變頻恒壓供水系統(tǒng)是指在供水管網(wǎng)中用水量發(fā)生變化時，出口壓力保持不變的供水方式。供水管網(wǎng)的出口壓力值是根據(jù)用戶需求確定的。傳統(tǒng)的恒壓供水方式是采用水塔、高水位箱、氣壓罐等設(shè)施實現(xiàn)的。

一、變頻恒壓供水系統(tǒng)簡介

近年來，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟，其顯著的節(jié)能效果和可靠穩(wěn)定的控制方式，在供水系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。變頻恒壓供水系統(tǒng)對水泵電機(jī)實行無級調(diào)速，依據(jù)用水量及水壓變化通過微機(jī)檢測、運(yùn)算，自動改變水泵轉(zhuǎn)速保持水壓恒定以滿足用水要求，是目前科學(xué)、合理的節(jié)能供水系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的水塔、高位水箱、氣壓罐等供水方式比較，不論是投資、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優(yōu)勢：

1、有效節(jié)能。與傳統(tǒng)供水方式相比變頻恒壓供水能節(jié)能百分之六十。

2、占地面積小，投入少，效率高。

3、配置靈活，自動化程度高，功能齊全，靈活可靠。

4、運(yùn)行合理，由于一天內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速下降，軸上的平均扭矩和磨損減少，水泵的壽命將大為提高。

5、由于能對水泵實現(xiàn)軟停和軟起，并可消除水錘效應(yīng)（水錘效應(yīng)：直接起動和停機(jī)時，液體動能的急劇變大，導(dǎo)致對管網(wǎng)的沖擊，有很大破壞力）。

6、操作簡便，省時省力。

二、工作原理

變頻恒壓供水系統(tǒng)以管網(wǎng)水壓（或用戶用水流量）為設(shè)定參數(shù)，通過微機(jī)控制變頻器的輸出頻率從而自動調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)管網(wǎng)水壓的閉環(huán)調(diào)（PID），使供水系統(tǒng)自動恒穩(wěn)于設(shè)定的壓力值：即用水量增加時，頻率升高，水泵轉(zhuǎn)速加快，供水量相應(yīng)變大；用水量減少時，頻率降低，水泵轉(zhuǎn)速減慢，供水量亦相應(yīng)減小，這樣就保證了供水效率用戶對水壓和水量的要求，同時達(dá)到了提高供水品質(zhì)和供水效率的目的，“用多少水，供多少水”；采用該設(shè)備不需建造高位水箱，水塔，水質(zhì)無二次污染，是一種理想的現(xiàn)代化建筑供水設(shè)備。

三、相關(guān)原理

用變頻設(shè)備來實現(xiàn)恒壓供水，與用調(diào)節(jié)閥門來實現(xiàn)恒壓供水相比，節(jié)能效果十分顯著（可根據(jù)具體情況計算出來）。其優(yōu)點(diǎn)是：

1、起動平衡，起動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊；

2、由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命；

3、可以消除起動和停機(jī)時的水錘效應(yīng)；

一般地說，當(dāng)由一臺變頻器控制一臺電動機(jī)時，只需使變頻器的配用電動機(jī)容量與實際電動機(jī)容量相符即可。當(dāng)一臺變頻器同時控制兩臺電動機(jī)時，原則上變頻器的配用電動機(jī)容量應(yīng)等于兩臺電動機(jī)的容量之和。但如在高峰負(fù)載時的用水量比兩臺水泵全速供水量相差很多時，

可考慮適當(dāng)減小變頻器的容量，但應(yīng)注意留有足夠的容量。

雖然水泵在低速運(yùn)行時，電動機(jī)的工作電流較小。但是，當(dāng)用戶的用水量變化頻繁時，電動機(jī)將處于頻繁的升、降速狀態(tài)，而升、降速的電流可略超過電動機(jī)的額定電流，導(dǎo)致電動機(jī)過熱。因此，電動機(jī)的熱保護(hù)是需要的。對于這種由于頻繁地升、降速而積累起來的溫升，變頻器內(nèi)的電子熱保護(hù)功能是難以起到保護(hù)作用的，所以應(yīng)采用熱繼電器來進(jìn)行電動機(jī)的熱保護(hù)。

在主要功能預(yù)置方面，高頻率應(yīng)以電動機(jī)的額定頻率為變頻器的高工作頻率。升、降速時間在采用PID調(diào)節(jié)器的情況下，升、降速時間應(yīng)盡量設(shè)定得短一些，以免影響由PID調(diào)節(jié)器決定的動態(tài)響應(yīng)過程。如變頻器本身具有PID調(diào)節(jié)功能時，只要在預(yù)置時設(shè)定PID功能有效，則所設(shè)定的升速和降速時間將自動失效。

四、設(shè)備特點(diǎn)

1、采用可編程控制器，程序靈活多變，精度高，可靠性強(qiáng)，功能多，反映速度快。

2、均配有穩(wěn)壓泵或穩(wěn)壓罐穩(wěn)壓，在用水量小到限定值時，主泵可停止運(yùn)轉(zhuǎn)，減少水泵電機(jī)的機(jī)械磨損并且節(jié)約電能。

3、對水泵均為軟啟動，延長設(shè)備壽命，消除了啟動電流對電網(wǎng)的沖擊。

4、根據(jù)用水量的變化，水泵循環(huán)變頻運(yùn)行，先啟的先停，使水泵均衡工作。當(dāng)一臺泵運(yùn)轉(zhuǎn)六小時或二十四小時，自動切換到另一臺。

5、特點(diǎn)為雙恒壓控制，生活消防可公用的一套設(shè)備，為用戶節(jié)約投資。而且一機(jī)兩用，大大的提高了使用效率。

6、結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小 ，安裝快，投資省，運(yùn)行穩(wěn)定。

五、適用范圍

1、各種類型的自來水廠，供水站。

2、工業(yè)與民用建筑的生活、生產(chǎn)、消防用水系統(tǒng)。

3、公共設(shè)施賓館，飯店的生活熱水，空調(diào)供水系統(tǒng)。

4、油田的輸油管道，油泵站恒壓輸送系統(tǒng)和工廠、礦山通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

5、熱水鍋爐定壓及熱水管道的定壓系統(tǒng)。

六、安裝說明

1、設(shè)備要求按圖正確的與系統(tǒng)安裝，泵房溫度不得低于0攝氏度，不高于40攝氏度，設(shè)備應(yīng)高于地面50-100mm，留有排水溝，各水泵應(yīng)有單獨(dú)的吸水管，地上水池加閘閥，以便維修。

2、安裝盡量少用彎頭，以減少不必要的損失。

3、該設(shè)備經(jīng)廠方技術(shù)人員調(diào)試完畢后，交付用戶的專門管理人員負(fù)責(zé)，專用消防設(shè)備，須定制嚴(yán)格管理制度，以達(dá)到一有火情，立即啟動。

七、技術(shù)參數(shù)

輸送液體：清水；

液體溫度：0℃—+70℃；

高使用壓力：20kg/cm³；

小吸入壓力：0.2kg/cm³；

允許吸入壓力：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×220/380V×50HZ。

吸入、輸出管：不銹鋼鋼管

八、控制要求

1、系統(tǒng)開始供水時，變頻運(yùn)行；

2、三臺泵根據(jù)恒壓的需要，采取“先開先停”的原則接入和退出；

3、在用水量小的情況下，如果一臺泵連續(xù)運(yùn)行時間超過3小時，則要切換到下一臺泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能”可避免某一臺泵長時間工作；

4、三臺泵啟動時有延時，減小電流過大時對其他用電設(shè)備的沖擊；

5、要有完善的報警功能；

6、對電機(jī)的操作要有手動和自動兩種控制功能。

九、系統(tǒng)設(shè)計

本設(shè)計綜合PLC在多方面的應(yīng)用，既有開關(guān)量I/O，也有模擬量I/O，及其PID調(diào)節(jié)器的使用。另外，設(shè)計中還使用了變頻器控制。

十、主要應(yīng)用

1、變頻器恒壓供水系統(tǒng)解決方案 本文介紹基于普傳變頻器的恒壓供水系統(tǒng)方案。具體闡述了供水控制原理和變頻方案設(shè)計，給出系供水系統(tǒng)配線圖可供參考。 變頻調(diào)速恒壓供水技術(shù)以其節(jié)能、供水高品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，在供水行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

2、變頻調(diào)速恒壓供水技術(shù)以其節(jié)能、供水高品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，在供水行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)水泵電動機(jī)無級調(diào)速，依據(jù)用水量的變化(實際上為供水管網(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)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今科學(xué)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。為市場和客戶考慮，開發(fā)出多泵供水控制系統(tǒng)軟件，配合高性能普傳變頻器，在恒壓供水系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。

3、采用普傳變頻器與普傳多泵供水系統(tǒng)專用控制器構(gòu)成控制系統(tǒng)，進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)行，并自動調(diào)整泵組的運(yùn)行臺數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。

4、系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：

（1）壓供水技術(shù)因采用變頻器改變電動機(jī)電源頻率，而達(dá)到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速改變水泵出口壓力，具有降低管道阻力，大大減少截流損失的效能。

（2）由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量時，泵轉(zhuǎn)速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長泵和電動機(jī)的機(jī)械使用壽命。因?qū)崿F(xiàn)恒壓自動控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動強(qiáng)度，節(jié)省了人力。

（3）水泵電動機(jī)采用軟啟動方式，按設(shè)定的加速時間加速，避免電動機(jī)啟動時的電流沖擊，對電網(wǎng)電壓造成波動的影響，同時也避免了電動機(jī)突然加速造成泵系統(tǒng)的喘振。

（4）由于變量泵工作在變頻工作狀態(tài)，在其運(yùn)行過程中其轉(zhuǎn)速是由外供水量決定的，故系統(tǒng)在運(yùn)行過程中可節(jié)約可觀的電能（平均百分之二十五以上），系統(tǒng)具有收回投資快，而長期受益，其產(chǎn)生的社會效益也是非常巨大。