隨著人們對供水質量和供水可靠性的不斷調高，同時考慮到選擇節(jié)能要求，利用自動化技術實現(xiàn)恒壓供水的系統(tǒng)應運而生。

一、首先談一談為什么要恒壓供水呢？恒壓供水是指供水管內水壓力恒定不變的供水，只有供水系統(tǒng)中供水流量等于用水流量時，供水管中壓力不變；當供水流量大于用水流量時，水管的壓力會增加；當供水流量小于用水流量時，水管的壓力會降低。所以說供水與用水流量之間的矛盾具體反應在壓力的變化上。

 

 

二、恒壓供水的優(yōu)點有哪些呢？1、恒壓供水減低了“水錘”效應，提高了管網(wǎng)使用壽命。所謂“水錘”效應是指工頻供電的水泵在起動和停車時，突然加壓和減壓使水流沖擊管道，產(chǎn)生“咣咣咣”的撞擊聲音，減低了水管的使用壽命，像錘子敲擊水管一樣，所以說“水錘”效應是一種特別形象的說法。如果采用恒壓供水，通過變頻器對水泵的啟動時間和停車時間進行延長控制，從而降低動態(tài)轉矩，從在很大程度減少了“水錘”效應。采用恒壓供水可以節(jié)約能源，實現(xiàn)節(jié)能運行。比如對于一個小區(qū)的供水，在晚上12點之后，居民基本休息了，用水量很少，如果多臺大容量水泵還是同時運行為了保證水壓的話，非常浪費能源。此時，通過啟用休眠泵保證水管的水壓，等到早晨6點左右，居民起床了，用水量增加了，此時讓多臺大容量的水泵同時啟動，從而實現(xiàn)了全流量用水。

 

 

三、恒壓供水的變頻控制有哪幾種？

恒壓供水的變頻控制有兩種，分別為多臺常規(guī)泵同步變頻調速和變頻泵－工頻泵并聯(lián)運行。多臺常規(guī)泵同步變頻調速是指多臺水泵同時采用變頻控制工作，如果用水量較低時多臺水泵工作在低頻狀態(tài)，這種控制方式造成一次性投入較高，運行不經(jīng)濟，這種恒壓供水的變頻控制一般很少采用�，F(xiàn)在普遍采用變頻泵－工頻泵并聯(lián)切換運行的控制方式，使用變頻泵-工頻泵并聯(lián)運行控制方式時，電動機的電源不僅來自變頻器輸出也可以來自工頻電源，如下圖所示。下圖為恒壓供水系統(tǒng)圖，在這個恒壓系統(tǒng)是由三臺水泵、一臺變頻器、一臺PLC和一個壓力傳感器及若干輔助元件構成。系統(tǒng)中壓力傳感器是用來檢測供水管中壓力，變頻器是恒壓供水系統(tǒng)中核心元件，可以通過改變電動機的頻率從而實現(xiàn)電動機的軟起動、無極調速和無波動穩(wěn)壓效果等功能。每臺電動機有兩個電源，即工頻電源和變頻器輸出的電源。

 

 

四、恒壓供水系統(tǒng)的工作原理是什么？
以上圖為例，介紹一下恒壓供水系統(tǒng)的工作原理。接通電源，供水系統(tǒng)投入運行，讓系統(tǒng)工作在自動狀態(tài)，PLC控制變頻器啟動。PLC通過壓力設定值與壓力實際值的偏差進行PID調節(jié)，并輸出頻率給定信號給變頻器。變頻器根據(jù)頻率給定信號及預先設定好的加速時間控制水泵的轉速，從而保證水壓保持在壓力設定值的上、下限范圍之內，實現(xiàn)恒壓控制。增泵工作過程:假定增泵順序為1、2、3泵。開始時，1泵電動機在PLC控制下先投入調速運行，其運行速度由變頻器調節(jié)。當供水壓力小于壓力預置值時變頻器輸出頻率升高，水泵轉速上升，從而供水量增加，供水壓力增加。當變頻器的輸出頻率達到上限，并穩(wěn)定運行后，如果供水壓力仍沒達到預置值，則需進入增泵過程。在PLC的邏輯控制下將1泵電動機與變頻器連接斷開，1泵電動機切換到工頻運行。與此同時，變頻器與2泵電動機連接，控制2泵投入變頻調速運行。如果還沒到達設定值，則繼續(xù)按照以上步驟將2泵切換到工頻運行，控制3泵投入變頻調速運行。減泵工作過程：假定減泵順序依次為3、2、1泵，當供水壓力大于預置值時，變頻器輸出頻率減低，供水量減少，當變頻器的輸出頻率達到下限，并穩(wěn)定運行段時間后，變頻器控制的3水泵停機。如果供水壓力仍大于預置值，則將下一臺2水泵由工頻運行切接到交頻調速運行，并繼續(xù)進行減泵工作。

五、恒壓供水變頻器控制原理

1、調速原理

交流電機轉速特性:n=60f(1-s)/p，其中n 為電機轉速，f為交流電頻率，s 為轉差率，p為極對數(shù)。

電機選定之后s 、p則為定值，電機轉速n和交流電頻率f 成正比，使用變頻器來改變交流電頻率，即可實現(xiàn)對電機變頻無級調速。

2、根據(jù)離心泵的負載工作原理可知:

流量與轉速成正比:Q∝N

轉矩與轉速的平方成正比:T∝N2

功率與轉速的三次方成正比:P∝N3

而且變頻調速自身的能量損耗極低，在各種轉速下變頻器輸入功率幾乎等于電機軸功率，由此可知在使用變頻調速技術供水時，系統(tǒng)中流量變化與功率的關系:

P變=N3P額=Q3P額

采用出口閥控制流量的方式，電機在工頻運行時，系統(tǒng)中流量變化與功率的關系:P閥=(0.4 0.6Q)P額

其中，P為功率

N為轉速

Q為流量

例如設定當前流量為水泵額定流量的60%，則采用變頻調速時P變=Q3P額=0.216P額，而采用閥門控制時P閥=(0.4 0.6Q)P額=0.76P額，節(jié)電=(P閥-P變)/P閥*100%=71.6%。

由此可見從理論計算結果可以看到節(jié)能效果非常顯著，而且在實際運行中小區(qū)變頻恒壓供水技術比傳統(tǒng)的加壓供水系統(tǒng)還有自動控制恒壓、無污染等明顯優(yōu)勢。

流量% 100% 90% 80% 70% 60% 50%

節(jié)電率% 0% 22.5% 41.8% 61.5% 71.6% 82.1%

而且新型的小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)能自動地控制一至多臺主泵和一臺休眠泵的運行。在管網(wǎng)用水量減少到單臺主泵流量的約1/6-1/8時，系統(tǒng)自動停止主泵，啟動小功率的休眠泵工作，保證系統(tǒng)小流量供水，解決小流量甚至零流量供水時大量電能的浪費問題，從運行控制上進一步節(jié)能。

根據(jù)反饋原理:要想維持一個物理量不變或基本不變，就應該引這個物理量與恒值比較，形成閉環(huán)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)系統(tǒng)。但被控制的系統(tǒng)特點是非線性、大慣性的系統(tǒng)，在控制和PID相結合的方法，在壓力波動較大時使用模糊控制，以加快響應速度;在壓力范圍較小時采用PID來保持靜態(tài)精度。這通過PLC加智能儀表可時現(xiàn)該算法，同時對PLC的編程來時現(xiàn)泵的工頻與變頻之間的切換。實踐證明，使用這種方法是可行的，而且造價也不高。

要想維持供水網(wǎng)的壓力不變，根據(jù)反饋定理在管網(wǎng)系統(tǒng)的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件，由于供水系統(tǒng)管道長、管徑大，管網(wǎng)的充壓都較慢，故系統(tǒng)是一個大滯后系統(tǒng)，不易直接采用PID調節(jié)器進行控制，而采用PLC參與控制的方式來實現(xiàn)對控制系統(tǒng)調節(jié)作用。

六、恒壓供水變頻器特點

1、節(jié)電:變頻恒壓供水系統(tǒng)的最顯著優(yōu)點就是節(jié)約電能，節(jié)能量通常在10-40%。從單臺水泵的節(jié)能來看，流量越小，節(jié)能量越大。優(yōu)化的節(jié)能控制軟件，使水泵實現(xiàn)最大限度地節(jié)能運行。

2、衛(wèi)生節(jié)水:根據(jù)實際用水情況設定管網(wǎng)壓力，自動控制水泵出水量，減少了水的跑、漏現(xiàn)象;系統(tǒng)實行閉環(huán)供水后，用戶的水全部由管道直接供給，取消了水塔、天面水池、氣壓罐等設施，避免了用水的'二次污染'，取消了水池定期清理的工作。

3、運行可靠:變頻恒壓供水系統(tǒng)實現(xiàn)了系統(tǒng)供水壓力穩(wěn)定而流量可在大范圍內連續(xù)變化，從而可以保證用戶任何時候的用水壓力，不會出現(xiàn)在用水高峰期熱水器不能正常使用的情況由變頻器實現(xiàn)泵的軟起動，使水泵實現(xiàn)由工頻到變頻的無沖擊切換，防止管網(wǎng)沖擊、避免管網(wǎng)壓力超限，管道破裂。

4、控制靈活:分段供水，定時供水，手動選擇工作方式。

5、自我保護功能完善:新型的小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)具備了過流、過壓、欠壓、欠相、短路保護、瞬時停電保護、過載、失速保護等。