建筑給水系統(tǒng)中變頻泵恒壓供水的應(yīng)用

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摘要：通過(guò)研究變頻泵恒壓供水系統(tǒng)的應(yīng)用，重點(diǎn)對(duì)其節(jié)能性、供水穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：建筑給水系統(tǒng)；變頻泵恒壓供水；應(yīng)用

隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，人們對(duì)于生活用水供應(yīng)的要求越來(lái)越高，原有建筑給水系統(tǒng)中的水塔、高位水箱、恒速泵供水以及氣罐供水等供水方式已經(jīng)無(wú)法滿足人們的正常需求，相比之下，變頻泵恒壓供水可以克服傳統(tǒng)供水的缺陷，提升供水效率。

1變頻泵恒壓供水的基本原理與特點(diǎn)

變頻泵恒壓供水的基本原理，P=Kn3是非常常見的一個(gè)計(jì)算公式，該公式說(shuō)明了泵消耗功率與轉(zhuǎn)速的的關(guān)系，式中：P——泵消耗功率；n——泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速；K——比例系數(shù)，從公式中可以看出P與n3成正比關(guān)系。通過(guò)變頻設(shè)備的應(yīng)用，可以為水泵電機(jī)提供頻率可變的電源，繼而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)極調(diào)速，水泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速可以根據(jù)系統(tǒng)流量的變化進(jìn)行調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。其核心原理是：通過(guò)壓力變送器的應(yīng)用進(jìn)行水管出口壓力的測(cè)量，將測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為電壓信號(hào)，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量發(fā)送到可編程序控制器，經(jīng)過(guò)內(nèi)部PID運(yùn)算，得出調(diào)節(jié)參數(shù)并將其送入到D/A轉(zhuǎn)換模塊，經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換后將得出的模擬量輸送到變頻器，變頻器就會(huì)控制電機(jī)軟啟動(dòng)或者對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)；再通過(guò)對(duì)比模擬量輸出與壓力偏差的值，通過(guò)I/O端口開關(guān)量的輸出驅(qū)動(dòng)繼電器組，可以選擇電機(jī)的投運(yùn)數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)控制水管出口壓力的目的。

2變頻泵恒壓供水的特點(diǎn)

2.1采用變頻泵恒壓供水

控制系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的實(shí)際用量自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，并控制馬達(dá)轉(zhuǎn)速，在節(jié)省人力的同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的；

2.2采用變頻泵恒壓供水

能夠避免水泵的頻繁啟動(dòng)，還能夠減少電機(jī)水泵的啟動(dòng)沖擊，有效延長(zhǎng)了電機(jī)水泵的使用壽命，避免了傳統(tǒng)供水中水錘現(xiàn)象的發(fā)生。

2.3采用變頻泵恒壓供水

能夠全天候維持給水系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定，并根據(jù)壓力的變化進(jìn)行調(diào)整，不僅供水質(zhì)量良好，還減少了傳統(tǒng)供水管網(wǎng)破裂以及開水龍頭共振現(xiàn)象等的發(fā)生。

2.4變頻泵恒壓供水具有全面的保護(hù)功能

不僅運(yùn)行可靠，還具有短路、缺相、過(guò)熱、過(guò)載、過(guò)流、以及欠壓保護(hù)等功能。

2.5采用變頻泵恒壓供水

可以實(shí)現(xiàn)多泵循環(huán)投運(yùn)，能夠大幅度增加電機(jī)水泵的使用壽命。

3變頻泵恒壓供水系統(tǒng)的選擇

高層建筑的變頻泵恒壓供水系統(tǒng)主要由離心泵、PID調(diào)節(jié)器、管網(wǎng)、變頻器、壓力傳感器以及水池等幾部分組成。因此在選擇變頻泵恒壓供水系統(tǒng)時(shí)，我們主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行考慮，分別是：

3.1選擇合理的壓力控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)

為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，我們必須在選取壓力控制參數(shù)時(shí)進(jìn)行合理選擇，特別是要在兩個(gè)管網(wǎng)壓力控制點(diǎn)上進(jìn)行合理選擇，分別是泵出口壓力恒壓控制點(diǎn)和管網(wǎng)最不利點(diǎn)壓力恒壓控制點(diǎn)。

3.2準(zhǔn)確進(jìn)行調(diào)試

為了減少變頻器的跳閘保護(hù)，我們?cè)谡{(diào)試階段延長(zhǎng)了絕大多數(shù)的變頻器加減速時(shí)間，變頻器無(wú)法達(dá)到運(yùn)行的最佳狀態(tài)，我們卻經(jīng)常由于其外表正常而忽視此問(wèn)題。因此，我們要在調(diào)試的過(guò)程中，根據(jù)負(fù)載性質(zhì)的不同，計(jì)算出負(fù)載允許的最短加減速時(shí)間，再進(jìn)行設(shè)定。通常來(lái)說(shuō)，水泵電機(jī)的加減速時(shí)間都在0.1s—20s之間。

4變頻泵恒壓供水在高層建筑中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

4.1供水中的應(yīng)用

由于高層建筑的大量建設(shè)，傳統(tǒng)的供水方式在水壓以及流量方面已經(jīng)無(wú)法滿足用戶需求，而二次供水還會(huì)有供水不穩(wěn)定以及二次污染等問(wèn)題。因此，現(xiàn)階段高層建筑中已經(jīng)廣泛采用了變頻泵恒壓供水系統(tǒng)，該系統(tǒng)由于變頻調(diào)速器、可編程控制器等的應(yīng)用，不僅可以保證每個(gè)用戶都能夠使用到壓力恒定的生活用水，還能夠減少供水過(guò)程中的二次污染，在提高了供水系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性的同時(shí)，節(jié)約了大量的電能。

4.2消防中的應(yīng)用

高層建筑由于取消了樓頂水池，因此通過(guò)變頻泵恒壓供水系統(tǒng)與貯水池的共同使用能夠在消防過(guò)程中起到關(guān)鍵作用。雖然消防水存放在小區(qū)消防蓄水池中，滅火時(shí)需要使用泵對(duì)其加壓才能使用，降低了一定的可靠性，對(duì)于滅火工作存在一定障礙，但是從水壓角度來(lái)說(shuō)，這種方式能夠有效增強(qiáng)水壓。

4.3注意事項(xiàng)

為了保證系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行，需要對(duì)各個(gè)泵的變頻/工頻的運(yùn)行方式間設(shè)置互鎖。在進(jìn)行水泵機(jī)組運(yùn)行順序、控制設(shè)置以及控制啟停的軟件設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意在水泵由變頻運(yùn)行切換到工頻運(yùn)行時(shí)留下足夠的延長(zhǎng)時(shí)間，確保水泵的變頻運(yùn)行狀態(tài)的頻率已達(dá)到工頻上限，繼而實(shí)現(xiàn)減少切換電流沖擊的目的。此外，在處理各開關(guān)量輸入信號(hào)時(shí)，也要留下一定的緩沖時(shí)間，避免電機(jī)水泵頻繁啟動(dòng)。

5結(jié)語(yǔ)

隨著變頻泵恒壓供水系統(tǒng)的不斷發(fā)展，已經(jīng)解決了高層建筑用水高峰水壓低、水量不足等諸多問(wèn)題，而變頻泵恒壓供水其穩(wěn)定性、可靠性以及安全性的研究仍需持續(xù)關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

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[2]畢殿成.芻議我國(guó)變頻泵恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].變頻器世界，2012（10）：154.

作者:宋俊平 單位:國(guó)家林業(yè)局林產(chǎn)工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)院