隨時調(diào)整。這樣可均衡各泵的運行時間，延長整體泵組的壽命。

該系統(tǒng)一般適用于規(guī)模較小的多層住宅小區(qū)（如300戶以內(nèi)）或其它小規(guī)模用水系統(tǒng)，水泵功率一般不超過7.5 kW。另外也適用于小流量用水時間很短或用水量變化不大的其它場合，如循環(huán)水系統(tǒng)。

2．帶小流量泵的循環(huán)軟啟動變頻供水設(shè)備。當變頻供水系統(tǒng)在小流量或零流量的情況下，比如在夜間用水低谷時，系統(tǒng)內(nèi)的用水量很小，此時水泵在低流量下運行，會造成水泵效率大大降低，不能達到節(jié)能的目的，水泵功率越大用電越多。例如對300～1000戶的多層住宅小區(qū)或600戶左右的小高層住宅樓群（12層以內(nèi)）的生活用水系統(tǒng)，生活主泵功率一般在15 kW左右，系統(tǒng)的零流量頻率f0一般為25 ～35 Hz，故在夜間小流量時，采用主泵變頻供水效率較低。

這就涉及供水系統(tǒng)在小流量或零流量時的節(jié)電問題，一般可以采取4種方案：（1）變頻主泵 +工頻輔泵；（2）變頻主泵+工頻輔泵+氣壓罐；（3）變頻主泵+氣壓罐；（4）變頻主泵+變頻輔泵。從節(jié)能、投資角度看第4種方案更為適宜，該方案即在原變頻主泵基礎(chǔ)上，再配備1～2臺小泵專用在夜間或平時小流量時變頻供水，一般選擇小泵流量為3～6 m3/h，居民區(qū)戶數(shù)越多，流量可適當選擇大些。小泵功率一般為1.5～3kW，小泵的揚程按主泵揚程或略低于主泵揚程即可。

變頻柜采用PLC控制，程序采用模塊化設(shè)計。平時系統(tǒng)運行于主泵循環(huán)軟啟動變頻供水模式，系統(tǒng)用水量減小時，主泵頻率逐漸降低，當頻率低于小流量頻率時，PCS-PID調(diào)節(jié)器發(fā)出低頻切換信號，延時2 min，系統(tǒng)自動進入小泵變頻供水模式。當用水量增大，小泵流量不能滿足系統(tǒng)需要時，PCS-PID調(diào)節(jié)器發(fā)出滿頻信號，延時5 min，系統(tǒng)自動返回主泵循環(huán)軟啟動變頻供水模式。為達到更好的節(jié)能效果，系統(tǒng)也可實現(xiàn)雙恒壓供水功能。

3．全流量高效變頻供水設(shè)備。對比較大的生活小區(qū)和高層建筑的生活用水，若單配主泵機組和小流量泵，因小泵流量 QL和主泵流量QM差別較大，當流量調(diào)節(jié)范圍在QL～1/3QM時，水泵的運行效率仍很低，導致水泵運行不經(jīng)濟，浪費電能。并且流量在大于或接近QL時還會出現(xiàn)頻繁的換泵操作。為實現(xiàn)在全流量范圍內(nèi)水泵始終能高效率運行，這就有必要再增加一種中流量水泵，流量可選為1/3 QM～1/2 QM。特殊情況下還可增加2種中流量水泵。這樣整體水泵流量選擇呈階梯狀，從而使得設(shè)備在任何流量段運行時均處于水泵的高效率段，更加節(jié)能。

變頻柜控制核心由PLC和多功能PCS-PID調(diào)節(jié)儀構(gòu)成，以三種泵配置為例。系統(tǒng)也可實現(xiàn)雙恒壓供水功能，中泵和小泵變頻時低恒壓供水，主泵變頻時高恒壓供水。

4．深水井變頻供水設(shè)備。目前深水井潛水泵采用變頻調(diào)速控制的也非常廣泛，主要是因為不需再建水塔，設(shè)備占地小，建設(shè)周期短，水質(zhì)無二次污染，水泵軟啟動軟停車，故障率低，大修周期延長，壽命提高。但對夜間也要求供水的系統(tǒng)（一般居民生活用水都有要求），仍存在夜間小流量“費電”問題。

為解決小流量耗電問題，可增配1臺直徑600～1200mm的囊式氣壓罐，一般氣壓罐可直接安裝在泵房。根據(jù)氣壓罐的調(diào)節(jié)容量合理設(shè)置小流量頻率fL。當系統(tǒng)用水量變小，運行頻率降至小流量頻率fL時，系統(tǒng)進入小流量變頻穩(wěn)壓狀態(tài)。

1．用水量隨時間變化較小時：每天24h連續(xù)供水，且用水量低時流量Qmin仍較大，這時可選用同型號同規(guī)格水泵，根據(jù)高峰用水量選取一用一備或多用一備方案，對全部水泵進行變頻控制。

2．用水量隨時間變化較大時：每天24h連續(xù)供水，但用水量低時Qmin較小，這時可按Qmin選擇一臺小泵，代替大泵在Qmin遠遠小于Q1（Q1為單泵流量）的情況下運行。

3．斷續(xù)用水的情況：在前述系統(tǒng)中加上氣壓罐裝置，在正常使用時由變頻調(diào)速泵供水，在流量Q>0時轉(zhuǎn)換到氣壓罐供水，以提高供水效率。

4．小區(qū)規(guī)模較大時：可采用恒速泵與變頻調(diào)速泵聯(lián)合工作方式供水，這時對恒速水泵采用軟起動器來對其進行起、?？刂?，整個控制系統(tǒng)采用“變頻 + 軟起動固定控制”的模式，在PC上減少控制點數(shù)，這無論從技術(shù)上、經(jīng)濟上、還是運行維護上來看，綜合效果都會更佳。

5．生活、消防泵合用的供水方式：某些安裝了消防泵的小區(qū)，因設(shè)備長期備而不用，可靠性會降低，既增加了工程投資，資源利用率也低，這時可以使生活、消防泵合用。電氣控制應(yīng)該做到：在PC上預先設(shè)定生活、消防兩種工作壓力值，平時作生活正常供水，設(shè)備運行在低水壓狀態(tài)，當發(fā)生火災(zāi)時，系統(tǒng)自動把水壓切換到消防高壓狀態(tài)，管路上有能保證消防狀態(tài)需要的壓力、流量的裝置。為考慮到選泵的經(jīng)濟合理，這種方式一般是在高低水壓值相差不大的情況下采用。

變頻調(diào)速（恒壓）變量供水，電機頻率隨用水流量的變化而變化。如：用水量增加，頻率上升，轉(zhuǎn)速上升輸出功率增加；用水量減小頻率下降，轉(zhuǎn)速下降，功率減小，即“多用水，多耗電”；“少用水，少耗電”，但不是“不用水，不耗電”。

在用水高峰期，水泵處于額定工作狀態(tài)，是否采用變頻調(diào)速控制，水泵功率都額定功率，但變頻器自身也耗電，所以在這種情況下采用變頻給水比工頻給水設(shè)備更費電。

變頻生活給水設(shè)備與非變頻生活給水設(shè)備相比，耗電功率最大差為用水低潮期，節(jié)省電能與額定電能比值為最大20%，對任何型號的變頻器控制也說明其節(jié)能不是無限制的。必須承認水泵在額定工況下：使用變頻調(diào)速控制耗電不但沒有減少，而且與電網(wǎng)直接供電相比為多耗電。

1．設(shè)備的額定供水量是按建筑給水在最大條件下的需水量計算確定的，在正常使用下，用水量將少于設(shè)備的額定供水量，即設(shè)備不會處于滿負荷狀態(tài)。

2．變頻器的自身耗電為其額定輸出功率的3%，而其最大節(jié)電度達到20%。因而，在較長時間內(nèi)使用仍可達到非常節(jié)能的效果。

3．“少用水，少耗電”也就是說當用水量小于額定供水量時設(shè)備已處于節(jié)能狀態(tài)。由于生活用水負荷變化曲線變化很大，一般情況每日用水高峰期（常在以下幾個階段：早上5:30～8:00、中午12:00～14:00、晚上17:00～20:30）共約為8小時，用水量較大，水泵基于額定工況下；用水低潮為其余2/3時間，水泵處于穩(wěn)壓或休眠狀態(tài)，即發(fā)揮其節(jié)能功能。

篇4

關(guān)鍵詞：供水設(shè)備、節(jié)能、經(jīng)濟

中圖分類號： TE08 文獻標識碼： A 文章編號：

一．無負壓供水設(shè)備工作原理：

主要是通過微機控制系統(tǒng)實時的聯(lián)合控制作用調(diào)節(jié)穩(wěn)流補償器和真空抑制器來實現(xiàn)的。其中穩(wěn)流補償器整體包括穩(wěn)流低能補償器、穩(wěn)流高能補償器和穩(wěn)流自平衡器三個子系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)里面又含有多個控制單元、信號檢測反饋裝置、動作執(zhí)行部件及自動調(diào)節(jié)裝置；真空抑制器是整個系統(tǒng)的中繼站，主要完成各種信號的收集、轉(zhuǎn)發(fā)和控制命令的分配調(diào)節(jié)，其部件包括真空抑制系統(tǒng)和真空補償系統(tǒng)。當檢測裝置檢測到實際用水量小于給水管網(wǎng)的給水流量時，此時管網(wǎng)不會產(chǎn)生任何負壓，穩(wěn)流低能補償器進入儲能狀態(tài)進行能量的儲備，當儲存能量達到一定限度時，將多余的能量一部分通過穩(wěn)流自平衡補償裝置將能量補償給高能補償器，一部分以壓力的形式釋放給用水管網(wǎng)，已實現(xiàn)管網(wǎng)的小流量保壓；當檢測裝置檢測到實際用水量大于給水管網(wǎng)的給水流量時，此時，穩(wěn)流高能補償器將原來儲備的能量進行釋放，以補償此時的能量不足，以保證整個系統(tǒng)中的壓力平衡。檢測裝置我們是通過多個信號檢測裝置實時檢測穩(wěn)流補償器中的各種變量，通過計算機系統(tǒng)的分析處理和PID調(diào)節(jié)器的比較、判斷，然后反饋給真空抑制器中的處理單元和控制單元，把計算機發(fā)出的控制指令分配給穩(wěn)流補償器中的各個動作執(zhí)行部件來完成能量的自動補償，達到整個容器內(nèi)壓力的自動平衡狀態(tài)，抑制負壓的產(chǎn)生，完成不間斷的持續(xù)正常供水。

二. 無負壓變頻供水與傳統(tǒng)變頻供水節(jié)能比較

1.下文主要以實際工程案列形式將無負壓變頻供水與傳統(tǒng)變頻供水之間的優(yōu)缺點及經(jīng)濟投資方面做較詳細的分析對比。

1.1工程概況：

1）本工程位于深圳市，工程用地面積18330平米，總建筑面積217401.17平米,主體建筑為四棟超高層住宅，地下三層，地上51層, 地上一層為架空花園，二層以上為住宅，建筑總高度171.7m。總戶數(shù)為870戶。

2）本工程最高日生活用水量是780m3/d,最大時用水量為78m3/h。從市政兩條給水干管上各引一根DN200水管在小區(qū)內(nèi)成環(huán)供水,市政水壓按水壓0.30MPa。

3)生活供水系統(tǒng)的分區(qū)為：0區(qū)：－3F～1F，市政給水管直接供給。1區(qū)：2F～13F，由1區(qū)供水裝置供水。2區(qū)：14F～25F，由2區(qū)供水裝置供水。3區(qū)：26F～38F，由3區(qū)供水裝置供水。4區(qū)：39F～51F，由3區(qū)供水裝置供水。

1.2無負壓變頻供水與傳統(tǒng)變頻供水優(yōu)缺點對比：

普通變頻供水設(shè)備 WWG無吸程變頻設(shè)備

供水方式 采用水箱（池）,水泵變頻加壓供水,市政自來水全部放入水池中,再二次加壓供水. 采用真空抑制技術(shù)，使給水設(shè)備與自來水管網(wǎng)直接串接，不產(chǎn)生負壓，不用設(shè)水箱。

供水

質(zhì)量 自來水全部放入水箱(池)中，水池與空氣接觸帶入微生物，在潮濕環(huán)境下滋生微生物，死水區(qū)微生物繁殖,造成水體二次污染。特別夏天，水在池中停留時間長后，水質(zhì)極易變質(zhì)，變味。 自來水經(jīng)加壓后直接供到住戶，穩(wěn)流補償器不銹鋼材質(zhì)，密封連接，無死水區(qū)，流動性強。，不產(chǎn)生任何污染，用戶可以喝到符合衛(wèi)生標準的飲用水。

節(jié)水 水池(箱)易滲、滴、漏。水箱還需定期消毒沖洗，耗費一定的水資源。 全封閉結(jié)構(gòu)運行，避免了滲、跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象發(fā)生，無水箱，節(jié)約了消毒沖洗用水。

節(jié)能情況 自來水過來的水進入水箱(池)，原有的壓力全部變?yōu)榱悖購牧汩_始加壓供水，自來水原有壓力白白浪費。這種給水方式能耗大，設(shè)備運行費用高，使用不經(jīng)濟。 與自來水管網(wǎng)直接串接，可以充分利用自來水管網(wǎng)的原有壓力，在微機控制下，根據(jù)自來水的壓力來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)數(shù)，對自來水的進水壓力和出水壓力的差進行補壓。設(shè)備大部分時間在較低頻率下運行，耗電量少。

投資分析 設(shè)水箱（池），占地面積大，工程總投資大；水質(zhì)污染嚴重，需用凈化設(shè)備；水箱需定期清洗，增添日常維護管理費用。 使用該設(shè)備水質(zhì)無污染，不需要安裝凈化水設(shè)備，不用設(shè)水箱，無日常清洗維護費用；

1.3無負壓供水設(shè)備節(jié)能與經(jīng)濟投資分析：

1)無負壓供水設(shè)備可以充分利用自來水管網(wǎng)原有的水壓，在此基礎(chǔ)上差多少補多少。市政管網(wǎng)越完善供水壓力越穩(wěn)定，采用無負壓供水就越是節(jié)能。本工程自來水市政管網(wǎng)用水高峰時的供水壓力為0.2mpa，加壓部分最高日用水量是780m3/d。無負壓供水設(shè)備在充分利用市政壓力后，水泵耗電:9.8KN/m3X780m3/dX20m/(3600X0.7)=60.7KW·h。

每度電按1元計,每年利用市政水壓所節(jié)約用電為：60.7KW·hX1元X365天=2.2萬/年。

2）無負壓變頻供水與傳統(tǒng)變頻供水經(jīng)濟及投資分析對比：

變頻供水設(shè)備總投入的費用是:83.1521萬+32萬=115.1521萬。

變頻供水設(shè)備每年的運行費與設(shè)備檢修保養(yǎng)費及人工費總計:24+1+1.2+2.6=28.8萬

綜上比較得出:

1.無負壓供水比變頻供水一次性投入要多約：460.6萬-115.1521萬=345.5萬。

2.無負壓設(shè)備比變頻供水每年節(jié)省運行費用約：24萬-8.4萬=15.6萬。(按運行30年計算，總共可節(jié)省運行費用約:468萬元）

3. 無負壓設(shè)備比變頻供水每年節(jié)省設(shè)備檢修保養(yǎng)費及人工費約：4.8萬。(按運行30年計算，總共可節(jié)省運行費用約:144萬元）

4.無負壓供水不需設(shè)水箱，可增加3個車位，為物業(yè)增加約60萬收入。

5.采用無負壓供水設(shè)備(按運行30年計算) 節(jié)省運行費用與設(shè)備檢修保養(yǎng)費及人工費合計為：468+144=612萬。物業(yè)可實現(xiàn)收益(按運行30年計)612-345.5+60=326.5萬。

三結(jié)語：

篇5

針對目前生活小區(qū)對供水系統(tǒng)的安全監(jiān)控方式依然是依靠工作人員定期巡查的現(xiàn)狀，本文設(shè)計了基于組態(tài)軟件的變頻恒壓供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)。本文設(shè)計的變頻恒壓供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分，硬件部分的通訊模塊以STM32作為CPU，該模塊使用RS-485接口與PLC進行通信獲取供水系統(tǒng)的運行信息，通信過程使用三菱FX系列通信協(xié)議，軟件設(shè)計中利用OPC技術(shù)使用組態(tài)軟件對變頻恒壓供水系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控。本文設(shè)計的變頻恒壓供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，具有實時監(jiān)控等功能。

【關(guān)鍵詞】變頻恒壓 遠程監(jiān)控 STM32 OPC 組態(tài)

目前國內(nèi)對變頻恒壓供水監(jiān)控使用的組態(tài)軟件有組態(tài)王軟件，MCGS，力控組態(tài)軟件等。使用組態(tài)軟件對變頻恒壓供水的監(jiān)控是針對以PLC為控制器的變頻恒壓供水系統(tǒng)通過PLC與上位機通訊，直觀獲取供水系統(tǒng)當前運行信息和各種數(shù)據(jù)。但是這種監(jiān)控只是適合短距離的、有線的監(jiān)控，獲取的數(shù)據(jù)也不能完全展示設(shè)備運行狀態(tài)。

本文根據(jù)實際的供水設(shè)施實時運行狀況設(shè)計了基于組態(tài)軟件的變頻恒壓供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了對該供水設(shè)施中水泵組、變頻器和供水壓力值的實時監(jiān)控，達到了對供水設(shè)施實現(xiàn)無人值守的要求。

1 變頻恒壓供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)的整體架構(gòu)

本文設(shè)計的基于組態(tài)軟件的變頻恒壓供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)采用C/S結(jié)構(gòu)，C/S監(jiān)控結(jié)構(gòu)具有響應(yīng)速度快，界面簡單直觀操作方便等優(yōu)點。在供水現(xiàn)場中監(jiān)控模塊通過RS-485接口與PLC連接，監(jiān)控模塊與PLC使用三菱FX系列PLC通訊協(xié)議通訊，采集PLC控制的供水設(shè)備的運行信息。監(jiān)控模塊的IO接口與壓力傳感器連接，IO端口采集的傳感器信號由監(jiān)控模塊內(nèi)部的調(diào)理電路將傳感器的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。監(jiān)控模塊采集的PLC控制的供水設(shè)備運行信息和管網(wǎng)壓力值在經(jīng)過轉(zhuǎn)換與處理后，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器端，服務(wù)器對數(shù)據(jù)進行接收、解析等處理后將數(shù)據(jù)通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸?shù)诫娔X上的組態(tài)軟件進行遠程監(jiān)控。

2 變頻恒壓供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計

通訊模塊的工作原理為壓力傳感器的模擬信號通過監(jiān)控模塊內(nèi)的信號調(diào)理電路處理后，進入STM32自帶的18通道ADC轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字量，然后STM32通過USART串口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紾PRS模塊，最后GPRS模塊將接收到的數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送至服務(wù)器端，服務(wù)器端軟件經(jīng)過接收、解析等過程再通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸至遠程的監(jiān)控端。STM32采集PLC控制的供水設(shè)備的運行信息，經(jīng)過STM32轉(zhuǎn)換處理后傳輸至GPRS模塊，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸至服務(wù)器端，服務(wù)器端處理后通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸至監(jiān)控端。當供水設(shè)備出現(xiàn)故障時，監(jiān)控模塊中的STM32啟用報警系統(tǒng)報警并且通過繼電器控制電路使供水設(shè)備停止運行。

3 變頻恒壓供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計

變頻恒壓供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)集成了安全監(jiān)控與智能預警系統(tǒng)、良好的人機交互環(huán)境、開放性的軟件設(shè)計模式，達到了對供水設(shè)備遠程監(jiān)控的需求。變頻恒壓供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)采用C/S的模式，利用OPC技術(shù)與組態(tài)軟件結(jié)合實現(xiàn)對變頻恒壓供水系統(tǒng)的遠程監(jiān)控。變頻恒壓供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有實時遠程監(jiān)控的功能，監(jiān)控包括各個水泵的運行狀態(tài)、自來水管網(wǎng)的壓力值、進水池是否缺水、變頻器運行狀態(tài)等供水現(xiàn)場數(shù)據(jù)。監(jiān)控畫面如圖1所示。

4 結(jié)束語

針對目前供水設(shè)施由工作人員定時巡查的監(jiān)控方式不能對供水設(shè)施實行遠程實時監(jiān)控的狀況，本文設(shè)計的變頻恒壓供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)通過組態(tài)軟件使用OPC技術(shù)對供水系統(tǒng)監(jiān)控，實現(xiàn)了對供水設(shè)施的無人值守和遠程實時監(jiān)控供水設(shè)施的運行狀況，并且供水設(shè)施能得到更好的維護。

參考文獻

[1]張建會.基于MCGS的供水泵站的遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J].工業(yè)控制計算機，2006，Vol.19（7）：79-80.

[2]田振東.基于組態(tài)王的礦區(qū)供水遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J].機械工程與自動化，2014，Vol.4（2）：169-172.

[3]胡云陽，張智斌，王海瑞.基于Web的遠程農(nóng)業(yè)溫室監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2016，Vol.44（5）：328-330.

[4]張軍，尚敏，陳劍.基于3G技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)遠程監(jiān)控與管理系統(tǒng)[J].計算機測量與控制，2011Vol.19（5）：1058-1062.

[5]郭榮祥，雷高陽.基于PLC和GPRS的遠程監(jiān)控供水系統(tǒng)的設(shè)計[J].計算機測量與控制，2013，Vol.21（10）：2694-2696.

篇6

【關(guān)鍵詞】變頻恒壓供水 工作原理 主泵、輔泵和氣壓水罐

1.變頻恒壓供水的工作原理：

變頻恒壓供水控制設(shè)備是將可編程技術(shù)、交流變頻技術(shù)與電機泵組相結(jié)合的新型機電一體化供水設(shè)備。變頻恒壓供水設(shè)備主要由水泵機組、測壓穩(wěn)壓罐、壓力傳感器、變頻控制柜等組成。系統(tǒng)正常運行時，通過用戶供水管網(wǎng)上的壓力傳感器對管網(wǎng)水壓進行實時數(shù)據(jù)采集，并將壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號，傳輸至PID調(diào)節(jié)器，然后與用戶設(shè)定的壓力值進行比較和運算，并將比較和運算的結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)節(jié)信號和水泵啟動臺數(shù)信號分別送至變頻器和可編程控制器。變頻器根據(jù)PID調(diào)節(jié)器傳輸過來的信號調(diào)節(jié)水泵電機的運行頻率來調(diào)整水泵的轉(zhuǎn)速，使得水泵始終保持在高效節(jié)能的最佳運行狀態(tài)；可編程控制器根據(jù)PID調(diào)節(jié)器傳輸過來的信號來控制水泵的啟停和啟動臺數(shù)，這樣通過對泵組的啟停臺數(shù)和其中一臺變頻泵的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)就可將用戶管網(wǎng)中的水壓恒穩(wěn)于預先設(shè)定的壓力值，即實現(xiàn)管網(wǎng)供水量與不斷變化的用水量保持一致，達到“變頻恒壓供水”的目的。

2.變頻恒壓供水的設(shè)計要點：

2.1 選擇主泵

根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB 50015-2003（2009年版）3.6節(jié)計算供水系統(tǒng)的設(shè)計流量Qg（m3/h），對不同的建筑類別和居住小區(qū)的大小選擇不同的公式計算確定供水系統(tǒng)設(shè)計流量Qg（m3/h）。并確定所需主泵揚程H主泵 （MPa）： H計算=Ho+H+∑h，式中：Ho―用水點要求的正常水壓（MPa），H―水池最低水位至系統(tǒng)供水管網(wǎng)最不利點的幾何高差（MPa），∑h―管網(wǎng)沿程阻力與局部阻力之和（MPa）。

一般主泵采用的組合有：三泵組合（其中一臺備用）、四泵組合（其中一臺備用）等，用于泵組組合的各單泵的流量、揚程一般均相同，有利于單泵間具有互換性。另外因為泵組的水泵在最大設(shè)計流量下不可能讓水泵全部工頻運行，所以單泵的流量應(yīng)選大些，具體選泵如下：

三泵組合（其中一臺備用）時：2Q主泵≥1.1Qg；H主泵≥H計算

四泵組合（其中一臺備用）時：3 Q主泵≥1.2Qg；H主泵≥H計算

設(shè)計時可根據(jù)需要進行組合選配單泵的數(shù)量，單泵的流量也可不同，計算方法同上。選擇主泵時看水泵的Q～H特性曲線，應(yīng)是隨流量的增大，揚程逐漸下降的曲線，且主泵在額定轉(zhuǎn)速時的工作點，應(yīng)位于水泵高效區(qū)的末端。

2.2 選擇輔泵

輔泵的設(shè)計流量Q輔泵通?？砂凑諉闻_主泵設(shè)計流量Q主泵的1/3～1/2直接選?。惠o泵的揚程需根據(jù)選擇的輔泵類型確定不同計算方法：第一種情況，所選輔泵也有變頻器變頻供水時，管網(wǎng)不設(shè)置氣壓水罐。在用水量小流量時，當泵組最后一臺主泵運行頻率降至其小流量工作頻率時自動停泵同時開啟輔泵，輔泵則擔當起變頻供水的角色，模式與主泵變頻供水相同。故筆者認為，在這種情況下，輔泵滿頻供水時對應(yīng)于出流量Q輔泵時的揚程可與主泵滿頻供水時對應(yīng)于出流量Q主泵時的揚程相等，即等于管網(wǎng)壓力設(shè)定值；第二種情況，所選輔泵變頻供水時，管網(wǎng)設(shè)置氣壓水罐。在用水量小流量時，當泵組最后一臺主泵運行頻率降至其小流量工作頻率時自動停泵同時開啟輔泵，供水模式由主泵恒壓變頻供水轉(zhuǎn)變?yōu)橛奢o泵和氣壓水罐變頻氣壓給水；當用水量持續(xù)減小到輔泵的最低工作頻率時，輔泵退出工作，輔泵停泵前會加速運轉(zhuǎn)以提高其供水揚程，當揚程高于輔泵恒壓變頻設(shè)定值0.03～0.05 MPa時，停泵由氣壓水罐供水。為保持管網(wǎng)壓力恒定，筆者認為，在這種情況下，輔泵滿頻供水時對應(yīng)于出流量Q輔泵時的揚程應(yīng)等于主泵滿頻供水時對應(yīng)于出流量Q主泵時的揚程相等，即等于管網(wǎng)壓力設(shè)定值。第三種情況，所選輔泵工頻供水時，管網(wǎng)設(shè)置氣壓水罐。在用水量小流量時，供水模式由恒壓變頻給水變?yōu)橛奢o泵和氣壓水罐差壓式氣壓供水。當泵組最后一臺主泵在降至其小流量工作頻率時自動停泵，由氣壓罐配合輔泵供水，輔泵啟泵壓力即氣壓水罐內(nèi)最小壓力P1，取P1= Ho′+H+∑h′，式中：Ho′―用水點要求的最小水壓（MPa），H―水池最低水位至系統(tǒng)供水管網(wǎng)最不利點的幾何高差（MPa），∑h′―在輔泵的額定流量下管網(wǎng)沿程阻力與局部阻力之和（MPa）， 輔泵停泵壓力即氣壓水罐內(nèi)最大壓力P2，P2若取得太大，容易引起管網(wǎng)和用戶端超壓，取得太小則氣壓水罐調(diào)節(jié)容積小，輔泵啟動頻繁，通常取P2=P1+（0.05～0.15）MPa。為了充分利用小氣壓水罐的調(diào)節(jié)容積，使輔泵運行時氣壓水罐內(nèi)壓力能達到最大壓力設(shè)定值P2，筆者認為，在這種情況下，輔泵對應(yīng)于額定流量Q輔泵時的揚程應(yīng)等于P2。計算出流量和揚程，就可以根據(jù)具體工程所需選擇合適的輔泵。

2.3 選擇氣壓水罐

氣壓水罐在變頻調(diào)速供水中的主要作用是：用于調(diào)節(jié)損失瞬時用水量變化，穩(wěn)定主泵、輔泵切換過程的壓力波動，實現(xiàn)小流量節(jié)能供水，消除停泵水錘，在建筑物投入使用初期，入住率較低的情況下，配合輔泵或主泵供水，避免輔泵、主泵頻繁啟動。以上功能均通過氣壓水罐的調(diào)節(jié)容積來實現(xiàn)。

在無輔泵的變頻恒壓供水設(shè)備中，氣壓水罐調(diào)節(jié)容積應(yīng)滿足單臺工作主泵工頻運行90秒的供水量；而在有輔泵時，氣壓水罐調(diào)節(jié)容積除應(yīng)滿足與輔泵配合工作（按1小時內(nèi)輔泵啟動次數(shù)來確定）外，還不應(yīng)小于主泵切換時所需穩(wěn)壓流量，即單臺工作主泵工頻運行90秒的供水量。

計算出氣壓水罐的調(diào)節(jié)容積和總?cè)莘e，就可以根據(jù)具體工程所需選擇合適的氣壓水罐。

結(jié)語

1.變頻恒壓供水系統(tǒng)中，主泵不能在零流量至設(shè)計秒流量間高效供水。

2.根據(jù)供水規(guī)模，應(yīng)優(yōu)先選用配置輔泵及氣壓水罐的多臺主泵并聯(lián)工作的變頻恒壓供水系統(tǒng)。

3.應(yīng)校核氣壓水罐內(nèi)的最高工作壓力，不得使系統(tǒng)最大供水壓力處配水點的靜水壓力超過0.55MPa。

4.變頻恒壓供水系統(tǒng)中，輔泵的流量、揚程，氣壓水罐的容積與所選水泵的特性曲線、管網(wǎng)設(shè)定壓力值、水泵的運行控制方式等密切相關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體工程需要進行選用。

參考文獻

[1]CJ/T 352-2010微機控制變頻調(diào)速給水設(shè)備[S]

[2]GB 50015-2003 建筑給水排水設(shè)計規(guī)范 （2009年版）[S]

篇7

【關(guān)鍵詞】變頻器；恒壓供水；PLC

1 供水系統(tǒng)分析及變頻器的特點

人們在生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中離不開水，水是生命存活的必備資源，是關(guān)系到人類幸福指數(shù)的核心物質(zhì)。隨著社會的發(fā)展，人口數(shù)量不斷增加，城市人口逐年提高，住宅樓向高層化、集中化進展，人均日用水量也在急劇增加，使得在用水高峰期供水壓力不足，高層的建筑上不去水，而低峰期則壓力過高，又造成能源浪費。而壓力過高也存在著安全隱患，易造成爆管事故，同時影響正常供水和居民用水，給居民生活帶來不便。

社會的發(fā)展也伴隨著科技的創(chuàng)新，居民用水面臨的上述問題能夠得到很好的解決。為此，設(shè)計出變頻器恒壓供水方式。恒壓供水，是供水系統(tǒng)保持供水壓力恒定，使供水和用水之間保持平衡，即用水量多時供水量多，用水量少時供水量也少。這樣就滿足了在不同用水量狀況時總能保持供水管網(wǎng)中的水壓基本恒定，滿足終端用水客戶的需求。

變頻技術(shù)是應(yīng)交流電動機無級調(diào)速的需要而誕生的，變頻器是把電網(wǎng)提供的工頻（50赫茲）交流電變換成輸出頻率連續(xù)可調(diào)的交流電，以實現(xiàn)交流電動機平滑變速運行的設(shè)備。（三相異步電動機轉(zhuǎn)速公式為：n=60f/p（1-s），f即為電源頻率P為電機極對數(shù) s代表轉(zhuǎn)差率）交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)是一項廣泛應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)，它可以實現(xiàn)設(shè)備的軟起動和軟停止，降低對電網(wǎng)的沖擊，同時也降低了設(shè)備的故障率，大幅減少了電能的消耗，同時減少了機械磨損，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定、長周期運行。

2 變頻恒壓供水系統(tǒng)的硬件組成及控制原理

變頻恒壓供水系統(tǒng)是由壓力傳感器、變頻器、可編程序控制器（PLC）、水泵機組及若干輔助部件構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

2.1 硬件的功能

壓力傳感器 壓力傳感器是將測得的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號的器件。是使用最為廣泛的一種傳感器，應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境中。壓力傳感器的精度直接影響系統(tǒng)的控制質(zhì)量。變頻供水系統(tǒng)中的壓力傳感器一般采用電阻式傳感器或壓力變送器，壓力傳感器的輸出信號傳遞到變頻器。

可編程序控制器（Programmable Logic Controller），也稱為可編程邏輯控制器，簡寫為PLC。 是整個恒壓供水系統(tǒng)的核心控制部件。PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置。它使用可編寫程序的存儲器來存儲指令，實現(xiàn)邏輯運算、順序控制、計數(shù)、計時和算術(shù)運算功能。PLC的工作原理也就是通過對外部輸入的狀態(tài)進行檢測、并對輸入的數(shù)據(jù)進行運算和處理后，再輸出控制量。它具有編程簡單易學、工作可靠性高、安裝維護方便等特點。

變頻器 是一種將電網(wǎng)供電頻率50Hz的交流電轉(zhuǎn)換成輸出頻率連續(xù)可調(diào)的交流電的電氣設(shè)備，是輸出頻率可調(diào)的電源。因為異步電動機的轉(zhuǎn)速公式為n=60f/P（1-s），從中可以看出，改變電動機供電電源的頻率f，可以實現(xiàn)電動機的無級調(diào)速。在恒壓供水系統(tǒng)中變頻器接收來自傳感器采集的壓力信號，通過變頻器內(nèi)部自帶的采樣程序及PID閉環(huán)程序與用戶設(shè)定的壓力構(gòu)成閉環(huán)， 對終端設(shè)備電機（水泵）進行控制，以達到水泵恒壓力供水的要求。供水系統(tǒng)中可以一臺變頻器控制多臺電動機（水泵）即水泵組的運行，也可以每臺變頻器只控制一臺電動機（水泵）運行。

水泵組 把電動機和水泵連成一體，通過調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速來控制水泵水量和水壓的變化，是恒壓供水系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。恒壓供水系統(tǒng)中通常設(shè)置多臺水泵（3臺為例），供水量大時開啟3臺，供水量小時開1臺或2臺。每臺水泵的出水管均有手動閥，以供維修和調(diào)節(jié)水量之用。水泵組中的水泵統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作，以滿足供水需要。

2.2 變頻器恒壓供水系統(tǒng)的控制原理

壓力傳感器檢測管網(wǎng)壓力，將壓力信號轉(zhuǎn)換為標準電信號送進變頻器的模擬量輸入端，與設(shè)定的壓力值進行比較，并通過變頻器內(nèi)置的PID運算將結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)節(jié)信號，以調(diào)整水泵電動機的電源頻率，進而實現(xiàn)控制水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)了供水系統(tǒng)的供水量，達到恒壓供水的目的。

自動運行時，由PLC控制電動機的工頻運行和變頻運行繼電器，依據(jù)條件進行增泵升壓和減泵降壓控制。每次運行先啟動1#泵，當用水量增高水壓下降，變頻器輸出頻率增加至工頻時，水壓仍低于設(shè)定值，由PLC控制將1#泵切換至工頻電網(wǎng)恒速運行，同時啟動2#泵并進入變頻運行，系統(tǒng)恢復對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達到設(shè)定值為止；如果用水量繼續(xù)增加，當2#泵加速運行變頻器輸出頻率達到工頻時，水壓仍低于設(shè)定值，由PLC控制切換至工頻電網(wǎng)恒速運行，同時3#水泵啟動變頻運行，系統(tǒng)對水壓閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達到設(shè)定值為止；當用水量下降水壓增高時，變頻器輸出頻率降到啟動頻率而水壓仍高于設(shè)定值，停止該水泵的運行，系統(tǒng)恢復對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使壓力重新達到設(shè)定值；當用水量繼續(xù)下降，每當減速運行變頻器輸出頻率降至啟動頻率時，則將此泵停止運行，直到剩下最后一臺變頻泵運行為止。

系統(tǒng)還設(shè)置了手動運行模式，該模式主要用于系統(tǒng)出錯或是變頻器的故障檢修。

3 變頻器恒壓供水的優(yōu)勢

1）采用變頻器恒壓供水系統(tǒng)，實現(xiàn)了真正意義上的無人值守全自動供水控制；

2）電動機啟動電流從零逐漸增加到額定電流，啟動時間相應(yīng)延長，對電網(wǎng)沒有較大的沖擊；

3）系統(tǒng)實現(xiàn)了軟啟動，消除啟動電流大的沖擊，減輕了機械啟動轉(zhuǎn)矩對電機的機械損傷，延長了電機和泵的使用壽命；

4）可以消除啟動和停機時的水錘效應(yīng)；

5）系統(tǒng)可以按照需求來設(shè)定壓力，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的壓力自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速和水泵運行臺數(shù)，使設(shè)備運行在高效節(jié)能的最佳狀態(tài)，從而達到了節(jié)水節(jié)電節(jié)省人力的節(jié)能目的。

【參考文獻】

[1]張威.PLC與變頻器項目教程[M].機械工業(yè)出版社.

[2]張娟，呂志香.變頻器應(yīng)用與維護項目教程[M].化工工業(yè)出版社.

篇8

關(guān)鍵詞：PLC；變頻器；水處理設(shè)備

中圖分類號：　TN77 文獻標識碼：A

1　改造的總體思路及工作原理

工作原理

設(shè)備正常投入使用時，市政管網(wǎng)的水進入無負壓穩(wěn)流罐，罐內(nèi)的空氣從排氣閥大量排出，當空氣排完時，閥內(nèi)浮球被水浮起，傳動塞頭至關(guān)閉位置，慢慢關(guān)閉排氣口，停止排氣，防止出水，當穩(wěn)流罐內(nèi)水流正常輸送時，如有少量空氣聚集在罐內(nèi)到相當程度，罐內(nèi)水位下降，浮球隨之下降，此時空氣則有排氣孔排出。

當市政管網(wǎng)中壓力低于用戶所需的設(shè)定壓力時，水泵變頻調(diào)速運行，保證用戶管網(wǎng)壓力符合用戶用水的要求。市政管網(wǎng)水壓越高，水泵的轉(zhuǎn)速越低，市政管網(wǎng)水壓越低，水泵的轉(zhuǎn)速越高。當市政管網(wǎng)供水壓力達到用戶要求時，設(shè)備自動停止工作，市政管網(wǎng)的水通過旁通管直接供給用戶使用。

反之，當市政管網(wǎng)停水時，穩(wěn)流罐內(nèi)的水位逐漸下降，當降至最低水位時，穩(wěn)流罐上的液位計發(fā)出停機信號，設(shè)備自動停止運行并顯示缺水保護信號。和PLC連接發(fā)出報警信號。

當電網(wǎng)停電時，設(shè)備停機，市政管網(wǎng)的水直接從設(shè)備旁通管供應(yīng)到用戶。當?shù)搅斯┧枨蟠蟮臅r間段，例如：早7點到晚4點，設(shè)定PLC值使其工作保障管網(wǎng)中壓力，以適應(yīng)供水的需要，到了晚4點后，由于校園的特點，用水量幾乎為零，此時可切換PLC，設(shè)備可自動停止工作，市政管網(wǎng)的水通過旁通管直接供給用戶使用。這樣一來，高峰期保證用水，空閑期又可節(jié)能。是即節(jié)電又先進又可靠的理想方案。

為此，我們設(shè)計的控制系統(tǒng)主要有以下部件組成：選擇適配水泵電機功率37KW，電源電壓3AC380V，型號為F0370T3C的變頻器作為電機調(diào)速裝置；閉環(huán)調(diào)節(jié)器選用PXR-9；系統(tǒng)的程序控制選用AF20MR-A小型可編程控制器；供水壓力信號采用DBM20R-1型壓力變送器。上海東方泵業(yè)出產(chǎn)的負壓檢測抑制系統(tǒng)，EAST的穩(wěn)流罐將它們安裝標準電柜中。

2　系統(tǒng)變頻器主要參數(shù)設(shè)置

結(jié)語

我國是一個能源比較貧乏的國家，通過將PLC和變頻器應(yīng)用在城市管網(wǎng)供水控制上，在設(shè)備控制上應(yīng)用新技術(shù)，大大提升了校園供水能力和城市電能的節(jié)約，這也是節(jié)能減排工作的需要。該改造方案經(jīng)過理論和實踐的論證，取得了顯著的收益，具有較強的推廣性和可參考價值

參考文獻

[1]　北京海揚鴻業(yè)公司.地下水處理技術(shù)2010.

篇9

關(guān)鍵詞: PLC；恒壓供水；變頻技術(shù)

Abstract: the design is based on the water supply system as the control object, using PLC and frequency conversion technology combined with technology, design a set of constant pressure water supply system and the city, to use the computer for remote monitoring and management of the water supply system, to ensure that the system is reliable, safe and energy saving, to obtain the optimal operation condition.

Keywords: PLC; constant pressure water supply; frequency conversion technology

中圖分類號： TV674文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2013）

1、系統(tǒng)介紹

在我們這個水資源嚴重短缺的國家，長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面的技術(shù)一直比較落后，自動化程度較低，而隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，城市中住宅建設(shè)速度驚人，這也對小區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。小區(qū)供水系統(tǒng)是住宅建設(shè)的重要一環(huán)，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性直接影響到居住的品質(zhì)。

供水系統(tǒng)是國民生產(chǎn)生活中不可缺少的重要一環(huán)。傳統(tǒng)供水方式占地面積較大，水質(zhì)易受到污染，傳統(tǒng)的供水方式嚴重浪費水力和電力資源，可靠性差；自動化程度不高等缺點，嚴重影響了居民的用水，而最主要的缺點是水壓不能保持恒定，導致部分設(shè)備不能正常工作。變頻調(diào)速技術(shù)是一種新型的交流電機無極調(diào)速技術(shù)，它有著優(yōu)良的控制性能，被廣泛應(yīng)用于各種速度控制領(lǐng)域，特別是供水行業(yè)中。

本設(shè)計是以小區(qū)供水系統(tǒng)為控制對象，采用PLC和變頻技術(shù)相結(jié)合技術(shù)，設(shè)計一套城市小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)，并引用計算機對供水系統(tǒng)進行遠程監(jiān)控和管理，以此保證整個系統(tǒng)運行可靠，安全節(jié)能，獲得最佳的運行工況。

2、系統(tǒng)組成

PLC控制變頻恒壓供水系統(tǒng)主要有可編程控制器（PLC）、變頻器、壓力變送器和現(xiàn)場水泵機組構(gòu)成完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，本設(shè)計中有3個貯水池，3臺水泵，采用部分流量調(diào)節(jié)方法，即3臺水泵中只有1臺水泵在變頻器控制下作變速運行，其余水泵做恒速運行。PLC根據(jù)管網(wǎng)壓力自動控制各個水泵之間切換，并根據(jù)壓力檢測值和給定值之間的偏差進行PID運算，通過變頻器來控制其輸出頻率，以此調(diào)節(jié)流量，保證供水管網(wǎng)壓力恒定。各水泵切換遵循先起先停、先停先起原則。

系統(tǒng)可分為：執(zhí)行機構(gòu)、信號檢測機構(gòu)、控制機構(gòu)三大部分，具體為：

(l) 執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)是由一組水泵組成，它們用于將水供入用戶管網(wǎng)，其中由一臺變頻泵和兩臺工頻泵構(gòu)成，變頻泵是由變頻調(diào)速器控制、可以進行變頻調(diào)整的水泵，用以根據(jù)用水量的變化改變電機的轉(zhuǎn)速，以維持管網(wǎng)的水壓恒定；工頻泵只運行于啟、停兩種工作狀態(tài)，用以在用水量很大的情況下投入工作。

(2) 信號檢測機構(gòu)：在系統(tǒng)控制過程中，需要檢測的信號包括管網(wǎng)水壓信號、水池水位信號和報警信號。管網(wǎng)水壓信號反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號。此信號是模擬信號，讀入PLC時，需進行A/D轉(zhuǎn)換。另外為加強系統(tǒng)的可靠性，還需對供水的上限壓力和下限壓力用電接點壓力表進行檢測，檢測結(jié)果可以送給PLC，作為數(shù)字量輸入；水池水位信號反映水泵的進水水源是否充足。信號有效時，控制系統(tǒng)要對系統(tǒng)實施保護控制，以防止水泵空抽而損壞電機和水泵。此信號來自安裝于水池中的液位傳感器；報警信號反映系統(tǒng)是否正常運行，水泵電機是否過載、變頻器是否有異常，該信號為開關(guān)量信號。

(3) 控制機構(gòu)：供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系統(tǒng))、變頻器和電控設(shè)備三個部分。供水控制器是整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。供水控制器直接對系統(tǒng)中的壓力、液位、報警信號進行采集，對來自人機接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進行分析、實施控制算法，得出對執(zhí)行機構(gòu)的控制方案，通過變頻調(diào)速器和接觸器對執(zhí)行機構(gòu)(即水泵機組)進行控制；變頻器是對水泵進行轉(zhuǎn)速控制的單元，其跟蹤供水控制器送來的控制信號改變調(diào)速泵的運行頻率，完成對調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。

3、設(shè)備選型

本系統(tǒng)主要設(shè)備如表1所示：

表1 本系統(tǒng)主要硬件設(shè)備清單

PLC是整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心，它要完成對系統(tǒng)中所有輸入號的采集、所有輸出單元的控制、恒壓的實現(xiàn)以及對外的數(shù)據(jù)交換。因此我們在選擇PLC時，要考慮PLC的指令執(zhí)行速度、指令豐富程度、內(nèi)存空間、通訊接口及協(xié)議、帶擴展模塊的能力和編程軟件的方便與否等多方面因素。由于恒壓供水自動控制系統(tǒng)控制設(shè)備相對較少，因此PLC選用德國SIEMENS公司的S7-200型。S7-200型PLC的結(jié)構(gòu)緊湊，價格低廉，具有較高的性價比，廣泛適用于一些小型控制系統(tǒng)。SIEMENS公司的PLC具有可靠性高，可擴展性好，又有較豐富的通信指令，且通信協(xié)議簡單等優(yōu)點。

根據(jù)控制系統(tǒng)實際所需端子數(shù)目，考慮PLC端子數(shù)目要有一定的預留量，因此選用的S7-200型PLC的主模塊為CPU226，其開關(guān)量輸出為16點，輸出形式為AC220V繼電器輸出；開關(guān)量輸入CPU226為24點，輸入形式為+24V直流輸入。由于實際中需要模擬量輸入點1個，模擬量輸出點1個，所以需要擴展，擴展模塊選擇的是EM235，該模塊有4個模擬輸入(AIW)，1個模擬輸出(AQW)信號通道。EM235模塊可以針對不同的標準輸入信號，通過DIP開關(guān)進行設(shè)置。

由于本設(shè)計中PLC選擇的西門子S7-200型號，為了方便PLC和變頻器之間的通信，我們選擇西門子的MicroMaster440變頻器。它是用于三相交流電動機調(diào)速的系列產(chǎn)品，由微處理器控制，具有很高的運行可靠性和很強的功能。它采用模塊化結(jié)構(gòu)，組態(tài)靈活，有多種完善的變頻器和電動機保護功能，有內(nèi)置的RS-485/232C接口和用于簡單過程控制的PI閉環(huán)控制器，可以根據(jù)用戶的特殊需要對I/O端子進行功能自定義。MicroMaster440變頻器的輸出功率為0.75~90KW，適用于要求高、功率大的場合，恰好其輸出信號能作為75KW的水泵電機的輸入信號。另外選擇西門子的變頻器可以通過RS-485通信協(xié)議和接口直接與西門子PLC相連，更便于設(shè)備之間的通信。

4、系統(tǒng)程序設(shè)計

PLC主程序主要由系統(tǒng)初始化程序、水泵電機起動程序、水泵電機變頻/工頻切換程序、水泵電機換機程序、模擬量比較計算程序和報警程序等構(gòu)成。主程序大體包括以下幾部分：

(1) 調(diào)用初始化子程序，設(shè)定各初始值；

(2) 根據(jù)增、減泵條件確定工頻泵運行數(shù)；

(3) 根據(jù)增泵、倒泵情況確定變頻泵號；

(4) 通過工頻泵數(shù)和變頻泵號對各泵運行情況進行控制；

(5) 進行報警和故障處理。

5、總結(jié)

本設(shè)計的主要的工作如下：

(1) 由PLC、變頻器實現(xiàn)生活用水的恒壓控制。系統(tǒng)采用PLC實現(xiàn)對多泵切換的控制。通過變頻器實現(xiàn)對三相水泵電機的軟啟動，由電動機的變頻調(diào)速實現(xiàn)對水壓的調(diào)節(jié)。

篇10

關(guān)鍵詞：高鐵站房；建筑給排水；市政管網(wǎng)水壓；給水方式；節(jié)能技術(shù)

1充分利用市政管網(wǎng)水壓

在給水系統(tǒng)中的耗能主要是加壓過程中水泵消耗的電能，因此高鐵站房內(nèi)建筑給排水的節(jié)能首先要考慮的就是充分利用市政管網(wǎng)水壓，盡量減少水泵的使用。下面就結(jié)合實例探討如何充分利用市政管網(wǎng)水壓。

對于標高低于城市水壓線的站房，市政管網(wǎng)的壓力可以滿足生活給水的需求，因此在這些站房中，普通的生活給水采用直接給水方式，是不需要額外消耗能量的，只需設(shè)置在火災(zāi)時市政水壓滿足不了消防需要時的加壓泵即可，供水方式較單一。

對于高鐵站房，市政管網(wǎng)水壓不能滿足整個區(qū)域的用水需求，需要設(shè)置加壓設(shè)施，因此需要考慮采用何種方式，盡力做到節(jié)能。高鐵站房的供水和一般城市供水相比較為特殊，主要是由于高鐵站房的用水比較集中，且用水量較大，用水的時間性強，一般在動車車次密集的時間段用水量最大，而其它時間則用水量一般。如果高鐵站房的給水系統(tǒng)設(shè)計不合理，必將造成電能和水資源的浪費。因此高鐵站房的供水應(yīng)考慮充分利用市政管網(wǎng)供水，結(jié)合水泵供水。以某站房供水方式為例：該站房的供水方式為把市政管網(wǎng)的水源直接接入站房管網(wǎng)內(nèi)，并設(shè)立直管，將水取到蓄水池。由于市政供水采用多廠聯(lián)合供水的方式，并設(shè)有多級調(diào)節(jié)水池和加壓泵站，對水壓和水量的調(diào)節(jié)能力較強，且市政供水對供電事故的應(yīng)急能力較強，機電設(shè)備的備用率較高，供水可靠性較高，因此，站房供水應(yīng)充分利用市政管網(wǎng)所提供的水壓，滿足站房內(nèi)供水中的大部分需要。針對用水量較大、用水集中、時間性強的特點，在用水高峰期會出現(xiàn)供水不足的情況，應(yīng)在市政管網(wǎng)正常供水的情況下，采用變頻水泵供水作為輔助措施，發(fā)揮站房內(nèi)蓄水池的蓄水作用。這種供水方式既節(jié)約了大量電能，降低機電設(shè)備的損耗，獲得良好經(jīng)濟效益，又提高了供水的可靠性，滿足高鐵站房的特殊供水需要。主要供水原理圖如下：

某站主要供水原理圖

安裝時設(shè)置兩條供水線路，一是經(jīng)恒壓變頻供水設(shè)備加壓供水；二是直接把城市供水管網(wǎng)和車站列車供水管網(wǎng)連接起來，并在管路上安裝止回閥，只允許水流從城市管網(wǎng)流向列車上水管網(wǎng)，可利用城市管網(wǎng)自身的水壓向列車上水管網(wǎng)供水。變頻恒壓供水設(shè)備供水管路接到止回閥后（列車供水端），供水設(shè)備供水壓力設(shè)定值高于市政供水壓力，變頻供水水泵后（水箱端）設(shè)置止回閥、這樣就能防止市政給水通過水泵倒灌回水箱。平時正常使用時，列車供水完全由市政水直接供給，當出現(xiàn)用水高峰時段時，市政供水量不能滿足列車上水需求時，自控裝置從2號信號采集點采集信號，啟動變頻供水設(shè)備，從儲備水箱中抽水為列車供水，當用水高峰期過后，水泵轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時，自控裝置逐步控停水泵，列車供水切換為由市政水直供。在完成以上管路及變頻給水設(shè)備安裝后，經(jīng)過一年多的運行實踐效果明顯，在保證供水要求的同時，供水可靠性得到了很大提高，同時節(jié)省了大量電能。經(jīng)測算水泵電耗降低了56%，供水量減少了23%，獲得了良好的經(jīng)濟效益。

2合理的給水方式

通常的給水方式主要有以下幾種：

2.1直接給水方式。

直接給水方式由室外給水管網(wǎng)直接供水，為最簡單、經(jīng)濟的給水方式。適用于室外給水管網(wǎng)的水量、水壓在一天內(nèi)均能滿足用水要求的高鐵站房。

2.2設(shè)水箱的給水方式。

設(shè)水箱的給水方式適用室外給水管網(wǎng)供水壓力周期性不足的高鐵站房。低峰用水時，可利用室外給水管網(wǎng)水壓直接供水并向水箱進水，水箱貯備水量。高峰用水時，室外管網(wǎng)水壓不足，則由水箱向高鐵站房內(nèi)給水系統(tǒng)供水。當室外給水管網(wǎng)水壓偏高或不穩(wěn)定時，為保證高鐵站房內(nèi)給水系統(tǒng)的良好工況或滿足穩(wěn)壓供水的要求，也可采用設(shè)水箱的給水方式。

以上兩種供水方式都無需其他能耗，所以在設(shè)計中應(yīng)充分利用。

2.3設(shè)水泵的給水方式。

設(shè)水泵的給水方式適用室外給水管網(wǎng)的水壓經(jīng)常不足的高鐵站房。當高鐵站房內(nèi)用水量大且較均勻時，可用恒速水泵供水；當高鐵站房內(nèi)用水不均勻時，宜采用―臺或多臺水泵變速運行供水，以提高水泵的工作效率。為充分利用室外管網(wǎng)壓力，節(jié)省電能，當水泵與室外管網(wǎng)直接連接時，應(yīng)設(shè)旁通管，當室外管網(wǎng)壓力足夠大時，可自動開啟旁通管的逆止閥直接向建筑內(nèi)供水。

在設(shè)水泵的供水方式中目前較為常用的是使用變頻泵。變頻泵是根據(jù)用水量的變化來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，使水泵變量變壓或恒壓供水，有效達到節(jié)能的目的。這種方式通過大量應(yīng)用證明了其較好的節(jié)能效果。例如某站，建筑面積約2萬m2，站房內(nèi)配套設(shè)施齊全，有超市、咖啡吧、公共衛(wèi)生間、生產(chǎn)辦公用房。經(jīng)過對設(shè)高位水箱、水塔、氣壓罐等幾種供水方式分析比較，決定在該站房給水系統(tǒng)設(shè)計中采用變頻泵。投入運行近二年，反映很好，達到了預期的節(jié)能目的。

2.4設(shè)水泵和水箱的給水方式。

設(shè)水泵和水箱的給水方式宜在室外給水管網(wǎng)壓力低于或經(jīng)常不能滿足高鐵站房內(nèi)給水管網(wǎng)所需的水壓，且室內(nèi)用水不均勻時采用。該方式的優(yōu)點是水泵能及時向水箱供水，可縮小水箱的容積，又因有水箱的調(diào)節(jié)作用，水泵出水量穩(wěn)定，能保持在高效區(qū)運行，水箱可貯備一定水量，供水比較安全可靠，設(shè)備費及運營費較低。比如對于高鐵站房，用水以生活用水為主，根據(jù)用水量的大小與列車到達時間相關(guān)的特點，一天內(nèi)用水主要集中在列車到達的兩三個小時內(nèi)。通過對單純使用變頻水泵的給水方式、單純使用水泵的給水方式與設(shè)置水泵和水箱的聯(lián)合給水方式進行節(jié)能分析，可得：水泵和水箱的聯(lián)合給水方式的能耗是單純使用水泵給水方式的1/4，是單純使用變頻水泵的給水方式的能耗的1/2。因此，針對高鐵站房的用水特性，最適合的給水方式是水泵和水箱的聯(lián)合給水方式，變頻泵不是最節(jié)能的給水方式，但在一定條件下仍是一種可行的節(jié)能方式。

2.5氣壓給水方式。

氣壓給水方式是在給水系統(tǒng)中設(shè)置氣壓罐，利用氣壓罐內(nèi)氣體的可壓縮性，升壓供水。氣壓罐的作用相當于高位水箱，但其位置可根據(jù)需要設(shè)置在高處或低處。該給水方式宜在室外給水管網(wǎng)壓力低于或經(jīng)常不能滿足高鐵站房內(nèi)給水管網(wǎng)所需水壓，室內(nèi)用水不均勻，且不宜設(shè)置高位水箱時采用。但氣壓罐壓力不穩(wěn)，調(diào)節(jié)容積較小，水泵啟動次數(shù)頻繁，工作效率較低，供水可靠性較差，建議僅作為使用水泵供水時的輔助供水方式。

2.6分區(qū)給水方式。

在高鐵站房建設(shè)中，當室外給水管網(wǎng)的壓力只能滿足建筑低層供水要求時，可采用分區(qū)給水方式，室外給水管網(wǎng)水壓線以部分為低區(qū)，由外網(wǎng)直接供水，水壓線以上部分為高區(qū)，由升壓蓄水設(shè)備供水，同時考慮合理的分區(qū)，分區(qū)常有串聯(lián)式、減壓式、并列式這幾種。

串聯(lián)式各區(qū)分設(shè)水箱和水泵，低區(qū)的水箱兼作上區(qū)的水池。其優(yōu)點是：無需設(shè)置高壓水泵和高壓管線；水泵可保持在高效區(qū)工作，能耗較少；管道布置簡潔，較省管材。缺點是：供水不夠安全，下區(qū)設(shè)備故障將直接影響上層供水；各區(qū)水箱、水泵分散設(shè)置，維修、管理不便，且要占用一定的建筑面積；水箱容積較大，將增加結(jié)構(gòu)的負荷和造價。

減壓式，用水由設(shè)在底層的水泵一次提升至屋頂水箱，再通過各區(qū)減壓裝置如減壓水箱、減壓閥等依次向下供水。其優(yōu)點是：水泵數(shù)量少，占地少，且集中設(shè)置便于維修、管理；管線布置簡單，投資省。缺點是：各區(qū)用水均需提升至屋頂水箱，不但水箱容積大，也增加了電耗；供水不夠安全，水泵或屋頂水箱進水管、出水管的局部故障都將影響各區(qū)供水。

并列式，各區(qū)升壓設(shè)備集中設(shè)在底層或地下設(shè)備層，分別向各區(qū)供水。由水泵、水箱；變頻調(diào)速水泵、氣壓給水設(shè)備升壓供水，進行并列供水。其優(yōu)點是：各區(qū)供水自成系統(tǒng)，互不影響，供水較安全可靠；各區(qū)升壓設(shè)備集中設(shè)置，便于維修、管理。水泵、水箱并列供水系統(tǒng)中，各區(qū)水箱容積小，占地少。氣壓給水設(shè)備、變頻調(diào)速泵并列供水系統(tǒng)中，無需水箱，節(jié)省了占地面積。并列式分區(qū)的缺點是：上區(qū)供水泵揚程較大，總壓水線長；由氣壓給水設(shè)備升壓供水時，調(diào)節(jié)容積小，耗電量較大，分區(qū)多時，高區(qū)氣壓罐承受壓力大，使用鋼材較多，費用高；由變頻調(diào)速泵升壓供水時，設(shè)備費用較高，維修較復雜。

通過水力計算可知，從節(jié)能角度考慮，應(yīng)盡量采用分區(qū)并聯(lián)給水方式或分區(qū)串聯(lián)給水方式為好，但從供水可靠性的角度來講，應(yīng)該采用分區(qū)并聯(lián)的給水方式。目前，較為廣泛應(yīng)用的是變頻調(diào)速泵并列供水方式，這種供水方式在高鐵站房的應(yīng)用中達到了很好的節(jié)能效果。

以上幾種供水方式各有優(yōu)缺點，在實際應(yīng)用中，應(yīng)考慮高鐵站房的實際情況選用，充分發(fā)揮各自優(yōu)點，達到節(jié)能目的。

3結(jié)束語