時(shí)間：2023-06-05 09:55:20
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇變頻供水設(shè)備，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：變頻供水設(shè)備 循環(huán)軟啟動 深水井 生活消防合用
隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和人們對生活飲用水品質(zhì)要求的不斷提高，變頻供水設(shè)備已廣泛應(yīng)用于多層住宅小區(qū)生活及高層建筑生活消防供水系統(tǒng)。變頻調(diào)速供水設(shè)備一般具有設(shè)備投資少，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，占地面積小，節(jié)電節(jié)水，自動化程度高，操作控制方便等特點(diǎn)。但在實(shí)際應(yīng)用中若選型及控制不當(dāng)，不但達(dá)不到節(jié)能目的，反而"費(fèi)電"。以下結(jié)合我們多年來的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對幾種變頻供水設(shè)備的應(yīng)用及其控制方法進(jìn)行介紹，供同行及用戶在設(shè)計(jì)、改造、選型時(shí)參考。
1.普通循環(huán)軟啟動變頻供水設(shè)備
該類型設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中較多，系統(tǒng)由水泵機(jī)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(或變頻控制器)，低壓電器等構(gòu)成。系統(tǒng)一般選擇同型號水泵2～4臺，以3臺泵為例，系統(tǒng)的工作情況如下：
平時(shí)1臺泵變頻供水，當(dāng)1臺泵供水不足時(shí)，先開的泵轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，變頻柜再軟啟動第2臺泵，若流量還不夠，第2臺泵轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)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(shí)換泵功能，若某臺泵連續(xù)運(yùn)行超過設(shè)定切換時(shí)間(一般設(shè)為1~2天)，變頻柜可自動停止該泵切換到下一臺泵繼續(xù)變頻運(yùn)行。換泵時(shí)間由程序設(shè)定，可按要求隨時(shí)調(diào)整。這樣可均衡各泵的運(yùn)行時(shí)間，延長整體泵組的壽命。
為達(dá)到更好的節(jié)能目的，多功能變頻控制器設(shè)有雙恒壓接口，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)雙恒壓供水功能。
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7.5kW。另外也適用于小流量用水時(shí)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(dāng)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(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的用水量很小，此時(shí)水泵在低流量下運(yùn)行，會造成水泵效率大大降低，不能達(dá)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15kW左右，系統(tǒng)的零流量頻率f0一般為25～35Hz，故在夜間小流量時(shí)，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(shí)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+氣壓罐［2］。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(shí)小流量時(shí)變頻供水，一般選擇小泵流量為3～6m3/h，居民區(qū)戶數(shù)越多，流量可適當(dāng)選擇大些。小泵功率一般為1.5～3kW，小泵的揚(yáng)程按主泵揚(yáng)程或略低于主泵揚(yáng)程即可。
變頻柜采用PLC控制，程序采用模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)控制流程見圖1。平時(shí)系統(tǒng)運(yùn)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(shí)，主泵頻率逐漸降低，當(dāng)頻率低于小流量頻率時(shí)，PID調(diào)節(jié)器發(fā)出低頻切換信號，延時(shí)后，系統(tǒng)自動進(jìn)入小泵變頻供水模式。當(dāng)用水量增大，小泵流量不能滿足系統(tǒng)需要時(shí)，PID調(diào)節(jié)器發(fā)出滿頻信號，延時(shí)后，系統(tǒng)自動返回主泵循環(huán)軟啟動變頻供水模式。為達(dá)到更好的節(jié)能效果，系統(tǒng)也可實(shí)現(xiàn)雙恒壓供水功能。
以鄭州某單位住宅小區(qū)變頻供水系統(tǒng)為例，生活主泵配QDG30?20×3立式多級泵2臺，單臺Q=30m3/h，H=60m，N=11kW，小泵配QDL4.8-8×6立式多級泵1臺，Q=4.8m3/h，H=48m，N=1.5kW。在用水非高峰時(shí)，主泵運(yùn)行小流量頻率平均為30Hz，電流為6.5A，采用小泵時(shí)小流量頻率平均為35Hz，電流為2.5A，按每天小流量運(yùn)行時(shí)間15h計(jì)算，每年可節(jié)電3800kW·h。
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(jī)組和小流量泵，因小泵流量QL和主泵流量QM差別較大，當(dāng)流量調(diào)節(jié)范圍在QL～1/3Qm時(shí)，水泵的運(yùn)行效率仍很低，導(dǎo)致水泵運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，浪費(fèi)電能。并且流量在大于或接近QL時(shí)還會出現(xiàn)頻繁的換泵操作。為實(shí)現(xiàn)在全流量范圍內(nèi)水泵始終能高效率運(yùn)行，這就有必要再增加一種中流量水泵，流量可選為1/3Qm～1/2QM。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(yùn)行時(shí)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PID調(diào)節(jié)儀構(gòu)成，以三種泵配置為例，系統(tǒng)的控制流程見圖2。系統(tǒng)也可實(shí)現(xiàn)雙恒壓供水功能，中泵和小泵變頻時(shí)低恒壓供水，主泵變頻時(shí)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?yàn)椴恍柙俳ㄋO(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(fèi)電"問題。一般潛水泵功率較大，小流量頻率fL一般在28Hz以上。如30kW的潛水泵，小流量頻率按30Hz計(jì)算，每天夜間近6h內(nèi)約有50kW·h電能"浪費(fèi)"，一年就是18000kW·h!這還未計(jì)入白天小流量時(shí)的用電。
為解決小流量耗電問題，可增配1臺直徑600～1200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。變頻柜控制核心仍為PLC和多功能PID調(diào)節(jié)儀，當(dāng)系統(tǒng)用水量變小，運(yùn)行頻率降至小流量頻率fL時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入小流量變頻穩(wěn)壓狀態(tài)，同時(shí)PLC自動計(jì)算潛水泵啟動次數(shù)，若小時(shí)啟動次數(shù)D≥12次，系統(tǒng)則回到潛水泵變頻恒壓供水狀態(tài)。系統(tǒng)的程序見圖3。
5.生活消防合用變頻供水設(shè)備
對多層建筑，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GBJ16-87第8.1.2條規(guī)定"消防給水宜與生產(chǎn)、生活給水管道合用"。但對高層建筑，《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50045-95第7.4.1條規(guī)定"室內(nèi)消防給水系統(tǒng)應(yīng)與生活、生產(chǎn)給水系統(tǒng)分開獨(dú)立設(shè)置"。而12層以內(nèi)小高層建筑(特別是住宅樓群)，生活消防壓力差別不大，若管材選用適當(dāng)或消防管路采取防倒流措施，在采用變頻設(shè)備及電源可靠條件下，建議高規(guī)適當(dāng)放寬要求應(yīng)允許生活消防合用供水設(shè)備。同時(shí)有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)生活消防泵組定時(shí)輪換運(yùn)行，不會因消防泵長期不用或管理不善而使水泵銹死，機(jī)組時(shí)刻處在工作狀態(tài)。
(2)生活泵組和消防泵組合用，基本節(jié)省一套消防泵組，且便于設(shè)備管理和維護(hù)。
(3)設(shè)備自動化程度高，供水穩(wěn)定可靠，且水質(zhì)無二次污染。
(4)水泵軟啟動軟停車，無沖擊和超壓危害。
系統(tǒng)可按循環(huán)軟啟動變頻設(shè)備或帶小流量泵的循環(huán)軟啟動變頻供水設(shè)備選型，主泵流量按生活、消防兩者最大的來選擇，并留有1臺備用泵，揚(yáng)程一般按消防設(shè)計(jì)壓力選擇。另外還應(yīng)注意的有以下幾點(diǎn)：
(1)應(yīng)設(shè)消防接口，如有消防報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)設(shè)24VDC無源啟停接口。
(2)應(yīng)有消防時(shí)確保消防用水的技術(shù)措施，如在生活總管上安裝電磁閥，消防時(shí)關(guān)閉生活用水。
(3)應(yīng)設(shè)水位接口，消防低水位報(bào)警，并關(guān)閉生活用水。
(4)應(yīng)有雙恒壓功能，即平時(shí)低恒壓生活供水，消防時(shí)自動轉(zhuǎn)入高恒壓消防供水。
(5)消防時(shí)應(yīng)限制退泵操作，以防止壓力不穩(wěn)。
6.消防變頻恒壓穩(wěn)壓供水設(shè)備
多層建筑消火栓或自動噴水滅火系統(tǒng)采用消防主泵變頻供水設(shè)備時(shí)，可不再設(shè)穩(wěn)壓小泵，由主泵變頻運(yùn)行來保壓。若消防管網(wǎng)室外部分較大，可增加調(diào)節(jié)容量100L左右的穩(wěn)壓罐即可。設(shè)備的主要功能如下。
6.1 主泵變頻穩(wěn)壓功能
平時(shí)無消防時(shí)，設(shè)備處于變頻穩(wěn)壓工作狀態(tài)，由電接點(diǎn)壓力表采集管網(wǎng)水壓信號，當(dāng)管網(wǎng)水壓低于穩(wěn)壓下限時(shí)，消防泵變頻運(yùn)行，向消防管網(wǎng)補(bǔ)水，當(dāng)管網(wǎng)水壓達(dá)到穩(wěn)壓上限時(shí)，消防泵軟停止。
6.2 自動換泵功能
消防主泵具有周期輪換穩(wěn)壓運(yùn)行功能，換泵周期由變頻柜程序設(shè)定，一般設(shè)定為24~48h。若設(shè)備檢測到穩(wěn)壓主泵故障時(shí)，立即切換到另一臺主泵穩(wěn)壓運(yùn)行，并報(bào)警顯示。
6.3 自動巡檢功能
設(shè)備具有定期強(qiáng)制自動巡檢功能或隨時(shí)手動巡檢功能，以防水泵長期不運(yùn)轉(zhuǎn)而"銹死"。巡檢周期和單泵巡檢運(yùn)行時(shí)間可調(diào)。若水泵故障，設(shè)備可自動報(bào)警并記憶。
6.4 自動消防恒壓供水
設(shè)備接到消防信號，立即進(jìn)入消防主泵恒壓供水狀態(tài)。變頻柜具有循環(huán)軟啟動功能，若一臺泵故障或流量不夠，可自動變頻啟動另一臺泵。消防信號解除，立即恢復(fù)至平時(shí)消防高穩(wěn)壓供水狀態(tài)。
6.5 智能消防功能
因火災(zāi)或管網(wǎng)漏水嚴(yán)重，在無消防信號情況下，設(shè)備自動進(jìn)入消防高恒壓供水狀態(tài)并報(bào)警，防止真正火災(zāi)發(fā)生時(shí)水泵頻繁啟停，水壓時(shí)高時(shí)低不穩(wěn)，影響滅火用水。
該類消防設(shè)備安裝相對集中，配置簡易，系統(tǒng)自動化程度高，減少了平時(shí)管理要分散保養(yǎng)、維護(hù)、檢查的工作量。鄭州某市場采用了2套消防變頻恒壓穩(wěn)壓供水設(shè)備，均未設(shè)穩(wěn)壓小泵和高位水箱，從一年多的運(yùn)行情況看，使用效果非常理想。
7.結(jié)語
【關(guān)鍵詞】 疊壓供水 無負(fù)壓供水 分類 工作原理 選用
疊壓供水設(shè)備是最近幾年逐步得到推廣和應(yīng)用的新型供水設(shè)備。在高層建筑供水和自來水公司二次加壓供水中得到了廣泛應(yīng)用。通過其特點(diǎn)及應(yīng)用范圍與傳統(tǒng)的低位水池（水箱）供水方式進(jìn)行比較，疊壓供水設(shè)備具有具有全封閉、無污染、不對周圍用戶產(chǎn)生影響、節(jié)能、占地少、安裝快捷、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，值得大力推廣。
疊壓供水設(shè)備按貯存水形式分為四種類別，分別為罐式疊壓供水設(shè)備、管中泵式疊壓供水設(shè)備、箱式疊壓供水設(shè)備、高位調(diào)蓄式疊壓供水設(shè)備。本文重點(diǎn)介紹這種設(shè)備的工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成及其特點(diǎn)，為供城鎮(zhèn)供水設(shè)計(jì)單位和供水企業(yè)選用提供參考。
一.罐式疊壓供水設(shè)備
1、工作原理
當(dāng)供水管網(wǎng)壓力及供水量滿足疊壓供水設(shè)計(jì)要求且供水管網(wǎng)進(jìn)水壓力大于用戶最不利用水點(diǎn)所需壓力時(shí)，疊壓供水設(shè)備不運(yùn)行，由供水管網(wǎng)通過機(jī)組直接向用戶供水。當(dāng)出水點(diǎn)壓力傳感器檢測到用水管網(wǎng)供水壓力低于用戶最不利用水點(diǎn)所需壓力時(shí)，變頻控制柜控制一臺變頻泵啟動，并隨用戶最不利用水點(diǎn)所需壓力的變化調(diào)整變頻泵的頻率，以維持變頻泵出口壓力滿足設(shè)計(jì)供水壓力值。當(dāng)變頻泵的頻率達(dá)到最高頻率且延時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn) 2 秒（可調(diào)）后，變頻泵出口壓力仍小于設(shè)計(jì)供水壓力值時(shí)，變頻泵自動切換至工頻運(yùn)行方式，另一臺變頻泵開始變頻運(yùn)行。當(dāng)變頻泵以最低頻率運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，變頻泵出口壓力值仍能達(dá)到設(shè)計(jì)供水壓力上限值時(shí)，變頻泵自動停止運(yùn)行。整套變頻泵組自動輪換變頻運(yùn)行且互為備用，當(dāng)任一臺變頻泵發(fā)生故障時(shí)備用泵自動投入運(yùn)行。
穩(wěn)流罐可在進(jìn)水量不足對用戶管網(wǎng)補(bǔ)水，同時(shí)在小流量工況下向用戶供水，部分公司產(chǎn)品的穩(wěn)流罐還具有穩(wěn)定水泵進(jìn)口壓力的作用。
2、系統(tǒng)組成及特點(diǎn)
主要由穩(wěn)流罐、變頻調(diào)速泵組、變頻控制柜、管道閥門及儀表組成，是疊壓供水設(shè)備的基本形式。
特點(diǎn)是設(shè)備全密封運(yùn)行，不與空氣接觸，杜絕二次污染，保證用水的良好水質(zhì)，占地面積較小。
3、選用場合
適用于供水流量充足，但壓力不能滿足用戶水壓要求的場所；對生活用水衛(wèi)生要求較高的場所。
二.管中泵式疊壓供水設(shè)備
1、工作原理
（1）本變頻水泵組采用壓力檢知控制方式，依用戶用水量需要起動，一臺或者多臺泵組供水并保持管線恒定壓力。
（2）本供水系統(tǒng)共有頻供水泵組3臺，須能順序交替運(yùn)轉(zhuǎn)，以出水管之出水壓力控制泵組之起動/停止及運(yùn)轉(zhuǎn)，以避免水錘效應(yīng)。
（3）系統(tǒng)一臺以變頻變速方式驅(qū)動運(yùn)轉(zhuǎn)，另兩臺為直接全載元轉(zhuǎn)，工作情形說明如下：
A、本系統(tǒng)激活時(shí)先以變頻器驅(qū)動一臺泵組至全載運(yùn)轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)速受PLC內(nèi)含之PID控制，維持設(shè)定之壓力。
B、當(dāng)用水量增加，無法滿足系統(tǒng)所設(shè)定之壓力時(shí)，直接全在啟動下一臺泵組運(yùn)轉(zhuǎn)至滿足系統(tǒng)所設(shè)定之壓力。（系統(tǒng)會根據(jù)用水量的大小以單臺或多臺并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，以達(dá)恒壓的要求）
C、當(dāng)用水量減少，系統(tǒng)壓力超出系統(tǒng)所設(shè)定之壓力時(shí)，泵組以后開先關(guān)之原則依序停止直接全載運(yùn)轉(zhuǎn)之泵組至滿足系統(tǒng)所設(shè)定之壓力。
D、僅剩一臺變頻運(yùn)轉(zhuǎn)至泵組時(shí)，當(dāng)用水量再減少，系統(tǒng)判定無用水時(shí)，會停轉(zhuǎn)變頻運(yùn)轉(zhuǎn)只泵組。
（4）特色交替運(yùn)轉(zhuǎn)功能：
A、遇系統(tǒng)最后一臺泵組停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，系統(tǒng)再次激活時(shí)，會交替至下一臺泵組激活運(yùn)轉(zhuǎn)。
B、若系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)24小時(shí)，系統(tǒng)會待僅剩一臺變頻驅(qū)動運(yùn)轉(zhuǎn)之運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，方停止其運(yùn)轉(zhuǎn)并交替下一泵組作變頻驅(qū)動運(yùn)轉(zhuǎn)。
C、若運(yùn)轉(zhuǎn)中遇馬達(dá)或變頻器故障跳脫，系統(tǒng)會交替至下一臺泵組激活運(yùn)轉(zhuǎn)。
D、系統(tǒng)有自動偵測各泵組在運(yùn)轉(zhuǎn)中是否失效之功能，若該臺泵組失效，系統(tǒng)會交替至下一臺泵組激活運(yùn)轉(zhuǎn)。
E、無水?dāng)嚯姳Ｗo(hù)：不須加裝浮球及液位控制，系統(tǒng)會自動偵測管路，若有缺水造成系統(tǒng)供水功能失效，系統(tǒng)停轉(zhuǎn)并停止輸出。
2、系統(tǒng)組成及特點(diǎn)
管中泵疊壓供水設(shè)備主要由無負(fù)壓穩(wěn)流罐、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、真空抑制器、管中泵組、壓力傳感器、真空壓力表、變頻控制柜、管件和閥門組成。
特點(diǎn)是全封閉、無污染、無噪音、占地量小、安裝便捷、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等。
3、選用場合
適用于供水流量充足但壓力不能滿足用戶水壓要求的場所；站房面積小的場所；對防噪聲有較高要求的場所；對生活用水衛(wèi)生要求較高的場所。
三.箱式疊壓供水設(shè)備
1、 工作原理
該設(shè)備設(shè)置一套增壓泵組，市政管網(wǎng)的水與水箱的水同時(shí)匯合至穩(wěn)流罐中，當(dāng)市政管網(wǎng)壓力充足時(shí)，從市政管網(wǎng)取水向用戶供水；當(dāng)市政管網(wǎng)供水量不足，壓力趨向市政最低服務(wù)壓力時(shí)，流量控制器開始工作，確保管網(wǎng)壓力始終維持在最低服務(wù)壓力以上。同時(shí)為最大化的滿足用戶的用水，此時(shí)，位于水箱出水口的智能增壓裝置開始工作，將水箱零壓力的水增壓到與市政管網(wǎng)相同的壓力，并將水提升至穩(wěn)流罐中。水泵從穩(wěn)流罐中取水向用戶管道供水。
2、系統(tǒng)組成及特點(diǎn)
主要由穩(wěn)流罐、低位水箱、變頻調(diào)速泵組、增壓裝置、變頻控制柜、管道閥門儀表組成。
特點(diǎn)是節(jié)能、環(huán)保、配置獨(dú)特，供水安全性高，適用范圍廣等。
3、選用場合
適用于供水保證率要求高的用戶；適用于短時(shí)停水、壓力過低的場所。
四、高位調(diào)蓄式疊壓供水設(shè)備
1、 工作原理
用戶的管網(wǎng)壓力依靠高位水箱的靜壓維持，用戶用水來自于高位水箱在用水高峰時(shí)段用戶的用水量變化較大，因?yàn)閷儆陟o壓給水所以用水在恒定的壓力下快速得到供給，相對變頻供水需要通過調(diào)整泵的轉(zhuǎn)速來維持管網(wǎng)壓力這種下行上給的供水方式，該設(shè)備對管網(wǎng)的壓力波動影響小。隨著用戶不斷用水，高位水箱的液位會下降，當(dāng)液位達(dá)到補(bǔ)給液位時(shí)，水泵將進(jìn)入工作狀態(tài)向高位水箱供水，一直到高位水箱儲水量達(dá)到停泵液位。低位設(shè)備沿承疊壓供水的優(yōu)點(diǎn)，由市政供水管網(wǎng)直接供給，采用流量控制器防止設(shè)備對市政管網(wǎng)壓力造成負(fù)面影響，維持市政壓力在最低服務(wù)值以上。
2、系統(tǒng)組成及特點(diǎn)
主要由穩(wěn)流罐、流量控制器、高位水箱、工頻或變頻調(diào)速泵組、控制柜、管道閥門及儀表組成。
特點(diǎn)是控制系統(tǒng)先進(jìn)；全過程節(jié)能；壓力恒定；安全性高、占地面積小；針對性強(qiáng)等。
3、選用場合
適用于有瞬時(shí)大流量用水工況的用戶；用水壓力要求穩(wěn)定的場所；當(dāng)供水管道、設(shè)備電源、設(shè)備機(jī)械等故障可利用高位水箱保持正常供水并且壓力穩(wěn)定的場所。
隨著疊壓供水設(shè)備使用的范圍越來越廣和給水安全性要求的不斷提高，疊壓供水設(shè)備不斷進(jìn)行著相應(yīng)的技術(shù)改造和產(chǎn)品換代升級。了解各種疊壓供水設(shè)備工作原理及選用場合，有利于設(shè)計(jì)人員根據(jù)供水設(shè)備設(shè)置的場所、用水要求、市政給水等條件合理選用相應(yīng)的疊壓供水設(shè)備。
參考文獻(xiàn)
1、106SS109管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備選用與安裝
2、GB50015-2003建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范 2009年版
3、CJJ140-2010 二次供水工程技術(shù)規(guī)程
4、CECS221-2012 疊壓供水技術(shù)規(guī)程
5、GB/T24912-2010罐式疊壓給水設(shè)備
6、GB/T24603-2009 箱式疊壓給水設(shè)備
【關(guān)鍵詞】變頻器；恒壓供水；無極調(diào)速；離心泵
中圖分類號：TP29文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
隨著新型電子器件和變頻調(diào)速控制技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的方法是采用水塔、高水位箱、浮球進(jìn)行控制，當(dāng)池內(nèi)滿水時(shí)自動關(guān)閉進(jìn)水，這種供水方式越來越不適應(yīng)城市規(guī)模化發(fā)展的需求，采用變頻恒壓供水系統(tǒng)對水泵電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，結(jié)合實(shí)際工控，按照樓層高度，用戶用水量需求，在變頻器中設(shè)定其壓力值，變頻器就會通過管網(wǎng)壓力傳感器自動檢測、運(yùn)算，自動改變水泵運(yùn)轉(zhuǎn)速度，使管網(wǎng)始終保持水壓設(shè)定的恒定的壓力值，當(dāng)前恒壓變頻供水系統(tǒng)是最先進(jìn)，合理的節(jié)能供水系統(tǒng)，因其管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定性，節(jié)能效果的優(yōu)越性而得以廣泛應(yīng)用。
一、恒壓變頻供水系統(tǒng)的組成及原理
變頻調(diào)速供水系統(tǒng)適應(yīng)于集中供水的場所和社區(qū)，我們選擇一個(gè)相對獨(dú)立的高校社區(qū)作為案例，該社區(qū)有1000多戶住戶、并有辦公區(qū)、教學(xué)區(qū)，根據(jù)用戶用水量實(shí)際情況，選擇了ABB ACS510-01變頻供水系統(tǒng)，其設(shè)備間的主要設(shè)備如下：
硬件設(shè)備：
雙路供電電源控制柜、變頻器控制柜一臺（內(nèi)含ABB ACS510變頻器、PID或PLC控制器、交流接觸器、熱繼電器、電器控制系統(tǒng)、控制面板等）、3臺15kw的管道離心泵及電機(jī)，1臺1.5kw的附屬小泵及電機(jī)、各種蝶閥、閘閥、止回閥、儀表、壓力傳感器和水位傳感器、流量開關(guān)等組成。
工作原理：
該社區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)選用ABB ACS510變頻器，根據(jù)用戶供水需求和現(xiàn)場工況，在ABB ACS510變頻器上設(shè)定PID壓力參數(shù)值，當(dāng)變頻供水系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的時(shí)候，通過在管網(wǎng)上安裝的壓力表上的壓力值，傳輸給微機(jī)控制器，變頻器會根據(jù)管網(wǎng)的壓力自動調(diào)整輸出頻率的變化，從而自動調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié) (PID)，使供水系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)恒穩(wěn)于設(shè)定的壓力值。
當(dāng)每到用水高峰的時(shí)候，此時(shí)用水量增加時(shí)，管網(wǎng)壓力就會降低，變頻器的頻率則升高，水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速加快，供水量相應(yīng)增大；當(dāng)?shù)搅艘归g用水量減少時(shí)，管網(wǎng)壓力增大，變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率降低，水泵轉(zhuǎn)速減慢，為了為維持恒定壓力，當(dāng)只需要少量補(bǔ)水的時(shí)候，則自動切換到附屬小泵，這樣既保障了用水需求，也節(jié)約了電能。
二、變頻供水系統(tǒng)運(yùn)行工況分析
該社區(qū)供水場設(shè)備間供水系統(tǒng)采用多泵并聯(lián)運(yùn)行的供水模式，即3臺15kw的管道離心泵和1臺1.5kw的附屬小泵，通過并聯(lián)運(yùn)行，這樣便于根據(jù)用戶用水量的大小自動靈活的調(diào)整啟動離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)的臺數(shù)，降低供水的能耗。
1、當(dāng)用水高峰的時(shí)候，根據(jù)管網(wǎng)壓力和用水量的大小，3臺15kw離心泵其中的2臺或3臺有可能同時(shí)運(yùn)行，以保證供水流量；當(dāng)供水管網(wǎng)壓力降低，說明用水量大，系統(tǒng)會自動采用大小泵搭配使用，合理控制其管網(wǎng)流量，晚上或用水低谷時(shí)，開一臺1.5kw小泵維持供水壓力。
2、供水運(yùn)行方式要求采用水泵并聯(lián)運(yùn)行的供水模式，在設(shè)計(jì)選擇離心泵時(shí)要求最大揚(yáng)程相同、流量不同，當(dāng)3臺離心泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，每臺泵的出口壓力會大于每一臺泵單泵運(yùn)時(shí)的出口壓力，并聯(lián)運(yùn)行泵的總出口流量為每臺泵出口流量之和，如果選擇不同揚(yáng)程的離心泵，當(dāng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)就會出現(xiàn)揚(yáng)程低的離心泵的供水流量會比單泵運(yùn)行時(shí)減小很多，很容易發(fā)生管網(wǎng)不出水和汽蝕等現(xiàn)象，管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定，造成變頻器供水頻率時(shí)常發(fā)生變化，影響供水設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3、在供水系統(tǒng)運(yùn)行模式上，設(shè)備間供水系統(tǒng)采取了變頻、工頻水泵并列運(yùn)行的方式，這樣有利于當(dāng)變頻系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，通過工頻也能夠使供水系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)，在滿足最大設(shè)計(jì)水量的要求，盡量將各種調(diào)速泵組合的高效區(qū)能套入出現(xiàn)機(jī)率最高的工作段，以提高定速泵的效率，當(dāng)一臺調(diào)速泵出現(xiàn)故障時(shí)，可以允許一臺工頻定速泵運(yùn)行，其綜合效率會稍有降低，而揚(yáng)程則會有所增加。在變速、定速泵并列運(yùn)行時(shí)，供水工作壓力應(yīng)保證定速泵工作在高效區(qū)域，并列泵組中，變頻調(diào)速泵的臺數(shù)越多，節(jié)能效果越好。
三、變頻供水系統(tǒng)操作性能
恒壓變頻供水系統(tǒng)通過實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，使用ABB-510變頻供水系統(tǒng)設(shè)備操作簡便，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，通過面板設(shè)定參數(shù)調(diào)整便捷，具有自動恢復(fù)、自動調(diào)整變頻運(yùn)轉(zhuǎn)頻率等功能。
1、為保障變頻供水系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少值班人員的工作強(qiáng)度，在供水變頻控制系統(tǒng)中設(shè)置了5次自動恢復(fù)功能，由于外界電壓、流量、壓力的變化都可能影響變頻系統(tǒng)的運(yùn)行，通過設(shè)立自動恢復(fù)功能，當(dāng)電壓值、電流值超過設(shè)定變化范圍內(nèi)的時(shí)候，變頻器就會顯示出現(xiàn)故障，并記錄故障發(fā)生的原因和時(shí)間，啟動自動恢復(fù)功能，這樣有利于當(dāng)值班人員不在現(xiàn)場的時(shí)候變頻器也可以自動恢復(fù)，保障供水系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行。
2、為了保障每臺離心泵及電機(jī)的均衡運(yùn)行，延長設(shè)備的使用壽命，防止單臺泵的疲勞運(yùn)轉(zhuǎn)，可以在ABB ACS510變頻器內(nèi)設(shè)定泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，如設(shè)定每臺泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間為4小時(shí)，當(dāng)1號離心泵運(yùn)轉(zhuǎn)4小時(shí)后變頻器會自動切換到2號泵的運(yùn)行，并按照設(shè)定的順序自動切換其運(yùn)行狀態(tài)。
3、在離心泵并聯(lián)運(yùn)行的供水模式中，如果其中有1臺離心泵出現(xiàn)故障的時(shí)候，我們可以把控制該臺離心泵的熱繼電器進(jìn)行故障設(shè)置，此時(shí)相應(yīng)變頻控制柜上就會顯示此離心泵出現(xiàn)故障，故障燈會亮，在變頻供水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，則會跳過設(shè)有故障的離心泵及電機(jī)的運(yùn)行，提高供水系統(tǒng)的保障性能。
四、變頻恒壓供水的優(yōu)勢及特點(diǎn)
社區(qū)原來供水系統(tǒng)用水塔進(jìn)行供水，采用浮球式對水位進(jìn)行控制，管網(wǎng)供水壓力低，特別是高層建筑的用戶用水量得不到保障，用戶意見大，通過供水系統(tǒng)改造后，使用ABB ACS510恒壓變頻供水系統(tǒng)，用戶管網(wǎng)壓力恒定，保障了不同用戶用水需求，提高了供水效率，在供水系統(tǒng)中增加了紫外線消毒設(shè)備，提高了供水質(zhì)量，降低了水質(zhì)污染。
1、提高了系統(tǒng)的安全性：通過ABB ACS510恒壓變頻供水，提高了設(shè)備運(yùn)行的安全，該供水系統(tǒng)通過PLC、變頻器，具有穩(wěn)定高效的智能集成電路，具有自動檢測、漏電保護(hù)、缺相保護(hù)和自動報(bào)警功能。
2、提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性：變頻供水系統(tǒng)中，通過設(shè)立了可編程控制器（PLC）,系統(tǒng)采用獨(dú)特的多點(diǎn)接觸式感應(yīng)程序，分級分段控制處理水位信息，獨(dú)立的缺水保護(hù)系統(tǒng)功能，如果出現(xiàn)供電電源缺相或水池缺水，離心泵、電機(jī)等設(shè)備出現(xiàn)故障產(chǎn)生過流，此時(shí)熱繼電器、變頻器就會控制交流接觸器自動切斷電源，并記錄安生故障的原因和發(fā)生故障的時(shí)間，有效地避免了電機(jī)空轉(zhuǎn)，造成電機(jī)損壞。
3、具有良好的經(jīng)濟(jì)效益：傳統(tǒng)的浮球閥控制系統(tǒng)很難準(zhǔn)確實(shí)時(shí)控制水位信息，容易發(fā)生開關(guān)失靈、斷路、短路等現(xiàn)象，造成水泵設(shè)備燒毀和局部斷水或水塔補(bǔ)水過多造成跑水現(xiàn)象，造成經(jīng)濟(jì)損失和不好的社會影響。采用恒壓變頻供水系統(tǒng)去掉了水塔，只需要修建封閉的地下水池，既提高了用水的安全性，也減少了水塔占地空間面積，節(jié)約了土地資源，增強(qiáng)了城市美觀，同時(shí)采用變頻恒壓供水減少了人力值班管理成本；在技術(shù)上通過該系統(tǒng)穩(wěn)定了供水管網(wǎng)的壓力，降低了用電能耗。
4、具備遠(yuǎn)程監(jiān)控性能，采用恒壓變頻供水系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離對供水系統(tǒng)進(jìn)行控制，并能實(shí)時(shí)監(jiān)控水池水位、深井泵運(yùn)行狀況、管網(wǎng)壓力、變頻器各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了全程遠(yuǎn)距離監(jiān)控功能。
參考文獻(xiàn)：
[1] 恒壓供水節(jié)能改造，CA800技術(shù)文庫，2012年03月
[2] 基于S7-200的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)，CA800技術(shù)文庫，
[3] 變頻調(diào)速技術(shù)的進(jìn)展，趙相賓、夏長亮，變頻器世界，2006年12月
[4] 變頻器常見故障分析，賈雙成、惠晶，變頻器世界，2006年12月
[5] ABB ACS510 變頻器用戶手冊，ABB電氣傳動有限公司，2005年7月
關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)
1、回顧
一般規(guī)定城市管網(wǎng)的水壓只保證6層以下樓房的用水，其余上部各層均須“提升”水壓才能滿足用水要求。以前大多采用傳統(tǒng)的水塔、高位水箱，或氣壓罐式增壓設(shè)備，但它們都必須由水泵以高出實(shí)際用水高度的壓力來“提升”水量，其結(jié)果增大了水泵的軸功率和能量損耗。
自從通用變頻器問世以來，變頻調(diào)速技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。變頻調(diào)速技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備以其節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，使我國供水行業(yè)的技術(shù)裝備水平從90年代初開始經(jīng)歷了一次飛躍。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無級調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中得到了很大的發(fā)展。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻器的功能也越來越強(qiáng)。充分利用變頻器內(nèi)置的各種功能，對合理設(shè)計(jì)變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備，降低成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量等方面有著非常重要的意義。
新型供水方式與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設(shè)備的投資，運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動化程度等方面都具有無法比擬的優(yōu)勢，而且具有顯著的節(jié)能效果。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)的這些優(yōu)越性，引起國內(nèi)幾乎所有供水設(shè)備廠家的高度重視，并不斷投入開發(fā)、生產(chǎn)這一高新技術(shù)產(chǎn)品。
目前該產(chǎn)品正向著高可靠性、全數(shù)字化微機(jī)控制，多品種系列化的方向發(fā)展。追求高度智能化，系列標(biāo)準(zhǔn)化是未來供水設(shè)備適應(yīng)城鎮(zhèn)建設(shè)成片開發(fā)`智能樓宇、網(wǎng)絡(luò)供水調(diào)度和整體規(guī)劃要求的必然趨勢。
在短短的幾年內(nèi)，調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)逐步完善的發(fā)展過程，早期的單泵調(diào)速恒壓系統(tǒng)逐漸為多泵系統(tǒng)所代替。雖然單泵產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡易可靠，但由于單泵電機(jī)深度調(diào)速造成水泵、電機(jī)運(yùn)行效率低，而多泵型產(chǎn)品投資更為節(jié)省，運(yùn)行效率高，被實(shí)際證明是最優(yōu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，很快發(fā)展成為主導(dǎo)產(chǎn)品。
二、變頻控制恒壓供水控制方式
眾所周知，水泵消耗功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。即N=KN3N：為水泵消耗功率；n：為水泵運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速；K為比例系數(shù)。而水泵設(shè)計(jì)是按工頻運(yùn)行時(shí)設(shè)計(jì)的，但供水時(shí)除高峰外，大部分時(shí)間流量較小，由于命名用了變頻技術(shù)及微機(jī)技術(shù)有微機(jī)控制，因此可以使水泵運(yùn)行的轉(zhuǎn)速隨流量的變化而變化，最終達(dá)到節(jié)能的目的。實(shí)踐證明，使用變頻設(shè)備可使水泵運(yùn)行平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低20%，從而大大降低能耗，節(jié)能率可達(dá)20%-40%。
目前國內(nèi)各廠家生產(chǎn)的供水設(shè)備電控柜，除采用落后繼電接觸器控制方式外，大致有以下四類：
邏輯電子電路控制方式：
這類控制電路難以實(shí)現(xiàn)水泵機(jī)組全部軟啟動、全流量變頻調(diào)節(jié)。往往采用一臺泵固定于變頻狀態(tài)，其余泵均為工頻狀態(tài)的方式。因此控制精度較低、水泵切換時(shí)水壓波動大、調(diào)試較麻煩、工頻泵起動有沖擊、抗干擾能力較弱。但成本較低。
單片微機(jī)電路控制方式：
這類控制電路優(yōu)于邏輯電路，但在應(yīng)付不同管網(wǎng)、不同供水情況時(shí)調(diào)試較麻煩，追加功能時(shí)往往要對電路進(jìn)行修改，不靈活也不方便。電路的可靠性和抗干擾能力都不是很高。
帶PID回路調(diào)節(jié)器和/或可編程序控制器（PLC）的控制方式：
該方式變頻器的作有是為電機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。傳感器的任務(wù)是檢測管網(wǎng)水壓。壓力設(shè)定單元為系統(tǒng)提供滿足用戶需要的水壓期望值。壓力設(shè)定信號和壓力反饋信號在輸入可編程控制器后，經(jīng)可編程控制器內(nèi)部PID控制程序的計(jì)算，輸出給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速控制信號。還有一種辦法是將壓力設(shè)定信號和壓力反饋信號送入PID回路調(diào)節(jié)器，由PID回路調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)器內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算后，輸入給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號。
由于變頻器的轉(zhuǎn)速控制信號是由可編程控制器或PID回路調(diào)節(jié)器給出的，所以對可編程控制器來計(jì)時(shí)，既要有模擬量輸入接口，又要有模擬量輸出接口。由于帶模擬量輸入/輸出接口的可編程控制器價(jià)格很高，這無形中就增加了供水設(shè)備的成本。若采用帶有模擬量輸入/數(shù)字量輸出的可編程控制器，則要在可編程控制器的數(shù)字量輸出口另接一塊PWM調(diào)制板，將可編程控制器輸出的數(shù)字量信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂破鞯某杀緵]有降低，還增加了連線和附加設(shè)備，降低了整套設(shè)備的可靠性。如果采用一個(gè)開關(guān)量輸入/輸出的可編程控制器和一個(gè)PID回路調(diào)節(jié)器，其成本也和帶模擬量輸入/輸出的可編程控制器差不多。所以，在變頻調(diào)速恒壓給水控制設(shè)備中，PID控制信號的產(chǎn)生和輸出就成為降低給水設(shè)備成本的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
新型變頻調(diào)速供水設(shè)備：
針對傳統(tǒng)的變頻調(diào)供水設(shè)備的不足之處，國內(nèi)外不少生產(chǎn)廠家近年來紛紛推出了一系列新型產(chǎn)品，如華為的TD2100；施耐德公司的Altivar58泵切換卡；SANKEN的SAMCO-I系列；ABB公司的ACS600、ACS400系列產(chǎn)品；富士公司的G11S/P11S系列產(chǎn)品；等等。這些產(chǎn)品將PID調(diào)節(jié)器以及簡易可編程控制器的功能都綜合進(jìn)變頻器內(nèi)，形成了帶有各種應(yīng)用宏的新型變頻器。由于PID運(yùn)算在變頻器內(nèi)部，這就省去了對可編程控制器存貯容內(nèi)部，這就省去了對可編程控制器存貯容量的要求和對PID算法的編程，而且PID參數(shù)的在線調(diào)試非常容易，這不僅降低了生產(chǎn)成本，而且大大提高了生產(chǎn)效率。由于變頻器內(nèi)部自帶的PID調(diào)節(jié)器采用了優(yōu)化算法，所以使水壓的調(diào)節(jié)十分平滑，穩(wěn)定。同時(shí)，為了保證水壓反饋信號值的準(zhǔn)確、不失值，可對該信號設(shè)置濾波時(shí)間常數(shù)，同時(shí)還可對反饋信號進(jìn)行換算，使系統(tǒng)的調(diào)試非常簡單、方便。這類變頻器的價(jià)格僅比通用變頻器略微高一點(diǎn)，但功能卻強(qiáng)很多，所以采用帶有內(nèi)置PID功能的變頻器生產(chǎn)出的恒壓供水設(shè)備，降低了設(shè)備成本，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了安裝調(diào)試時(shí)間。在滿足工藝要求的情況下應(yīng)優(yōu)先采用。
三、供水專用變頻器的功能
供水專用變頻器=普通變頻器+PLC，是集供水控制和供水管理一體化的系統(tǒng)。內(nèi)置供水專用PID調(diào)節(jié)器，只需加一只壓力傳感器，即可方便地組成供水閉環(huán)控制系統(tǒng)。傳感器反饋的水壓信號直接送入變頻器自帶的PID調(diào)節(jié)器輸入口，而壓力設(shè)定既可以使用變頻器的鍵盤設(shè)定，也可以采用一只電位器以模擬量的形式送入。每日可設(shè)定多段壓力運(yùn)行，以適應(yīng)供水壓力的需要。也可設(shè)定指定日供水壓力的需要。也可設(shè)定指定日供水壓力控制。面板可以直接顯示壓力反饋值（Mpa）。
系統(tǒng)供水有兩種基本運(yùn)行方式：變頻泵固定方式和變泵循環(huán)方式。變頻泵固定方式最多可以控制7臺泵，可選擇“先開先關(guān)”和“先開后關(guān)”（適用泵容量不用場合）2種水泵關(guān)閉順序。變頻泵循環(huán)方式最多可以控制4臺泵，系統(tǒng)以“先開先關(guān)”的順序關(guān)泵。靈活配置常規(guī)泵、消防泵、排污泵、休眼泵，便于實(shí)現(xiàn)供水泵房全面自動化。工作泵與備用泵不固死，可自動定時(shí)輪換。可以有效地防止因?yàn)閭溆帽瞄L期不用時(shí)發(fā)生的銹死現(xiàn)象，提高了設(shè)備的綜合利用率，降低了維護(hù)費(fèi)用。工作小時(shí)自動累計(jì)功能，方便節(jié)能分析和設(shè)備狀況維護(hù)。夜間供水量急劇減少時(shí)，可方便指定每日休眼工作的起始/停止時(shí)刻，并可設(shè)定休眼時(shí)的壓力給定值。休眼期間，只有休眼水泵工作，變頻器只監(jiān)測管網(wǎng)壓力，當(dāng)壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，系統(tǒng)自動喚醒。變頻泵投入工作，當(dāng)壓力高于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)再次進(jìn)入休眠狀態(tài)，只有休眠水泵運(yùn)行。這樣，能最大限度地節(jié)水節(jié)電功效。具有零星停機(jī)功能，在用戶不用水的情況下會自動停機(jī)。故障泵退出功能，水泵出現(xiàn)損壞時(shí)，讓故障泵自動退出工作。有消防信號外部輸入接口，當(dāng)有火警或消防信號到來時(shí)，系統(tǒng)能自動世換到消防模式，有多種消防工作模式可選，主要根據(jù)消防和生活管網(wǎng)是否共用，以及進(jìn)水池是否共用等條件來進(jìn)行選擇。另有消防泵自動巡檢功能，定時(shí)巡檢周期可設(shè)定。
利用通訊功能，可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)控制。便于樓宇自動化和管理。
【關(guān)鍵詞】自來水；變頻調(diào)速技術(shù)；恒壓供水技術(shù)；效果
1 變頻調(diào)速基本工作原理
通過改變供給電動機(jī)電源的頻率值達(dá)到改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，被我們稱之為變頻調(diào)速。
2 變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用
變頻器是將交流順變成直流，平滑濾波后再經(jīng)過逆變回路，將直流變成不同頻率的交流電，使電機(jī)獲得無級調(diào)速所需的電流、電壓和頻率。
通過流體力學(xué)的基本定律可知：泵類設(shè)備、風(fēng)機(jī)都屬于平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，流量與轉(zhuǎn)速成正比，壓力與轉(zhuǎn)速的平方成正比，功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。我們知道，在變頻器向下調(diào)速時(shí)，屬于恒轉(zhuǎn)矩特性。但是由于通用三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在其運(yùn)行頻率低于50Hz以下日寸，其額定輸出轉(zhuǎn)矩很難達(dá)到。而風(fēng)機(jī)泵類負(fù)載在低速運(yùn)行時(shí)所要求的轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)降低，這正好適應(yīng)了采用變頻器驅(qū)動三相異步電動機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩下降的特點(diǎn)。
3 變頻調(diào)速的節(jié)能降耗作用
由于風(fēng)機(jī)、水泵類大多為平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載，軸功率與轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系，所以當(dāng)風(fēng)機(jī)、水泵轉(zhuǎn)速下降時(shí)，消耗的功率也大大下降，因此節(jié)能的潛力非常大，利用變頻器拖動電動機(jī)，啟動電流小，可以實(shí)現(xiàn)軟啟動和無極調(diào)速，方便地進(jìn)行加減速控制，使電動機(jī)獲得高性能，大幅度的節(jié)約電能，因而變頻器在工業(yè)生產(chǎn)和生活中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
由于恒速電動機(jī)利用閥門調(diào)節(jié)供水量，揚(yáng)程特性不變，管組特性改變，大量的能量損失在閥門上。
變頻調(diào)速時(shí)的閥門為完全打開狀態(tài)，管組特性不變，揚(yáng)程特性隨電機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，當(dāng)泵的轉(zhuǎn)速改變后泵的性能曲線將同時(shí)改變，而轉(zhuǎn)速將隨頻率Hz改變而改變。對循環(huán)水泵性能分析可知，水泵的揚(yáng)程、流量和軸功率均與水泵的葉輪轉(zhuǎn)速之間存在著一定的比例關(guān)系，即水泵流量與水泵轉(zhuǎn)速的一次方成正比。水泵的揚(yáng)程與電機(jī)轉(zhuǎn)速的二次方成正比，電機(jī)轉(zhuǎn)速與水泵的軸功率的三次方成正比。即當(dāng)水泵的流量降低20%的時(shí)候，電機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)降低20%，水泵的電耗將降低50%；當(dāng)水泵的流量降低50%的時(shí)候，電機(jī)的轉(zhuǎn)速注降低50%，水泵的電耗降低87.5%。當(dāng)系統(tǒng)需要的流量降低時(shí)，通過降低轉(zhuǎn)速，相應(yīng)地水泵的流量降低，水泵的軸功率降低，節(jié)約電能效果顯著。并且由于采用變速調(diào)節(jié)，采用閥門調(diào)節(jié)時(shí)不必要的閥門壓頭損耗也避免孔使水泵在變頻速度的過程中始終處在高效區(qū)。而電動機(jī)在變頻調(diào)速過程中，由于電動機(jī)電壓隨著轉(zhuǎn)速而變化，確保了電動機(jī)在輕載時(shí)也能工作在高效區(qū)。
4 變頻恒壓供水技術(shù)
恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無極調(diào)速，依據(jù)用水量的變化（實(shí)際為供水管網(wǎng)的壓力變化）自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求。
4.1 變頻恒壓控制系統(tǒng)的工作原理
變頻調(diào)速控制是恒壓供水系統(tǒng)的核心部分，整個(gè)系統(tǒng)見下圖1。
圖1 變頻調(diào)速控制系統(tǒng)
圖中，水泵電機(jī)是輸出環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)速由變頻器控制，實(shí)現(xiàn)交流量恒壓控制，變頻器接收控制器的信號對水泵進(jìn)行速度控制；控制器綜合給定信號后，經(jīng)過PID調(diào)節(jié)，向變頻器輸出運(yùn)轉(zhuǎn)頻率指令；壓力傳感器檢測管網(wǎng)出水口壓力，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂破骺山邮盏哪M信號進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.2 帶PID回路調(diào)節(jié)器和PLc的控制方式
在該方式中，變頻器的作用是為電動機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的無極調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓可控。傳感器的任務(wù)是檢測管網(wǎng)水壓；壓力設(shè)定單元為系統(tǒng)提供滿足用戶需要的水壓期望值；壓力設(shè)定信號和壓力反饋信號輸人可編程控制器后，經(jīng)可編程控制器內(nèi)部PID控制程序的計(jì)算，輸送給變頻器一個(gè)頻率控制信號。還有一種方法是將壓力設(shè)定信號和壓力反饋信號輸人PID回路調(diào)節(jié)器，由后者進(jìn)行運(yùn)算后，輸給變頻器一個(gè)頻率控制信號。
由于變頻器的頻率控制信號是由可編程控制器或PID回路調(diào)節(jié)器給出的，所以對可編程控制器來講，既要有模擬量輸人接口，又要有模擬量輸出接口。而帶模擬量輸人/輸出接口的可編程控制器價(jià)格很高，這無形中就增加了供水設(shè)備的成本。若采用帶有模擬量輸人/數(shù)字量輸出的可編程控制器，則要在可編程控制器的數(shù)字量輸出端口另接一塊PWM調(diào)制版，將可編程控制器輸出數(shù)字量信號轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量。這樣可編程控制器的成本沒有降低，還增加連線和附加設(shè)備，降低了整套設(shè)備的可靠性。如果采用一個(gè)帶開關(guān)量輸人/輸出的可編程控制器和一個(gè)PID回路調(diào)節(jié)器，其成本也和帶模擬量輸人/輸出的可編程控制器差不多，所以在變頻調(diào)速恒壓給水控制設(shè)備中，PID控制信號的產(chǎn)生和輸出就成為降低給水設(shè)備成本的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
4.3 新型變頻器調(diào)速供水設(shè)備
新的變頻器調(diào)速供水設(shè)備將PID調(diào)節(jié)器以及簡易可編程控制器的功能都綜合進(jìn)變頻器內(nèi)，形成了帶有各種應(yīng)用宏的新型變頻器。因?yàn)镻ID運(yùn)算在變頻器內(nèi)，這就省去了對可編程控制器存儲容量的要求和對PID算法的編程，而且PID參數(shù)的在線調(diào)試非常容易，生產(chǎn)成本降低二生產(chǎn)效率大大提高孔又因?yàn)樽冾l器內(nèi)部自帶的PID調(diào)節(jié)器采用了優(yōu)化算法，所以使水壓的調(diào)節(jié)十分平滑、穩(wěn)定。同時(shí)，為了保證水壓反饋信號的不失真、準(zhǔn)確，可對該信號設(shè)置濾波時(shí)間常數(shù)，同時(shí)還可進(jìn)行換算反饋信號，使系統(tǒng)的調(diào)試非常方便、簡單。
4.4 供水專用變頻器
供水專用變頻器是將普通變頻器和PLC控制器集成在一起，是集供水、管控一體化的系統(tǒng)，內(nèi)置供水專用PID調(diào)節(jié)器，只需加一只壓力傳感器，即可方便的組成供水閉環(huán)控制系統(tǒng)。傳感器反饋的水壓信號直接送人變頻器自帶的PID調(diào)節(jié)器輸人口，而壓力設(shè)定即可使用變頻器的鍵盤設(shè)定，也可采用一只電位器以模擬量的形式送人。每日可設(shè)定多段壓力運(yùn)行，以適應(yīng)供水壓力的需要，也可設(shè)定日供水壓力。面板可以直接顯示壓力反饋值（Mpa）。
因此，變頻恒壓供水相關(guān)產(chǎn)品正向著全數(shù)字化微機(jī)控制、高可靠性、多品種系列化的方向發(fā)展。系列化、追求高度智能化、標(biāo)準(zhǔn)化是未來供水設(shè)備適應(yīng)城鎮(zhèn)建設(shè)中成片開發(fā)網(wǎng)絡(luò)供水調(diào)度、智能樓宇和整體規(guī)劃要求的必然趨勢。調(diào)速恒壓技術(shù)在短短的幾年內(nèi)經(jīng)歷了一個(gè)逐步完善的發(fā)展過程，多泵系統(tǒng)代替了早期的單泵調(diào)速恒壓。單泵產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單可靠，但單泵電動機(jī)深度調(diào)速造成電動機(jī)、水泵運(yùn)行效率低，而多泵型產(chǎn)品的運(yùn)行效率高，投資更為節(jié)省，已發(fā)展成為主要產(chǎn)品。
5 效果
（1）給水泵采用變頻調(diào)速技術(shù)后，隨著給水泵轉(zhuǎn)速的下降，功耗也隨之降低，節(jié)電效果顯著。
（2）在低負(fù)荷時(shí)，泵的轉(zhuǎn)速和出力隨之下降，從而減少了軸承磨損、發(fā)熱，延長了給水泵的使用壽命。
（3）給水泵的啟動方式為變頻軟啟動，有效地減少了電動機(jī)啟動時(shí)大電流的沖擊，延長了電機(jī)的使用壽命。
（4）供水壓力穩(wěn)定，變頻系統(tǒng)能根據(jù)汽包水位的變化，調(diào)節(jié)給水泵的出水量，以保證母管水壓穩(wěn)定。
（5）設(shè)備的自動化程度提高，減輕了操作人員的勞動強(qiáng)度。
6 結(jié)語
采用交流電機(jī)變頻調(diào)速等高新技術(shù)是生產(chǎn)自動化的重要手段，是高供水質(zhì)量的根本，變頻調(diào)速技術(shù)的大力推六可以讓給水企業(yè)盡快優(yōu)化升級，降低生產(chǎn)成本提供技術(shù)手段。
參考文獻(xiàn)：
在輸水泵工頻運(yùn)轉(zhuǎn)維持在一定速度的情況下，通過改變泵出口閥門來控制泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，降低電機(jī)的負(fù)荷。假設(shè)水泵本是在點(diǎn)A運(yùn)行的，在出口閥門全開的情況下，其出水量達(dá)到QA，揚(yáng)程為HA。如今為了減少注水量，想要將流量降至QB，如果沒有使用調(diào)速裝置，那只能是通過關(guān)閉閥門的方式來對出水量進(jìn)行調(diào)解，這種方法在出口閥門上就需作出QAx(HA-HB)的功，能耗較大，且出現(xiàn)故障的可能性較高，會縮短相關(guān)設(shè)備和設(shè)施的使用壽命。而變頻調(diào)速系統(tǒng)，則是將AB視作泵的性能曲線，結(jié)合曲線QA計(jì)算在既定流量下所產(chǎn)生的相應(yīng)的壓力，在A點(diǎn)的水泵達(dá)到最高效率時(shí)，關(guān)閉閥門，而多出來的能耗則作為熱量損失被流動的物質(zhì)帶走，從而實(shí)現(xiàn)對出水量的有效控制。而變頻調(diào)速器，在這個(gè)過程中所承擔(dān)的任務(wù)就是在任何的流量條件下，都能匹配出與之相應(yīng)的泵的特性曲線，并且隨著流量的減小，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度也要相應(yīng)的減慢，同時(shí)由于改變水流而產(chǎn)生的壓差也需與電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度的平方呈正相關(guān)。進(jìn)而根據(jù)實(shí)際的注水和出水變化來及時(shí)準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)水泵的揚(yáng)程，有效降低能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的作用。
2油田供水系統(tǒng)與變頻調(diào)速器的應(yīng)用
在油田注水的過程中，注水站是滿足油田注水系統(tǒng)的源頭，且輸水泵需要持續(xù)的變動外輸泵的運(yùn)轉(zhuǎn)形式，來應(yīng)對供水過程中輸水量和壓力的改變。在沒有使用變頻調(diào)速技術(shù)時(shí)，人們多數(shù)是通過對開泵臺數(shù)和人工調(diào)節(jié)閥門的方式來控制水的流量，注水系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)較重，同時(shí)工作效率偏低。而在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)工作中，一個(gè)承擔(dān)著15座注水站的供水以及調(diào)節(jié)相關(guān)地區(qū)的供水平衡的供水站，假設(shè)其平均日供水在9000-10000m3之間，且擁有4臺型號為LzA200-630D外輸供水泵，平均每臺的裝機(jī)容量達(dá)132kW，日常工作中只運(yùn)轉(zhuǎn)其中的2臺，其余兩臺備用。由于在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，注水站的注水量直接與供水系統(tǒng)的日供水量向掛鉤，假設(shè)油田供水系統(tǒng)的水壓為1.1MPa，受注水量減小的影響，供水系統(tǒng)的供水壓強(qiáng)增加，這時(shí)為了對水量進(jìn)行高效的控制，人們采用變頻調(diào)速器，通過實(shí)際的情況，來對正在運(yùn)動的水泵進(jìn)行變頻調(diào)速，使之與實(shí)際的注水和輸水相匹配。有研究報(bào)告曾表示在使用變頻節(jié)能技術(shù)進(jìn)行控制之前，我國油田供水系統(tǒng)的工作效率不足30%，而在使用變頻節(jié)能技術(shù)后，效率提升了5個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)在供水過程的耗能遠(yuǎn)低于之前供需水的消耗。
3變頻調(diào)速器在供水系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢分析
3．1減少管網(wǎng)穿孔和補(bǔ)漏次數(shù)
恒壓變量給水是油田供水系統(tǒng)中變頻節(jié)能技術(shù)所常用的一種措施，即為了使水泵出水口的壓力維持在一個(gè)恒定的水平，將壓力傳感器設(shè)置在水泵機(jī)組的出水口，并將該壓力值設(shè)為最不利于水泵出水所需的值。一旦管網(wǎng)出口的壓力超出傳感器上所設(shè)定的壓力值，那么壓力傳感器就會將實(shí)際檢測到的壓力值傳給PID調(diào)節(jié)器，由PID調(diào)節(jié)器對高于或者低于設(shè)定值的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將處理結(jié)果交給變頻器，再由變頻器對來改變電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，通過這樣一個(gè)過程來達(dá)到恒壓的目的。管網(wǎng)壓力越趨于穩(wěn)定，其在工作過程中所出現(xiàn)的壓力失恒現(xiàn)象也就越少，同時(shí)由于管網(wǎng)壓力過高而造成管網(wǎng)穿孔和補(bǔ)漏的次數(shù)也將明顯降低，有研究者曾對此作出相關(guān)的統(tǒng)計(jì)和分析，發(fā)現(xiàn)使用變頻調(diào)速技術(shù)而產(chǎn)生管網(wǎng)穿孔的概率僅為不適用變頻調(diào)速技術(shù)的一半，換句話說即使用變頻調(diào)速技術(shù)，管網(wǎng)穿孔的可能性將降低50%。管網(wǎng)穿孔的次數(shù)降低了相應(yīng)的由此而產(chǎn)生的補(bǔ)漏的次數(shù)也必然會隨著降低，減輕了維修人員工作負(fù)擔(dān)，節(jié)約了維修成本，同時(shí)延長了管網(wǎng)等設(shè)備的使用壽命，有效的控制了油田供水系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)成本，提高了其工作效率。
3.2減少設(shè)備切換次數(shù)
通常在設(shè)計(jì)油田供水系統(tǒng)中的泵站時(shí)，一般都會對油田的用水量和實(shí)際所需水量做自己的考察、統(tǒng)計(jì)和分析，在充分考慮各種因素的基礎(chǔ)上，來確定在泵站中所安裝的水泵的型號、大小規(guī)模等，有針對性的選曲合適的水泵設(shè)備。比如，某中心泵站有六臺臥式離心泵，其中有三臺機(jī)是250S65A型號的，還有三臺是350S75B型號的，通常白天運(yùn)行一臺350S75B型號的離心泵，晚上運(yùn)行的則是一臺250S65A型號的離心泵，在沒有使用變頻節(jié)能技術(shù)前由于頻繁的切換水泵，使得電機(jī)水泵在啟動時(shí)受到較大的沖擊，知識水泵和電動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)故障需要維修，加大了維系人員的勞動負(fù)擔(dān)，同時(shí)縮減了設(shè)備的使用年限，加快了資產(chǎn)折舊的速度，增加了供水系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的成本。而隨著變頻調(diào)速器的投入，大大的減少了油田供水系統(tǒng)中水泵等設(shè)備的切換次數(shù)，減少了設(shè)備應(yīng)頻繁切換而造成的損失，延長了設(shè)備的使用時(shí)間，從側(cè)面減少了油田供水所花費(fèi)的成本。
3．3減少電機(jī)和管網(wǎng)的損耗
變頻調(diào)速器除了具備過壓、過流、過載、過熱等保護(hù)功能，其自身還自帶軟啟動功能。在未使用變頻節(jié)能技術(shù)時(shí)，油田供水系統(tǒng)中的電動機(jī)一般都是以直接啟動的方式加入系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)之中，然而這樣的方式卻會產(chǎn)生強(qiáng)大的電流沖擊以及轉(zhuǎn)矩沖擊，這些都會對電動機(jī)本身的運(yùn)轉(zhuǎn)以及由其負(fù)載的水泵帶來十分不利的影響，會增大電動機(jī)和管網(wǎng)的損耗。而變頻調(diào)節(jié)技術(shù)具備的相對比較全面的保護(hù)功能，在其軟啟動功能的保護(hù)下，其電動機(jī)啟動時(shí)所產(chǎn)生的啟動電流僅為試運(yùn)行電流的1-3倍，其在啟動過程中所受到的沖擊遠(yuǎn)小于直接啟動所受到的沖擊，電動機(jī)和管網(wǎng)因沖擊而產(chǎn)生的折損明顯縮小，機(jī)泵、管網(wǎng)等設(shè)備的使用壽命得以延長。此外，在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，變頻節(jié)能技術(shù)能夠有效降低油田供水系統(tǒng)的用電量。將兩臺同類型的設(shè)備放在一起，一臺使用工頻設(shè)備，另一臺使用變頻設(shè)備，在同等的工作時(shí)間下，在經(jīng)過研究對比后發(fā)現(xiàn)，使用變頻設(shè)備平均每年可節(jié)約工業(yè)用電費(fèi)用至少20多萬元，在燒煤發(fā)電的形式下，平均每年減少燒煤量近40噸，這還只是一臺機(jī)器的每年所減少的能耗。如果是一個(gè)頗具規(guī)模的油田生產(chǎn)基地，變頻節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用，每年為其所省去的相關(guān)生產(chǎn)成本將是不可估量的。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞：管網(wǎng)疊壓（無負(fù)壓） ；供水設(shè)備；工作原理
管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備是在變頻恒壓供水設(shè)備上發(fā)展起來的，主要由穩(wěn)流補(bǔ)償器、水泵、智能控制系統(tǒng)等組成。管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備系統(tǒng)見圖1。
1.無負(fù)壓供水系統(tǒng)設(shè)備作用分析
為了減小直接抽吸對市政供水的影響， 一般應(yīng)在設(shè)備入口管道上串接了一個(gè)承壓貯水容器。主要起緩沖作用（動態(tài)補(bǔ)償作用） 的水罐稱為緩沖罐； 平時(shí)無動態(tài)緩沖作用僅在市政管無水壓時(shí)才起備用水源作用的水罐稱為水源罐。
配套緩沖罐的接力增壓設(shè)備與配套水源罐的接力增壓設(shè)備運(yùn)行原理有一定差異，下面分別予以說明。
2.1 配套緩沖罐的設(shè)備
成套設(shè)備一般由緩沖罐、水泵機(jī)組、氣壓罐控制柜及控制儀
表組成。
緩沖罐即可串接使用，也可并接使用（進(jìn)出水為同一管道，作為分支與市政管路相接）。
（2）水泵機(jī)組：選用本公司具有非過載特性的水泵，其工作特性可以適應(yīng)水源的較大范圍內(nèi)的壓力變化，不會產(chǎn)生過載現(xiàn)象。
（3）氣壓罐：其作用與通常2 次增壓供水設(shè)備中的氣壓罐相同，本系列標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品采用的隔膜式微型氣壓罐，主要利用其保壓功能，有利于設(shè)備的智能化自動節(jié)能控制。
（4）變頻控制柜：可采用全變頻控制系統(tǒng)，即所有水泵均采用變頻調(diào)速拖動，也可采用部分變頻控制系統(tǒng)（樣本標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品只有1 臺泵為變頻調(diào)速拖動）。
（5）旁通管路：如果市政供水平時(shí)能夠滿足水壓要求，僅在供水高峰時(shí)壓力不足，可加載旁通管路，可使市政下拉供水與增壓供水實(shí)現(xiàn)自動切換運(yùn)行。
①當(dāng)市政管網(wǎng)高壓時(shí)，設(shè)備處于停機(jī)狀態(tài)，市政水源過緩沖罐、旁通管路直接向用戶管網(wǎng)供水。
②當(dāng)市政管網(wǎng)欠壓時(shí)，設(shè)備自動啟動，在原有水壓基礎(chǔ)上變頻調(diào)速增壓（恒壓）供水，由于是按"差多少，補(bǔ)多少"的原則增壓，所以在全流量范圍即滿足了用戶恒壓供水的需求，同時(shí)又實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能運(yùn)行。運(yùn)行過程中密閉的緩沖罐相當(dāng)一段管路，新鮮衛(wèi)生的自來水不斷流過水源罐，不會遭受外界污染。
③設(shè)備運(yùn)行中，緩沖罐部分容積為壓縮空氣（其壓力與市政水壓相同），因而貯存了一定壓力勢能，靠此貯能可大大減緩各種沖擊對市政水源的影響，同時(shí)對市政供水具有動態(tài)的削峰補(bǔ)償作用。當(dāng)市政服務(wù)壓力從P2 降至P1 時(shí)，緩沖罐提供的最大補(bǔ)償水量與緩沖罐總?cè)莘e關(guān)系為：
2.2 配套水源罐的設(shè)備
成套設(shè)備一般由自動隔離閥（選購件）、水源罐（或承壓水池）、水泵機(jī)組、氣壓罐、變頻控制柜（含控制儀表）組成。
（1）自動隔離閥或節(jié)流裝置（選購件）：用于隔離市政水源，可任意設(shè)定動作壓力，當(dāng)市政水源壓力低于該值時(shí)，隔離裝置動作，切換到水源罐或承壓水池供水。也可考慮使用廉價(jià)的節(jié)流裝置代替隔離閥，限制最大進(jìn)水流量，供水不足部分靠水源罐補(bǔ)償。
（2）水源罐：給水運(yùn)行時(shí)罐內(nèi)全部容積充滿了水，由于無壓縮空氣貯能，對各種沖擊的緩沖作用和對市政水源的動態(tài)補(bǔ)償效果不如緩沖罐。但當(dāng)市政水源壓力太低，水源罐出水（供水）大于進(jìn)水量時(shí)，罐內(nèi)貯水容積可全部用來補(bǔ)償市政水源的不足。
水源罐提供補(bǔ)償水量期間，靠真空抑制器使空氣自動進(jìn)入罐體，可避免對高下管網(wǎng)造成負(fù)壓抽吸作用（即所謂無負(fù)壓無吸程）。
水源罐只能串接在進(jìn)水管路中使用。
（3）承壓水池：一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與水源罐工作原理相同，因其容積大，對市政供水具有很好的削峰填谷作用，適用于全國各地各種市政水源情況。當(dāng)市政供水管網(wǎng)因故停水期間可由承壓水池提供一定時(shí)間的供水水源，適用于客戶要求高可靠供水的場合。
（4）水泵機(jī)組：選用本公司具有非過載特性的水泵，其工作特性可適應(yīng)市政水源的較大范圍內(nèi)的壓力變化，不會產(chǎn)生過載現(xiàn)象。
（5）氣壓罐：其作用與通常2 次增壓供水設(shè)備中的氣壓罐相同，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中采用隔膜微型氣壓罐，主要利用其保壓功能，有利于設(shè)備的智能化自動節(jié)能控制。
（6）變頻控制柜：可選擇采用全變頻技術(shù)方案，即所有水泵均采用變頻拖動，也可采用部分變頻技術(shù)方案（只有一臺泵為變頻調(diào)速拖動）。
（7）旁通管路：如果市政供水平時(shí)滿足水氣要求，僅在供水高峰時(shí)壓力不足，可加載旁通管路，使市政直接供水與增壓供水自動切換運(yùn)行[7-8]。
3. 結(jié)論和建議
（1）管網(wǎng)疊壓供水技術(shù)的最大優(yōu)勢在于可以利用供水管網(wǎng)剩余水壓和避免來自外界的二次污染，需要解決的主要問題是消除對供水管網(wǎng)的不利影響，應(yīng)用的根本前提是供水管網(wǎng)的供水能力有保障。
（2）管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)可有效避免來自外界的二次污染，但系統(tǒng)設(shè)置了穩(wěn)流罐或旁通管，采用空氣接觸消除負(fù)壓時(shí)，仍然存在水質(zhì)安全隱患，需要考慮定期清洗、消毒。
（3）安裝高程較低的管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備，采用負(fù)壓消除技術(shù)不能保證供水管網(wǎng)所需的最小自由水頭，應(yīng)采用限流控制技術(shù)，避免過量抽水。
（4）通過基礎(chǔ)理論研究和工程實(shí)踐資料積累逐步完善管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，供水企業(yè)應(yīng)通過管網(wǎng)水力計(jì)算及在線監(jiān)測等方式對各區(qū)域的最大供水能力進(jìn)行充分的評估，加強(qiáng)供水管網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，通過增大部分“瓶頸”管段（主要是街坊管）的直徑等技術(shù)措施增強(qiáng)市政管網(wǎng)的供水保障能力。
（5）穩(wěn)流罐的有效容積應(yīng)該根據(jù)供水管網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)水管的補(bǔ)水能力、建筑內(nèi)部用水量及其變化規(guī)律通過計(jì)算確定。
（6）對供水管網(wǎng)壓力能夠直接供水的區(qū)域采用獨(dú)立的豎向分區(qū)，以減小疊壓供水設(shè)備規(guī)格，降低工程投資和運(yùn)行費(fèi)用。
參考文獻(xiàn)：
[1] 陳衛(wèi)國，張于輝.試論無負(fù)壓設(shè)備在城市供水中的應(yīng)用[J].民營科技，2009 （2）：10
[2] 商慶山，曹 成. 淺談管網(wǎng)疊壓（ 無負(fù)壓） 供水設(shè)備的性能及應(yīng)用[J].給水排水動態(tài)，2006（4）：7
[3] 任永華.管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備原理及應(yīng)用[J].山西建筑，2008，34（22）：189
[4] 常金秋.淺談管網(wǎng)疊壓供水[J].上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，8（1）：22-23
關(guān)鍵詞：變頻器 供水行業(yè) 應(yīng)用
0 引言
一般城市管網(wǎng)的水壓無法完全滿足所有用水居民的用水需求，絕大部分用戶須通過提升水壓才能滿足用水要求。以前大多采用傳統(tǒng)的水塔，高位水箱等等增壓設(shè)備，它們都必須由水泵以高出實(shí)際用水高度的壓力提升水量，其結(jié)果大大增加了能量損耗。
1 新、舊泵的測試
例如，我公司對6sh-6 55kw成套機(jī)電設(shè)備做如下測試：
75KW三墾變頻器直拖舊泵測試數(shù)據(jù)表：
75KW三墾變頻器直拖新泵測試數(shù)據(jù)表
由上述測試結(jié)果可得老式供水方式被全新變頻供水方式取代具有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：
1.1 變頻供水能靈活控制供水壓力。
1.2 采用變頻供水節(jié)電效果明顯。
1.3 當(dāng)異步電機(jī)在全壓啟動時(shí)從靜止?fàn)顟B(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速所需時(shí)間小于0.5秒，這意味著在不足0.5秒的時(shí)間里，水的流量從零猛增到額定流量，在極短時(shí)間內(nèi)流量的巨大變化將引起對管道的壓強(qiáng)過高或過低的沖擊，壓力過高會爆管而過低導(dǎo)致管子的癟塌。直接停機(jī)同樣會引起壓力沖擊。從上表測試結(jié)果可見使用變頻器調(diào)速后，可通過對加減速時(shí)間的合理預(yù)置來延長啟動和停止過程，合理控制供水壓力減少管道沖擊，最大限度保護(hù)管網(wǎng)，管件，同時(shí)也提高電機(jī)水泵的使用壽命。從上述測試還可以看出泵老化時(shí)嚴(yán)重影響出水量供水壓力，維護(hù)維修不及時(shí)泵效率會大幅降低。
2 變頻器的節(jié)能效果
變頻器節(jié)能效果實(shí)際工作中更可觀。例如，我公司有一水廠，水廠原供水方案為280KW機(jī)電系統(tǒng)一工一變兩套系統(tǒng)向市區(qū)管網(wǎng)以0.18Mpa壓力供水，工頻供水系統(tǒng)為控制供水壓力要采用勒閥門的方法。去年經(jīng)技術(shù)改造改為兩套供水系統(tǒng)均用變頻器供水，嚴(yán)禁勒閥門通過變頻器調(diào)頻來控制供水壓力。改變供水方法后該水廠當(dāng)月電費(fèi)較前月少近五萬元，當(dāng)年公司電費(fèi)較上年減少近六十萬元，可見使用變頻器供水節(jié)能效果很明顯，長期使用變頻器經(jīng)濟(jì)效益可觀。
變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)，經(jīng)歷了逐步完善的過程。綜合早期的單泵恒壓供水系統(tǒng)與近幾年來被行業(yè)內(nèi)人士普遍使用的多泵恒壓調(diào)速供水系統(tǒng)諸多供水方式來看，我認(rèn)為最優(yōu)的恒壓供水系統(tǒng)應(yīng)為單泵直拖恒壓供水系統(tǒng)。
3 各種供水方式比較
例如，我單位現(xiàn)使用以下幾種供水方式(以富士變頻器為例)：
3.1 變頻器直拖電機(jī)變壓（變流量）供水： 優(yōu)點(diǎn)：接線簡單，使用電器件少，完全啟用變頻器自身功能運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)電效果較明顯，維修率較低。缺點(diǎn)：只能變壓（流量）運(yùn)行，節(jié)能空間有剩余。
3.2 多泵運(yùn)行方式：控制回路用PLC(可編程控制器)設(shè)計(jì)以三泵為例：優(yōu)點(diǎn)：可控制實(shí)現(xiàn)恒壓（恒流量）供水。缺點(diǎn)：只有一臺泵變頻調(diào)速運(yùn)行，其余各泵均工頻運(yùn)行，節(jié)能一般,部分能量未被挖掘出來。維修工作量較大，運(yùn)行穩(wěn)定性較好。
一、設(shè)備組成及特點(diǎn)
全自動變頻恒壓供水系統(tǒng)由電源、變頻器、水泵、儲氣罐、供水管道以及各種控制閥門等組成。電源柜作為整套供水設(shè)備的電源控制，具備雙電源自動切換功能，確保設(shè)備的電源供給及設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。變頻控制柜是全自動恒壓供水設(shè)備的關(guān)鍵部件，它能根據(jù)供水管網(wǎng)的水壓變化情況實(shí)時(shí)控制水泵機(jī)組的運(yùn)行工況及運(yùn)行臺數(shù)，確保供水水壓穩(wěn)定在設(shè)定的范圍內(nèi)。水泵機(jī)組由主泵和附泵組成，在用水高峰期，管網(wǎng)供水壓力低于設(shè)定值時(shí)由主泵輪流運(yùn)行來保證（一般為3～4臺，本設(shè)備為3臺），穩(wěn)定水壓；在用水量不大的情況下，則由附泵及儲氣罐保壓，滿足恒壓的要求。
二、設(shè)備日常使用維護(hù)項(xiàng)目及內(nèi)容
日常使用維護(hù)一般應(yīng)在設(shè)備運(yùn)行過程中進(jìn)行細(xì)心的觀察，用眼觀、鼻嗅、手摸，對設(shè)備的運(yùn)行情況以及性能有直接的感知并作出判斷。
日常維護(hù)檢查工作可分整體檢查和個(gè)體檢查。
1.整體檢查
整體檢查是從總體的角度，對設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行大致的觀察，包括：
1）設(shè)備的工作環(huán)境如環(huán)境溫度、空氣相對濕度、空氣清潔度、電磁干擾以及雷電等。
2）設(shè)備的供水壓力（水壓表的讀數(shù)）是否正常（與設(shè)定壓力進(jìn)行比較）。
3）設(shè)備運(yùn)行的大致情況是否正常，有無異常響聲、異常振動、異味、冒煙等。
4）設(shè)備的運(yùn)行工況與供水壓力是否相符，如供水壓力已達(dá)到設(shè)定壓力而設(shè)備仍處于變頻運(yùn)行甚至是工頻運(yùn)行，或供水壓力未達(dá)到設(shè)定壓力而設(shè)備已停止運(yùn)行等情況，則應(yīng)及時(shí)進(jìn)行分析檢查，對相關(guān)部件的運(yùn)行情況進(jìn)行詳細(xì)檢查直到查明原因排除故障方可繼續(xù)運(yùn)行。
2.分部檢查
分部檢查則應(yīng)對設(shè)備的各個(gè)部分進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致地檢查。具體如下：
1）電源柜
電源電壓應(yīng)為380V，允差5%；頻率應(yīng)為50Hz；電流三相應(yīng)平衡；控制電器應(yīng)動作正常；檢查接觸器的電氣互鎖和機(jī)械互鎖功能是否正常。
2）變頻控制柜
檢查電源是否正常；外觀應(yīng)完好正常、無變形、傷損、變色、冒煙、異味等；無異常振動、異常響聲；控制功能應(yīng)正常，觀察變頻器運(yùn)行過程中頻率變化是否平穩(wěn)變化，受控的多臺電動機(jī)輪換運(yùn)行是否正常；變頻器的顯示是否正常，按動功能鍵，觀察相應(yīng)項(xiàng)Yl的顯示（或提示）是否正常；檢查變頻器的設(shè)置是否正確，是否被改動，如被改動，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定運(yùn)行參數(shù)；觀察設(shè)備的運(yùn)行從變頻到工頻、從工頻到變頻的過程中，變頻器和電動機(jī)是否同步平穩(wěn)運(yùn)行，檢查變頻控制柜到電動機(jī)之間的電氣連接是否正常以及電動機(jī)和水泵在運(yùn)行過程中有無異常響聲、異常振動、異味、過熱、漏電等；打開變頻控制柜柜門，檢查柜內(nèi)電器配件的連接有無異常，安裝是否松動，繼電器、接觸器的動作是否正常；仔細(xì)觀察柜內(nèi)所有電器元件有無異常響聲、異味、過熱、變色、破損、閃絡(luò)放電等異常現(xiàn)象。
3）水泵設(shè)備
觀察電動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向與轉(zhuǎn)向指示是否一致；檢查電動機(jī)外殼是否漏電，水泵的密封是否良好；電動機(jī)及水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)過程有無異常響聲，水泵的供水壓力（水壓表的讀數(shù)）指示是否正常；進(jìn)水管、出水管、儲氣罐及管路的所有閥門、配件都不應(yīng)有松動、滲漏現(xiàn)象。
三、定期檢修的項(xiàng)目及內(nèi)容
定期檢修應(yīng)在停機(jī)的情況下進(jìn)行，并根據(jù)需要拆開相關(guān)部件的外殼，用工具、儀器進(jìn)行檢查、測量、維修。
1）電源柜的定期檢修
檢查電源進(jìn)線接頭是否松動、進(jìn)線開關(guān)的安裝是否牢固；檢查接觸器是否動作正常、吸合牢固、機(jī)械互鎖穩(wěn)定可靠、電氣互鎖接線正確牢固、接觸器主觸頭是否磨損；柜內(nèi)各輔助電氣元件的功能是否正常；用1000V兆歐表檢查電源柜的電源各相線與外殼的絕緣電阻是否符合要求。
2）變頻控制柜的定期檢修
首先檢查柜內(nèi)電器配件表面的清潔度，如有灰塵等附著物，可用干燥的壓縮空氣吹凈；檢查柜內(nèi)各電器的連接線線頭是否松動，如有松動則應(yīng)及時(shí)擰緊或重新焊接；檢查遠(yuǎn)程壓力傳感器接線板上各接線頭及元件是否松動、完好；拆開各個(gè)交流接觸器的滅弧罩，檢查接觸器的主觸頭表面的磨損情況及與熱繼電器的連接，如觸頭磨損則應(yīng)及時(shí)更換。
3）變頻器的檢修
拆開變頻器的外殼，首先檢查內(nèi)部的潔程度，如有灰塵等應(yīng)及時(shí)清理，可用干燥的壓縮空氣吹；檢查變頻器內(nèi)部的各個(gè)元件有無變形、破損、過熱、變、閃絡(luò)等跡象；檢查內(nèi)部變壓器、繼電器、電抗器有無變異味、絕緣破損及閃絡(luò)擊穿等異常現(xiàn)象；檢查內(nèi)部各個(gè)件是否完好；檢查主回路與相鄰元件之間以及主回路端子間的相對位置是否正常；檢查各種連接線是否完好、牢固靠；用鉗形電流表檢查負(fù)載的實(shí)際電流與顯示屏的顯示值否相近，如相差大，則應(yīng)詳細(xì)檢查，及時(shí)處理。
經(jīng)上述檢查后，如發(fā)現(xiàn)元件松動應(yīng)及時(shí)擰緊或重新焊接，如發(fā)現(xiàn)元件變形、破損、過熱、變色、閃絡(luò)的，則應(yīng)檢查測量其電氣性能，不符合要求的應(yīng)及時(shí)更換同型號配件。
四、維護(hù)與檢修時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
1）變頻器在日常維護(hù)過程中，應(yīng)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中進(jìn)行觀察，可不必停機(jī)檢查；但在檢修前必須切斷電源，方可進(jìn)行下一步工作，但如要拆開變頻器的蓋板則須等候一定時(shí)間，以待電容放電到安全電壓以下，確保安全。
2）變頻器控制面板上的OFF（或STOP）鍵只能作為停機(jī)操作用，而不能切斷設(shè)備的電源，即使停機(jī)，電源不斷。
3）由于主回路有充電電容器，維護(hù)和檢修前應(yīng)確認(rèn)電容器兩端的電壓低于安全電壓。
4）變頻器必須可靠接地，確保安全。
關(guān)鍵詞：二次供水節(jié)能降耗 合理設(shè)計(jì) 科學(xué)管理
中圖分類號：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
前言
隨著我國經(jīng)濟(jì)快速增長，各項(xiàng)建設(shè)取得了巨大的成就,同時(shí)也付出了巨大的資源和環(huán)境代價(jià)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的矛盾日趨尖銳。節(jié)能降耗，這一重要、緊迫的任務(wù)擺在了經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的面前，也擺在了企業(yè)發(fā)展的面前。作為一名一線的技術(shù)工作者，本人有幸參與了珠海生活用水二次加壓設(shè)備的管理工作，并且逐漸摸索出了在二次供水系統(tǒng)中降低能耗的方法與經(jīng)驗(yàn)，在此與供水同仁一起分享和探討。
概述
目前，我公司接收、管理的生活用水二次加壓泵房共376個(gè)。主要的供水方式為：增壓設(shè)備和高位水池（箱）聯(lián)合供水、變頻調(diào)速供水、管網(wǎng)疊壓供水、氣壓供水。這四種供水方式各有其特點(diǎn)：
1、增壓設(shè)備和高位水池（箱）聯(lián)合供水的供水方式設(shè)計(jì)和操作都很簡單、維修方便，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，但地下水池（箱）和高位水池（箱）都要占用一定空間。
2、變頻調(diào)速供水方式是水泵直接供水至客戶，節(jié)省了樓頂水池（箱），供水系統(tǒng)總體投資少，供水壓力比較穩(wěn)定和可控，但依賴變頻器和PLC的使用，一旦變頻器或PLC故障，更換和維修有難度。
3、管網(wǎng)疊壓供水方式是在供水主管網(wǎng)水壓基礎(chǔ)上通過水泵直接供水至客戶。節(jié)省了水池（箱），水質(zhì)比較有保障，對于單個(gè)供水系統(tǒng)來說比較省電，但依賴主管網(wǎng)的水壓。
4、氣壓供水的方式是通過氣壓罐對供水管網(wǎng)進(jìn)行調(diào)壓供水，主要在老舊小區(qū)或客戶比較少的小區(qū)二次加壓泵房中使用，設(shè)計(jì)和操作簡單，但水壓有一定的波動。
如何將這幾種供水方式合理的運(yùn)用到住宅小區(qū)生活用水二次加壓系統(tǒng)中來，如何科學(xué)的管理生活用水二次加壓設(shè)施是節(jié)能降耗的關(guān)鍵。下面將從兩個(gè)方面闡述在生活用水二次供水系統(tǒng)中如何做好節(jié)能降耗工作。
一、合理設(shè)計(jì)
1、正確選用供水方式
選擇一個(gè)符合小區(qū)生活用水二次加壓系統(tǒng)的供水方式是節(jié)能的關(guān)鍵。這就是我們常說的“量體裁衣”了。前面介紹了幾種供水方式的特點(diǎn)，我們可以根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行分析并選擇。
⑴增壓設(shè)備和高位水池（箱）聯(lián)合供水相當(dāng)于小區(qū)供水的一個(gè)“小水廠”,上、下兩個(gè)水池都有儲水功能，可以形成對市政供水的錯(cuò)峰用水，是最節(jié)能的供水方式之一。它運(yùn)行的整個(gè)過程是：市政水進(jìn)入地下水池后通過加壓泵供給高位水池（箱）再到各用水點(diǎn)。這種供水方式控制柜簡單，元器件便宜，維修快捷。高位水池（箱）具有一定的儲水能力，水泵不需要24小時(shí)運(yùn)行，對水泵損耗低且耗電量低。在實(shí)際管理中的一些小區(qū)加壓泵一天才運(yùn)行一到兩次就可以滿足客戶的用水需求。
當(dāng)然，這種供水方式不是每個(gè)小區(qū)都適用。在工作中通過觀察,發(fā)現(xiàn)這種供水方式在規(guī)模比較小的（100～200戶）、多層或次高層建筑物的住宅小區(qū)二次加壓系統(tǒng)中比較節(jié)能。例如：金景花園住宅小區(qū)共3棟，4-10層采用的是增壓設(shè)備和高位水池（箱）聯(lián)合供水方式，二次加壓受益用戶92戶，加壓設(shè)備平均電耗為0、4kw.h/ m3。山景軒住宅小區(qū)共2棟，4-8層采用的是氣壓供水方式，二次加壓受益用戶56戶，加壓設(shè)備平均電耗為3、2 kw.h/ m3。同樣是規(guī)模比較小的住宅小區(qū)選擇的二次加壓供水方式不同，則電耗相差很大，類似這樣的例子還有很多。
⑵變頻調(diào)速供水是在氣壓供水的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，是近年來設(shè)計(jì)、使用比較多的供水方式。它運(yùn)行的整個(gè)過程是：市政水進(jìn)入地下水池后通過加壓泵供給各用水點(diǎn)。變頻調(diào)速供水通過變頻器的頻率變化與水泵的轉(zhuǎn)速變化相結(jié)合，改變水泵轉(zhuǎn)速的方式來調(diào)整供水量。這種供水方式控制柜自動化程度高，操作方便，但變頻器和PLC對工作環(huán)境有一定的要求。由于設(shè)備需要24小時(shí)運(yùn)行來穩(wěn)定供水壓力，水泵配置對節(jié)能就相當(dāng)重要了。
該供水方式用于規(guī)模比較大、用戶數(shù)量比較多（200戶以上）、建筑物標(biāo)高不同、需要垂直分區(qū)供水的次高層或高層住宅小區(qū)二次加壓系統(tǒng)中比較節(jié)能。例如：恒泰豪庭住宅小區(qū)共4棟，7-12層為二次供水低區(qū)、13-17層為二次供水高區(qū)，受益用戶200戶，加壓設(shè)備平均電耗為2、28kw.h/ m3。金域廊院住宅小區(qū)共8棟，,4 -11層為二次供水低區(qū)、12-17層為二次供水高區(qū)，受益用戶851戶，加壓設(shè)備平均電耗為1、1kw.h/ m3。通過這樣的對比，我們可以清楚的看到變頻調(diào)速供水方式在受益用戶數(shù)量大的住宅小區(qū)所體現(xiàn)出來的節(jié)能效果。
⑶管網(wǎng)疊壓供水是為了讓變頻調(diào)速供水更節(jié)能和保障水質(zhì)的情況下應(yīng)運(yùn)而生的供水方式。它運(yùn)行的整個(gè)過程是：市政水進(jìn)入無負(fù)壓罐后通過加壓泵供給各用水點(diǎn)。其實(shí)就是在沒有水池（箱）情況下的變頻調(diào)速供水，在市政管網(wǎng)壓力上疊加一個(gè)水泵壓力供給用戶。這種供水方式的設(shè)計(jì)對周邊管網(wǎng)壓力非常依賴，水質(zhì)有保障，投入成本低，耗能少。但不適用于規(guī)模比較大、用戶比較多的次高層、高層住宅小區(qū)。它的使用可說是對整個(gè)市政供水系統(tǒng)的泄壓，是在供水企業(yè)耗能高的前提下來體現(xiàn)這種供水方式耗能低的表象。但是其在混合供水中，卻發(fā)揮著巨大的節(jié)能作用，而且不影響市政供水系統(tǒng)。嶺南世家榮景園就是典型的例子。其二次供水中區(qū)（5-11層）共530戶，使用的是變頻調(diào)速供水；二次供水高區(qū)（12-18層）共24戶，使用的是通過高區(qū)加壓設(shè)備在中區(qū)供水管網(wǎng)上的疊壓。由于高區(qū)用戶少，直接使用變頻調(diào)速供水則客戶用水成本高，通過在中區(qū)供水管網(wǎng)上疊壓的方式節(jié)能顯著。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前中區(qū)二次加壓設(shè)備運(yùn)行的平均能耗為0、63 kw.h/ m3，高區(qū)二次疊壓設(shè)備運(yùn)行的平均能耗為0、3 kw.h/ m3。
⑷氣壓供水方式由于存在氣壓罐膠囊經(jīng)常破損、維修強(qiáng)度大、壓力波動的特性，滿足不了人們目前的生活需求，逐漸被市場淘汰，在此就不贅述了。
2、正確選用合適的供水設(shè)備
一個(gè)住宅小區(qū)選定了供水方式、二次供水的樓層范圍、二次供水受益用戶數(shù)量，我們就可以根據(jù)相應(yīng)的公式、規(guī)范以及經(jīng)驗(yàn)來合理、經(jīng)濟(jì)的選擇適當(dāng)?shù)墓┧O(shè)備。
⑴一般來說，增壓設(shè)備和高位水池（箱）供水方式其設(shè)備的選型是最簡單的。首先考慮水泵出水口到最不利點(diǎn)的（高位水池（箱）的入水口）的高度差,根據(jù)下式確定水泵揚(yáng)程：
H≥0.01H1＋0.001H2＋0.01ν2/2g
式中 H—水泵的揚(yáng)程（MPa）
H1—水泵出水口與高位水池（箱）的入水口處得高度差（m）
H2—管道（水泵出水管口與高位水池（箱）入口處）的全部水頭損失（MPa）
ν—高位水池（箱）入口流速（m/s）
在增壓設(shè)備和高位水池（箱）供水方式中水泵的流量由二次供水受益客戶最大小時(shí)用水量來確定。由于水泵只要供水至高位水池（箱），根據(jù)流體機(jī)械理論，在相似工況下，水泵的流量、揚(yáng)程和功率分別與其轉(zhuǎn)速的一次方、二次方和三次方成正比，所以該供水方式的設(shè)備選擇低轉(zhuǎn)速的DL型水泵就可以滿足供水要求且節(jié)能。水泵按一用一備配置即可。
⑵變頻調(diào)速供水首先要確定小區(qū)二次供水如何分區(qū)，再根據(jù)各供水區(qū)域的的樓層范圍、受益用戶數(shù)量來選擇設(shè)備的型號。根據(jù)水泵的特性曲線，如果要水泵在一個(gè)高效率的區(qū)間運(yùn)行，住宅小區(qū)生活用水二次加壓系統(tǒng)使用變頻調(diào)速供水方式必須分區(qū)，才能體現(xiàn)變頻調(diào)速節(jié)能的作用。否則，供水受益客戶用水成本高，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。多層和次高層的小區(qū)分為市政供水和二次加壓供水，高層小區(qū)要根據(jù)樓層進(jìn)行劃分。比如一個(gè)高達(dá)42層的住宅小區(qū)，在小區(qū)周邊管網(wǎng)壓力足夠的情況下，小區(qū)生活用水可按如下分區(qū)：1-4層為市政供水；5-12層、13-22層、23-32、33-42為二次加壓分區(qū)供水。
根據(jù)設(shè)計(jì)的供水區(qū)域可依據(jù)下式確定水泵揚(yáng)程：
H≥0.01H11＋0.001H22＋H33
式中 H—水泵的揚(yáng)程（MPa）
H11—水泵出水口與最不利點(diǎn)的高度差（m）
H22—管道的全部水頭損失（MPa）
H33—該供水設(shè)備供給范圍內(nèi)最不利配水點(diǎn)的最低工作壓力（MPa）
變頻調(diào)速供水的流量應(yīng)按供水區(qū)域內(nèi)設(shè)計(jì)秒流量和每小時(shí)最大用水量來綜合確定。
系統(tǒng)的揚(yáng)程、流量確定了，選擇水泵的配置就簡單了。考慮到水泵在系統(tǒng)零流量的頻率P0一般為25～35HZ，為了達(dá)到節(jié)能的目的，我們根據(jù)水泵的轉(zhuǎn)速頻率和供水區(qū)域的流量范圍來確定水泵的配置。水泵最不利工況點(diǎn)應(yīng)在水泵特性曲線高效區(qū)段的右端點(diǎn)。規(guī)模較小的供水區(qū)域（300戶以內(nèi)）用水系統(tǒng)可選擇同型號水泵3～4臺，水泵功率一般不超過7、5KW；規(guī)模較大的供水區(qū)域 （300至1000戶）水泵功率不超過15KW的，不僅要考慮配置3～4臺主泵,還應(yīng)配備1～2臺小泵在夜間和平時(shí)小流量時(shí)變頻供水。不同的供水量段，要求有相應(yīng)的頻率來保證用水量的變化，所以在變頻調(diào)速供水中要選擇頻率調(diào)節(jié)范圍比較大的高轉(zhuǎn)速的CDL、LG等運(yùn)行相對穩(wěn)定的高速水泵。
在實(shí)踐中，我們通過上述的方法可以確定這樣做既滿足客戶用水要求還提高了水泵的運(yùn)行效率，特別是整個(gè)二次加壓系統(tǒng)在運(yùn)行中相當(dāng)省電。
當(dāng)然一個(gè)適當(dāng)體積的氣壓罐也是必不可少的，它能夠延長水泵的睡眠時(shí)間、降低水泵損耗、延長水泵壽命、最大限度的節(jié)能。
3、合理選擇供水管道的管徑及鋪設(shè)方式
管徑大小設(shè)計(jì)直接影響二次供水系統(tǒng)的流量和壓力，也影響著水泵運(yùn)行的效率,間接產(chǎn)生能耗。
鋪設(shè)管道時(shí)應(yīng)按相關(guān)規(guī)范和實(shí)際情況進(jìn)行合理的鋪設(shè)，避免產(chǎn)生多余的水頭損失。
二、科學(xué)管理
通常,大部分生活用水二次加壓泵房建成后都移交給供水企業(yè)管理、維護(hù)。如何科學(xué)的管理二次加壓設(shè)備、降低故障率、提高設(shè)備的使用壽命是我們工作的重心，對降低能耗與減少排放也有著明顯的成效。在二次加壓泵房管理中，應(yīng)從兩個(gè)大方面著手，梳理、細(xì)化工作內(nèi)容和流程，全面實(shí)現(xiàn)科學(xué)化管理。
1、二次加壓設(shè)備的管理
A、泵房日常巡查、維護(hù)
首先，對管理的所有生活用水二次加壓泵房必須建立詳細(xì)的檔案。另外，組建專業(yè)的維護(hù)隊(duì)伍對泵房定期巡查，并把設(shè)備運(yùn)行情況、水壓、設(shè)備及管道有無滲漏、水池浮球閥的情況登記在巡查記錄本上。這樣，就可以實(shí)時(shí)掌控每一個(gè)管理的泵房運(yùn)行情況，做到隨時(shí)發(fā)現(xiàn)“跑”、“漏”現(xiàn)象，避免不必要的漏損。
B、定期保養(yǎng)
①、軸承定期注入油：水泵正常運(yùn)行每5000小時(shí)后，水泵軸承注油系統(tǒng)內(nèi)必須注入適量的鈣質(zhì)油。
②、定期檢查水泵的密封系統(tǒng)：每隔15日檢查水泵的密封系統(tǒng),機(jī)械密封系統(tǒng)，在運(yùn)行前要檢查泵體內(nèi)是否有水，無水時(shí)不能啟動水泵，否則因密封件無法降溫易損壞。
③、平時(shí)注意軸承周圍的清潔：由于軸承的轉(zhuǎn)速高，當(dāng)其他雜物進(jìn)入軸承時(shí)，易損傷軸承體，大大降低軸承的壽命。特別是水泵出現(xiàn)被水淹過或被其他雜物填埋時(shí)，必須拆缷軸承進(jìn)行清洗，必要時(shí)更換軸承。
定期對水泵、電機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)可以延長設(shè)備運(yùn)行的壽命，也可以保障持續(xù)、正常供水，同時(shí)降低了噪音。本人認(rèn)為，減少設(shè)備更換的頻率或者說延長設(shè)備使用時(shí)間，其實(shí)就是節(jié)能減排。
C、技術(shù)改造
自2008年以來，由我所牽頭改造過的老舊、殘缺、電費(fèi)高、噪音擾民的生活用水二次加壓泵房數(shù)已達(dá)41個(gè)。通過技術(shù)改造，我們把一批配置不合理、耗電量大、噪音大的小區(qū)二次加壓設(shè)備進(jìn)行了針對性的更換。同時(shí)，在改造中也嘗試著把經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能降耗相結(jié)合，并取得了較好的效果。
濱海大廈住宅小區(qū)位于珠海情侶中路，是一棟25層樓高，有162戶的老舊小區(qū)。其生活用水二次加壓泵房分為兩個(gè)區(qū)，即：5-13層為中區(qū)氣壓供水，14-25層為高區(qū)增壓設(shè)備和高位水池（箱）供水。由于接收管理之前，加壓設(shè)備缺少維護(hù)、保養(yǎng),腐蝕、殘缺比較嚴(yán)重,水泵運(yùn)行效率也低；中區(qū)氣壓供水水壓波動大，水錘現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，管件需經(jīng)常更換。針對這種情況,2010年4月，公司對其進(jìn)行了技術(shù)改造。其內(nèi)容是：廢除中區(qū)加壓設(shè)備，更換高區(qū)加壓設(shè)備，將中區(qū)加壓管道與高區(qū)高位水池（箱）出水管串聯(lián)。這樣,在不增加高區(qū)加壓設(shè)備功率的情況下，利用“虹吸”原理將高位水池（箱）內(nèi)的水對整個(gè)住宅小區(qū)所有客戶進(jìn)行覆蓋式供水。其二次加壓電耗從改造前的0、66 kw.h/ m3下降到0、32 kw.h/ m3。
2、水池（箱）的管理
目前,我們管理的水池（箱）共1431個(gè)，對每個(gè)水池（箱）都建立了詳細(xì)的檔案，并進(jìn)行定期清洗。
水池（箱）的管理最重要的一點(diǎn)就是預(yù)防和減少漏損。我們通過安裝不銹鋼水力平衡浮球閥防止水池頻繁溢水，減少漏損；在定期清洗水池（箱）時(shí),根據(jù)其儲水能力和客戶用水的需求，提前關(guān)閉進(jìn)水閥門，減少清洗時(shí)放空水池（箱）所產(chǎn)生的水量。另外，我們還根據(jù)實(shí)際情況，建造了一些不銹鋼水箱來對那些容積特別大、但生活用水占用容積少、清洗時(shí)特別浪費(fèi)水資源的消防和生活共用地下水池（箱）進(jìn)行消防和生活用水的劃分。這樣既保障了居民生活用水的水質(zhì)，同時(shí)也減少了水資源的浪費(fèi)。
可見，通過制定科學(xué)的管理制度，詳細(xì)的工作計(jì)劃，以及有效的實(shí)施，對生活用水二次加壓設(shè)備的管理非常有效，并最終達(dá)到節(jié)能降耗的效果。
在國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展大戰(zhàn)略的推動下，節(jié)能降耗，尤其是改變產(chǎn)能結(jié)構(gòu)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)，已經(jīng)刻不容緩。我們應(yīng)在自己的工作中,通過不斷應(yīng)用新知識和新技術(shù)，“以小見大”,從細(xì)節(jié)著手，從一點(diǎn)一滴做起，為用戶著想，為企業(yè)的發(fā)展盡力,將節(jié)能降耗體現(xiàn)在工作中的每一個(gè)方面，以行動來推動社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。
結(jié)束語：
隨著經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，供水技術(shù)將進(jìn)一步提高和完善，其中二次加壓設(shè)備在引入國內(nèi)、外各種新技術(shù)、新形式下將更加多樣化和人性化。我們在工作中也需要時(shí)刻了解、學(xué)習(xí)相關(guān)知識，并運(yùn)用于二次供水系統(tǒng)的管理中。作為二次供水系統(tǒng)的管理者也不斷地面對著更高的技術(shù)要求和服務(wù)要求，也需要我們不斷地去總結(jié)并更好的為大眾服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】變頻調(diào)速技術(shù)；節(jié)水；節(jié)能；集中供水；自動控制裝置
一、學(xué)校用水狀況分析；學(xué)校用水量一般是動態(tài)的，時(shí)而用量大，時(shí)而用量小。用水多時(shí)而供水少，則壓力低；用水少時(shí)而供水多，則壓力大，這是普遍的現(xiàn)象。而供水不足或供水過剩的現(xiàn)象有其規(guī)律性。上課與下課之間，休息期間，吃飯期間，晚上與白天之間用水量都有明顯變化。特別是學(xué)校固定有兩個(gè)大的假期和幾個(gè)小的法定假期，學(xué)生人數(shù)急劇減少，用水量巨減，這就對供水系統(tǒng)提出了更高的要求。同時(shí)消防安全也提出更高的要求，管網(wǎng)的末端必須達(dá)到一定的壓力，保證危機(jī)時(shí)的需要。如發(fā)生火災(zāi)時(shí)，若供水壓力不足或無水供應(yīng)，就不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。
二、變頻恒壓供水系統(tǒng)的優(yōu)勢；恒壓供水是指在供水網(wǎng)系中用水量發(fā)生變化時(shí)，出口壓力保持不變的供水方式。恒壓供水系統(tǒng)以前的近似的方案很多，如高位水箱（水塔），壓力罐等價(jià)高耗能的設(shè)備。隨著電力電子技術(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此類高造價(jià)、高耗能的供水設(shè)備。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的諸多優(yōu)點(diǎn)，如起動平穩(wěn)，起動電流可限，從而避免了起動時(shí)對電網(wǎng)的沖擊；由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，大大降低消耗，延長泵和閥門等設(shè)備的使用壽命；可以消除起動和停機(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、以及齊全的功能，凸現(xiàn)其自身的優(yōu)勢，得到了社會的普遍認(rèn)可和推廣應(yīng)用。使供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力，保持供水壓力的恒定運(yùn)行模式，達(dá)到高效率的運(yùn)行目的。變頻恒壓供水系統(tǒng)可使供水和用水之間保持平衡，即用水多時(shí)轉(zhuǎn)速提高、供水增多，用水少時(shí)轉(zhuǎn)速降低、供水減少，從而提高供水的質(zhì)量。這樣既可以滿足各個(gè)部位的用戶對水的需求，又不使電機(jī)長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)，避免造成能量浪費(fèi)，所以，學(xué)校適合采用恒壓供水系統(tǒng)。
三、變頻恒壓控制系統(tǒng)的基本原理
變頻調(diào)速用的電機(jī)多為感應(yīng)式交流電機(jī)，感應(yīng)式交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速近似地取決于電機(jī)的極數(shù)和頻率。n = 60f/p，n: 同步速度，f: 電源頻率 ，p: 電機(jī)極數(shù)。極數(shù)P是固定不變的，因此電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率成比例，頻率是電機(jī)供電電源的電信號，所以改變電機(jī)供電電源頻率，就能改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速。控制了頻率，就控制了轉(zhuǎn)速，這樣電機(jī)的轉(zhuǎn)速就可以被自由的控制了。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，首先要把三相或單相交流電變換為直流電（DC）。然后再把直流電（DC）逆變?yōu)轭l率可調(diào)的三相或單相交流電（AC），我們把實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換的裝置稱為“變頻器”（inverter）。因此，以控制頻率為目的的變頻器，是實(shí)現(xiàn)電機(jī)調(diào)速的優(yōu)選設(shè)備。由流體力學(xué)可知，根據(jù)水泵的基本原理 ； P（功率）=Q（流量）╳ H（壓力），流量Q與轉(zhuǎn)速N的一次方成正比，壓力H與轉(zhuǎn)速N的平方成正比，功率P與轉(zhuǎn)速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，當(dāng)要求調(diào)節(jié)流量下降時(shí)，轉(zhuǎn)速N可成比例的下降，而此時(shí)軸輸出功率P成立方關(guān)系下降。即水泵電機(jī)的耗電功率與轉(zhuǎn)速近似成立方比的關(guān)系。因此，改變電源頻率來改變電機(jī)水泵的轉(zhuǎn)速，達(dá)到改變供水的壓力和流量是一種非常節(jié)能可行的方法， 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(shí)多臺泵全開，供水量小時(shí)開一臺或兩臺。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(yùn)算自動調(diào)整變頻器輸出頻率，改變電動機(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。根據(jù)我校的實(shí)際情況，在充分利用變頻器的功能的前提下，采用一變頻器拖動兩臺電機(jī)方法。實(shí)踐證明，此種方式即能達(dá)到恒壓的功效，又能減少一臺變頻器，減少了損耗和資金。
四、PID控制原理；供水系統(tǒng)中，壓力是供水系統(tǒng)的基本控制對象，當(dāng)管網(wǎng)系統(tǒng)建成后，供水量的大小取決于壓力。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，需要變頻器根據(jù)給定壓力信號和反饋壓力信號比較后來調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制管網(wǎng)中水壓基本恒定的目的。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（目標(biāo)值）比較，形成閉環(huán)負(fù)反饋系統(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)控制系統(tǒng)。但被控制的系統(tǒng)特點(diǎn)是非線性、大慣性的系統(tǒng)，實(shí)際中多采用PLC控制和PID相結(jié)合的方法，在壓力波動較大時(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。學(xué)校的水壓控制要求不是很準(zhǔn)確，我們在管網(wǎng)系統(tǒng)的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件，提供反饋電信號。在變頻器中設(shè)置給定值，通過變頻器本身具有PID調(diào)節(jié)功能，設(shè)定PID功能，一般就能滿足要求。在主要功能預(yù)置方面，最高頻率應(yīng)以電動機(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)器決定的動態(tài)響應(yīng)過程。
五、 變頻恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成
整個(gè)恒壓供水系統(tǒng)由變頻恒壓供水自動控制裝置與水泵電機(jī)組合而成。.該裝置由變頻器（內(nèi)含PID調(diào)節(jié)器）、水位顯示控制器、遠(yuǎn)傳壓力表、水位傳感器及相關(guān)電氣控制部件構(gòu)成， 整個(gè)系統(tǒng)采用一臺變頻器控制兩臺水泵電動機(jī)，一主一輔的供水系統(tǒng)。要求供水壓力保持在0.5 MPa，遠(yuǎn)傳壓力表的量程是0～1 MPa。遠(yuǎn)傳壓力表傳感器檢測管網(wǎng)出水壓力，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)樽冾l器可接收的模擬信號。原主泵電動機(jī)為15 kW、30.5A、1 470 r/min；輔泵電動機(jī)為5.5 kW、11.6A、1 440 r/min。現(xiàn)將主、輔泵電動機(jī)由變頻器直接控制。水泵電機(jī)是輸出環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)速由變頻器控制。變頻器接收反饋信號后與給定值比較經(jīng)過PID調(diào)節(jié)，輸出運(yùn)轉(zhuǎn)頻率指令，實(shí)現(xiàn)變化流量的恒壓控制。
六、變頻恒壓供水系統(tǒng)特點(diǎn)
1. 節(jié)電：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(shí)對電網(wǎng)的沖擊。由于電機(jī)頻率可調(diào)，根據(jù)用水量的變化，隨時(shí)調(diào)整頻率，使水泵實(shí)現(xiàn)最大限度地節(jié)能運(yùn)行。
2. 節(jié)水：根據(jù)實(shí)際用水情況設(shè)定管網(wǎng)壓力，自動控制水泵出水量，減少了水的跑、漏現(xiàn)象。
3.運(yùn)行可靠：由變頻器實(shí)現(xiàn)泵的軟起動，使水泵實(shí)現(xiàn)由工頻到變頻的無沖擊切換， 可以消除起動和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)；避免對管網(wǎng)沖擊、避免管網(wǎng)壓力超限，管道破裂等現(xiàn)象。從而延長水泵和閥門等機(jī)械設(shè)備的使用壽命。
4.變頻恒壓控制系統(tǒng)具有缺相、短路、過熱、過載、過壓、欠壓、漏電、瞬時(shí)斷電保護(hù)等電氣保護(hù)功能.
5. 控制靈活：分段供水，定時(shí)供水，都可通過手動設(shè)定來選擇不同的工作方式。能夠在一天內(nèi)設(shè)置1～6個(gè)供水時(shí)間段，一周內(nèi)各天的供水時(shí)間可以不同；
6. 自我保護(hù)功能完善：如某臺泵出現(xiàn)故障，主動發(fā)出報(bào)警信息，同時(shí)啟動備用泵，以維持供水平衡。當(dāng)自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，用戶可以直接操作手動系統(tǒng)，切換到工頻控制方式，以維護(hù)正常供水。
摘要：給水方式是實(shí)現(xiàn)建筑物功能的重要環(huán)節(jié)之一。變頻供水系統(tǒng)具有節(jié)能、自動化程度高、減輕結(jié)構(gòu)負(fù)荷及便于管理等特點(diǎn)。但實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)從供水可靠性、投資和能耗、運(yùn)行和維護(hù)管理、市政管網(wǎng)供水能力等因素綜合評估和分析，選擇恰當(dāng)?shù)墓┧桨福嬲龑?shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、合理、安全的目的。 關(guān)鍵詞：給水方式；變頻供水；供水方案 Abstract: water is one of the important links to achieve the function of building. Frequency conversion water supply system has the advantages of energy saving, high degree of automation, reduce the structure load and convenient management etc. But in the practical application but also from the water supply reliability, energy consumption and investment, operation and maintenance management, municipal water supply capacity and other factors of comprehensive assessment and analysis, choose the proper water supply scheme, realize economic, reasonable, safe purpose.
Key words: water supply; water supply; water supply scheme
中圖分類號：TU201.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）06-0020-02
前言 基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、變頻技術(shù)與水泵機(jī)組組合的新型機(jī)電一體化變頻供水方式，通過變頻器對水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，使管網(wǎng)保持了穩(wěn)定的供水能力同時(shí)滿足了人們對供水的不斷需求，近年來，已被城市和生活小區(qū)等廣泛采用。但實(shí)踐表明，對于用水量過于集中的公共建筑，變頻供水存在著如供水可靠性差，調(diào)節(jié)水量小，易造成停水等問題，節(jié)能作用也值得分析探討。 1、變頻供水的調(diào)節(jié)水量 給水方式中，采用水泵加高位水箱聯(lián)合供水方式中水箱是給水系統(tǒng)儲存、調(diào)節(jié)流量和穩(wěn)定水壓的設(shè)備，水箱的生活貯水量不小于最高日用水量的12％最低不小于6m。變頻供水這種無水箱的給水方式，盡管水泵的出水流量是按照給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)秒流量確定，但由于無流量調(diào)節(jié)設(shè)備，總體來講，其水量的調(diào)節(jié)很有限，對于用水量相對集中的建筑，在供水的可靠性方面很難保證。例如，某高校對3棟12層的教學(xué)樓、學(xué)生公寓和圖書館共采用了1套變頻供水系統(tǒng)，因?qū)W生作息時(shí)間比較集中，造成了學(xué)生公寓、教學(xué)樓等用水十分集中且用水量較大。而且，學(xué)生用水時(shí)間性很強(qiáng)，其它時(shí)間用水量則趨于平衡。該運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)教學(xué)樓在學(xué)生課間休息等集中用水時(shí)段高層缺水現(xiàn)象，但學(xué)生公寓因利用了高位水箱進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，供水比較穩(wěn)定。為此，教學(xué)樓改用了高位水箱后，缺水現(xiàn)象得到了很大改觀。其原因分析除供水管徑小，用水設(shè)備采用自閉式?jīng)_水閥當(dāng)量qg= 6．0太大等外，缺水主要原因是調(diào)節(jié)水量小造成的。由此可見，變頻供水保證率不高，不適于用水量過于集中的公共建筑。 2、變頻供水的節(jié)能 以多層建筑給水方式為例，當(dāng)市政管網(wǎng)供水壓力能滿足時(shí)采用市政管網(wǎng)直接給水，當(dāng)市政管網(wǎng)供水壓力不能滿足時(shí)采用設(shè)水箱和水泵的聯(lián)合供水及變頻水泵直接供水等。變頻給水將水泵加水箱的聯(lián)合給水方式中的水箱取掉，用變頻水泵直接供水到各用水點(diǎn)，但沒有利用城市給水管網(wǎng)的壓力，原來利用城市給水管網(wǎng)壓力進(jìn)入水箱里的那部分水，必須經(jīng)水泵提升，增加了水泵的負(fù)擔(dān)和電能的浪費(fèi)。但相對于水箱水泵聯(lián)合給水方式來說，降低了建筑的造價(jià)，運(yùn)行費(fèi)用也低。 變頻供水的水泵流量是按照室內(nèi)給水水力計(jì)算中的設(shè)計(jì)秒流量計(jì)算的，而水泵和高位水箱聯(lián)合供水時(shí)水泵流量考慮到最高日最大小時(shí)流量，由此選擇出水泵流量。二者之間，水泵流量相差甚遠(yuǎn)，由此帶來的電機(jī)功率的能耗也相差甚遠(yuǎn)。例如，某住宅樓為13層，低區(qū)(1~6層)供水采用市政管網(wǎng)壓力直接供水，對高區(qū)(7～l3層)供水進(jìn)行核算，其結(jié)果為設(shè)計(jì)秒流量q 5．66L／s=22．37T／h；最大小時(shí)流量為4．7T／h。當(dāng)供水方式選用變頻供水或者水泵加高位水箱聯(lián)合供水時(shí)，可以看出，變頻水泵的流量是水泵加高位水箱聯(lián)合供水流量的22．37／4．7=4．75倍。因水泵流量的不同，所選擇的水泵電機(jī)的功率的不同，其能耗將可想而知。
變頻供水節(jié)能是相對比無高位水箱(水塔)供水而言的。因?yàn)樗眉痈呶凰涔┧绞狡溥M(jìn)入水箱的供水管網(wǎng)的勢能是固定不變的。所選用的水泵能保證始終保持在最佳點(diǎn)(高效區(qū))運(yùn)行，水泵的效率最高。因此，目前對于用水量過于集中的公共建筑首選的供水方式仍是水泵加高位水箱，一般不宜采用變頻供水。 3、變頻給水改造中的誤區(qū) 給水管網(wǎng)每天24h的用水量是不均勻的。為了保證用水的可靠性，初期選用的2臺大流量水泵的選擇都是按最不利條件進(jìn)行，即按最大小時(shí)流量和揚(yáng)程選定。特別是晚上，水泵常處于小流量下工作，經(jīng)常出現(xiàn)“大馬拉小車”的工況，泵功率浪費(fèi)嚴(yán)重。所以原有的水泵增壓給水系統(tǒng)的變頻改造中宜采用多臺泵的組合供水，而不是將原有的水泵采用變頻器進(jìn)行簡單的控制就行了。在空間情況允許時(shí)，水泵的臺數(shù)的應(yīng)根據(jù)實(shí)際用水時(shí)段的用水量確定，可以選用2臺水泵或3臺水泵變頻循環(huán)的形式，但水泵臺數(shù)過多，其投資費(fèi)用也相應(yīng)偏高。水泵調(diào)速的范圍是有限的，一般為100％～75％，超過此范圍將達(dá)不到節(jié)能的效果。對于常用的離心泵而言，變頻供水在小流量時(shí)由于要保證系統(tǒng)的壓力，其運(yùn)行轉(zhuǎn)速約為工頻轉(zhuǎn)速的80％，運(yùn)行功率約為額定功率的60％，消耗的功率約為相同大小恒速泵額定功率的1／4或更小，同時(shí)水泵效率下降也比較大。例如，當(dāng)變頻供水的功率為120Kw，在小流量時(shí)，變頻泵實(shí)際的消耗約為1／4x120=30Kw，其輸出功率接近于零，純屬無功消耗。 對于水泵在晚上或間隔時(shí)間較長時(shí)段的小流量狀態(tài)，若場地空間允許，宜采用關(guān)閉變頻器及其它泵，直接啟動輔助小泵的控制供水，或者采用變頻泵自動睡眠和自動喚醒控制供水，以維持系統(tǒng)運(yùn)行的效率較高，達(dá)到節(jié)能的目的。同時(shí)水泵的選型，應(yīng)選用制造工藝較好的水泵，盡量保證在合理的調(diào)速范圍內(nèi)，效率變化不大。 供水管網(wǎng)中，水泵的壓力是用來克服供水系統(tǒng)管線的沿程水頭損失以及提供管網(wǎng)的壓力的。因此，變頻供水系統(tǒng)適用于管網(wǎng)壓力變化越大越好，用水量規(guī)模越大，沿程水頭損失就越多，變頻供水的綜合性能就越明顯，越利于系統(tǒng)的節(jié)能。所以變頻供水不是對所有的供水系統(tǒng)都適用。例如，對于1～2棟住宅的供水不宜于采用變頻給水。 變頻供水系統(tǒng)與普通供水系統(tǒng)對同一供水管網(wǎng)而言，變頻給水通過水泵調(diào)速直接供水到用戶，水泵的工況點(diǎn)是變化的；而后者水泵的工況點(diǎn)是固定的。因?yàn)樽冾l給水的水泵在調(diào)速運(yùn)行后的大部分時(shí)間內(nèi)效率都比工頻運(yùn)行時(shí)有所下降。因此，普通供水系統(tǒng)在同樣的供水量下的能耗應(yīng)該比變頻恒壓供水系統(tǒng)小。 4、結(jié)束語 節(jié)約型建設(shè)勢在必行。供水方案的確定應(yīng)根據(jù)供水可靠性、投資和能耗、運(yùn)行和維護(hù)管理、城市市政管網(wǎng)供水能力等因素綜合評估和分析，因地制宜，選擇恰當(dāng)?shù)墓┧绞剑嬲龑?shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、合理、安全的目的。
