恒压变频供水设备变频控制压力控制分析-浙江扬子江泵业有限公司

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恒压变频供水设备变频控制压力控制分析

时间：2014/7/7 来源：浙江扬子江泵业有限公司

恒压变频供水设备是由新性能PID变频控制柜和2台以上水泵并联组成的尖端加压供水设备，能够自动调节以满足用户的恒压变频变量供水要求。供水管网压力保持恒定，整个供水系统始终保持高效节能的佳状态。供水方式有变频供水和压力供水两种，变频供水是自动调节某台水泵的转速或多台水泵投入/退出运行，使供水管网压力保持恒定的理想供水方式，操作简单。
适用范围
居民生活用水：如高层建筑，居民小区、别墅等
公共场所：如医院、学校、体育馆、高尔夫球场、机场
商用大厦：如宾馆、写字楼、百货商场、大型桑拿浴等
灌溉：如公园、游乐场、果园、农场等
制造业：如生产制造、洗涤装置、食品工业、工厂
设备优点
1、解决低水压问题
-采用恒压变频供水设使得整个建筑屋内的供水保持压力恒定。
2、避免使用屋顶水箱造成的水质污染
-取代传统的屋顶水箱供水方式，消除了水污染的源头。
3、减小建筑成本，增大空间面积
-取消传统的屋顶水箱，使建筑受力减小，结构简单，成本降低。
4、节约电能，缩小占地面积
-比一般供水设备节电30%以上，该设备占地面积小，安装简单，缩短施工工期。
主要部件

序号	名称	备注
1	立式多级泵	SS304/SS316
2	控制柜	SS400/SS304
3	压力传感器	4~20Ma
4	进、出水管	SS304
5	阀门	球阀/蝶阀
6	止回阀	SS304
7	压力罐	SS400
8	底座	Q235-A

控制方式特点

变频控制和气压控制的区别及特点

变频控制

气压控制

⊙运行方式

-改变水泵转速来保持供水压力的稳定

⊙特点

-比一般设备成本高

-供水压力稳定

-节电，运行费用低

-水泵及电机的寿命长

-无水锤现象，运行稳定

⊙运行方式

-由压力罐和压力开关控制压力

⊙特点

-价格低廉

-供水压力偏差大

-控制方式简单，维修方便

-水泵及电机的寿命短

1、变频控制

调节水泵的转速来保持管网压力恒定，在系统出水管路处检测的压力小于水泵的启动压力值时，能够自动调节水泵转速使出口压力恒定。水泵达到工频转速运行但压力达不到设定压力时，系统按顺序启动P2、P3水泵；随着用水量的减少，出口压力上升，水泵的转速逐渐降低，如果水泵转速降至系统设置的低转速，系统按P3、P2、P1停止水泵运行。

2、压力控制

当管网压力大于启动压力时设定值时由与出水管路连接的压力罐供水，如果管网压力等于启动压力设定值时启动水泵，水泵运行中管网压力达到停止压力时停止水泵运行，水泵启动后管网压力超过启动压力，未达到停止压力时水泵继续运行；水泵全速运行后管网压力未达到启动压力时水泵追加启动。
变频控制功能特点
1、保持出口压力恒定
设备实时通过压力传感器检测出口压力，将检测值和设定值进行比较运算，确定电机及水泵投入台数和变频器输出频率（反应为电机及水泵转速），以实现恒压供水的目的。
2、停电不断水
供电线路停电时，系统通747D及过旁道等手段实现停电不停水，即停电时系统自动切换为市政自来水压力供水。
3、高度自动化
系统能实现全自动控制，具有首栋/自动切换、主副泵定时轮换、压力调整、恒压、高低点压保护、欠相保护、漏电保护、过载保护、过热保护、缺水保护、不用水停车、瞬间跳闸保护等功能。另可根据用户需要配置人机界面，可视化远程调整、监测和维护。
4、卫生
过流部件均采用不锈钢等食品级材料制造，符合国际涉水卫生规范
5、节省投资
节省了占地面积，降低了建筑承载负荷，因而大大降低了投资成本。
6、节省运行费用
系统保证管道恒压是根据用水量的变化调整投入台套数和运转速度，用水量大时投入功率大，用水量小时投入功率小。小用水量时（如夜间）系统由小功率泵变频调速恒压供水。系统一直在高效率点运行，因而大大降低了运行费用，可节约能源60%以上。
变频控制系统性能描述

主要功能	内容
变频器控制方式	在菜单内选择变频器控制移动方式或固定方式
LCD液晶显示屏	利用宽屏LCD画面显示各种信息
中、英、韩文	操作简单
操作界面选择	中、英、韩文菜单选择
新PID控制	新的高性能控制系统
次序运行	水泵按顺序运行及停止
防止水泵空转	进水管缺水时水泵停止运转并发出警报
越过故障泵运行	水泵发生故障时，系统能自动启动下一台泵正常运行
自动巡检功能	系统能控制水泵定期自动试运行，防止水泵长时间停止运行面造成损坏
防止电机过负载	防止启动电机电流超过设定值
防止异常高压	利用压力传感器防止压力异常升高
定时运行	按要求设备时间运行，节约能源
自动诊断运行	具有实时监控功能（能诊断出各种故障）
高压警报	超过设定的压力时，系统会在设定时间内自动停止并发出警报
低压警报	如所有水泵都达到工频运行时还达不到设定压力值时发出警报
显示偏差调整	LCD显示的运行压力与压力表指示压力值不一致时可调整
储存运行内容及记录	能保存各种运行状况记录
显示报警内容及储存	各种警报内容显示并保存
应急措施	变频控制出现故障时可切换到手动控制或顺次运转
交替运行	运转一定时间后主泵自动转移到下一台泵，实现水泵均匀使用
并联组合运行	多能并联6台水泵

-世界首创：自行开发控制移动型恒压变频供水设备，比以前的恒压变频供水设备节约电能3-7%。

-该产品特别适用于大功率、流量变化大、频繁起动的场所，系统运转效率高，节电效果明显。

1、变频器控制移动方式

一台变频器起到多台变频器的效果并节约电力及软启动水泵

补助泵启动电流为额定电流的200～300%。

用水量增加	水泵1	水泵2	水泵3
0%	变频运行
33%	工频运行→	变频运行
66%	工频运行→	工频运行→	变频运行

用水量在减小	水泵1	水泵2	水泵3
100%	工频运行←	工频运行←
66%	工频运行←	变频运行
33%	变频运行

2、变频器控制固定方式

变频器控制固定在一台泵上运行，补助泵启动时会发生启动电流过大及压力波动大。补助泵启动电流为额定电流的500～600%。

用水量增加	水泵1	水泵2	水泵3
0%	变频运行
33%	变频运行	→工频运行
66%	变频运行	→工频运行	→工频运行

用水量在减小	水泵1	水泵2	水泵3
100%	变频运行	工频运行←	工频运行←
66%	变频运行	工频运行←
33%	变频运行

变频器控制移动方式和交替运行方式的差异

交替运行是恒压变频供水的基本功能，所有水泵停止后再启动时初启动的泵变频调速运行，该泵为主泵。每次启动或任意设定时间内交替启动主泵以防止某台泵启动频繁。

交替运行	水泵1	水泵2	水泵3
初启动时	（1）变频运行	（2）工频运行	（3）工频运行
再启动时	（3）工频运行	（1）变频运行	（2）工频运行
再启动时	（2）工频运行	（3）工频运行	（1）变频运行

变频器控制系统运行性能测试曲线（50Hz)

利用智能型控制器，在流量季度变化下保持恒压，可以看出变频供水系统具有提高合适的供水条件的优越性能。

性能测试：恒压变频供水系统

容量：100LPM×68×3台

控制方式：变频恒压控制

型号：SLBG-60

压力罐容量：100L

启动方式：直接

日期：2011-10-12

时间：09:56:04

测试时间：8分钟

隔膜式压力罐

压力罐的选型

压力罐的容量是根据水泵流量、扬程及启动频率来选型

压力罐的压力等级根据系统压力选定。

1. 有效容量（VESP)计算

VESP=16.5×Q/n Q:水泵流量(LPM) n:启动频率( 次/h）

2. 根据水泵启、停特性计算出有效容量系数（Z）

Z =(Pi+1.033)/(Pf+1.033)

Z(有效流量系数)=已知水泵启、停压力条件下，压力罐有效容量使用率的比值

Pi(水泵启动压力)=实际扬程+管路损失+系统必需压力

Pf(水泵停止压力)=一般在(Pi+1.0~2.0kg/cm2)

3. 从VESP计算出压力罐容量VT

VT=VESP/Z

压力罐的工作原理

	水泵刚运转时，先给压力罐补满水，随着压力增大达到设定压力后，水泵停止。
	刚开始用水时由压力罐供水，压力罐内部压力逐渐减小，这时候泵变频供水。
	供水量小或停止用水时，水泵继续向压力罐补水，直至达到设定压力之后泵停止。

无压力罐时系统运行状况

水是非压缩性的流体，少量的水流出或流进压力会急剧变化，加压供水无压力罐或压力罐容量小时，用水量的变化会使水泵频繁启动，造成压力控制器、继电器、接触器等故障率大大增加且造成泵和电机较大损伤损失，可靠性降低。

恒压变频供水设备

主要特点

高品质智能型电脑控制

专用自主开发，具有多样化功能，能够提供尖端水准的精密控制，已经达到世界领先水平。

节能型系统

按所需要的用水量，系统能调整水泵转速及台数，可节约电能30%以上。

保持恒定压力

用水量急剧变化下，出水压力能够保持稳定，为用户提供舒适的供水环境。

高级材质组成

水泵、主要管路及配件使用不锈钢，能够提供清洁的水质。

以客户为主设计产品

标准化设计能够保证及时交货。

采用中、英、韩文LCD菜单，用户使用方便。

使用环境

控制方式	变频控制
安装场所	室内
环境温度	＋5℃~＋40℃
输送液体	清水
液体温度	0~70℃
高使用压力（吸入压力＋水泵关死点扬程）	20kg/CM²
小吸引压力	0.2kg/CM²
允许吸引压力	受到高使用压力限制
水泵	立式/卧式多级离心泵
水泵组合台数	2~6台
电源	三相220/380V50Hz
吸入、输出管	不锈钢钢管

恒压变频供水示意图

控制柜

控制柜主要特点

用成熟的技术和丰富的经验，自主研制和开发的尖端技术产品(控制器)，适用于变频器控制移动方式，按用水量的变化，精力控制供水压力的恒定具有中、英文菜单，操作简单，具有远程控制接口。

常规产品性能

选项	型式
运转方式	自动、手动
LCD显示	中文LCD(256*128,6列20字）
变频器	0.75-45kw（50HZ或60HZ）
压力传感器	2线，4~20mA,0~25Bar
远程控制	RS-232C/RS-485，系统选项开放

特殊要求可与本公司联系

主要控制功能

主要功能	内容
变频器控制移动方式	在菜单内选择变频器控制移动方式或固定方式
LCD液晶显示屏	利用宽屏LCD画面显示各种信息
中、英文LCD显示	操作简单
操作界面选择	中、英文菜单选择
新PID控制	新的高性能控制系统
水泵按顺序运行	水泵按顺序运行及停止
防止水泵空转	进水管缺水时水泵停止运转，系统报警。
能越过故障泵运行	水泵发生故障时，系统能自动启动下一个正常泵运行
防粘住功能	系统能自动定期试运转水泵，防止水泵长时间停止造成的粘住
防止电机过电流现象	防止启动时电机电流超过设定值
防止电机过热	利用在电机上的温度开关自动停止水泵
防止异常高压	利用压力传感器能防止压力异常升高
定时运转	按要求设定运转时间，节约能源
自诊断运行	具有实时监控功能能诊断出各种故障
高压报警	超过设定的压力、设定时间时自动停止水泵幷报警
低压报警	所有水泵工频运行时还达不到设定压力值时报警
显示偏差调整	LCD显示运行压力与压力表指示压力值不一致时可调整
运行内容记录并存储	各种运行状况记录并保存
报警内容显示幷存储	各种警报内容显示幷保存
应急措施	变频控制发生故障时可切换到手动控制上或自动转入压力控制方式
交替运行	运转一定时间后主泵自动替换运行，实现水泵均匀使用
幷联组合运行	多能幷联6台水泵