節(jié)能無極恒壓供水方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了節(jié)能無極恒壓供水方法，包括：（1）在供水系統(tǒng)中設置一臺高揚程的穩(wěn)壓泵，以及至少一臺低揚程的補水泵；（2）供水時以穩(wěn)壓泵的變頻差量穩(wěn)壓為基礎，采用螺旋蠕動方式調(diào)節(jié)補水泵進行穩(wěn)壓供水；（2a）當加壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻運行，直到工頻，同時穩(wěn)壓泵隨時變頻調(diào)節(jié)供水差量；（2b）當減壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻停泵，同時穩(wěn)壓泵隨時變頻調(diào)節(jié)供水差量；其中，所述螺旋蠕動方式為補水泵在0~1/2工頻范圍內(nèi)的變頻幅度大于在1/2~1工頻范圍內(nèi)的變頻幅度。通過該方法，本發(fā)明實現(xiàn)了極大地穩(wěn)定供水水壓，以及充分地實現(xiàn)節(jié)能效果。
【專利說明】節(jié)能無極恒壓供水方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及二次供水領域，具體地講，是涉及一種基于二次供水系統(tǒng)的節(jié)能無極恒壓供水方法和裝置。
【背景技術】
[0002]水是生命之源，隨著城市生活小區(qū)日趨密集，高層建筑不斷增多，二次供水已成為城市供水的主要方式之一。通常人們所稱的二次供水是指單位或個人將城市公共供水或自建設施供水經(jīng)儲存、加壓，通過管道再供用戶或自用的形式。
[0003]在現(xiàn)有這種供水系統(tǒng)的增壓設備中，無外乎運用四種技術手段來達到增壓。其中，第一種是運用變頻循環(huán)控制技術，由一臺變頻器控制幾臺同樣流量、揚程的水泵，以達到變頻恒壓的目的，水壓相對穩(wěn)定但不節(jié)能。第二種是以一臺變頻器控制拖動一臺水泵，這樣可以達到節(jié)能效果，但幾臺水泵是工頻啟動，水壓不夠穩(wěn)定。第三種是在第一種上加上穩(wěn)壓泵(或叫夜用泵)，即在晚上低峰用水時使用，可以解決一定的節(jié)能問題。第四種是在第一種上，每臺泵配一個變頻器控制，可以解決一定的水壓穩(wěn)定問題，但是沒有徹底解決節(jié)能問題。具體地，以一實例說明，設一套供水設備以20T，70m揚程的兩臺水泵工作，如果現(xiàn)在用水量范圍在18?23T之間波動，當用水量為18T/h時，一臺泵可以解決，此時通過變頻控制可以達到恒壓，水壓相對穩(wěn)定。當用水量達到23T/h時，一臺泵變頻到工頻50Hz后，水量達到20T/h仍不夠，需第二臺泵啟動運行，工作方式為第二臺泵以工頻啟動，而第一臺泵停機，并從OHz變頻到相應水量即可。在此過程中，為了防止爆管現(xiàn)象，一般有一個5?10s的過程，如果此時用水量再次降低(如又降到18 T/h)，那么必須停掉兩臺水泵中的一臺，同時變頻啟動另一臺。由于工頻停泵會造成水壓突然下降，變頻啟動過程中又不能及時補充，便造成水壓波動，反復如此便造成水壓不穩(wěn)，而且問題突出?，F(xiàn)有的幾種增壓模式，雖然解決了一定的節(jié)能問題，但是仍不夠智能、準確、全面，并且水壓不太穩(wěn)定的問題突出，亟需改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)能無極恒壓供水方法，主要解決現(xiàn)有的供水系統(tǒng)中尤其是二次供水系統(tǒng)中存在的水壓調(diào)節(jié)不穩(wěn)定、節(jié)能控制不夠智能準確的問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:
節(jié)能無極恒壓供水方法，包括如下步驟:
(1)在供水系統(tǒng)中設置一臺高揚程的穩(wěn)壓泵，以及至少一臺低揚程的補水泵；
(2)供水時以穩(wěn)壓泵的變頻差量穩(wěn)壓為基礎，采用螺旋蠕動方式調(diào)節(jié)補水泵進行穩(wěn)壓供水；
(2a)當加壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻運行，直到工頻，同時穩(wěn)壓泵隨時變頻調(diào)節(jié)供水差量；
(2b)當減壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻停泵，同時穩(wěn)壓泵隨時變頻調(diào)節(jié)供水差
量;其中，所述螺旋蠕動方式為補水泵在(T1/2工頻范圍內(nèi)的變頻幅度大于在1/2?1工頻 范圍內(nèi)的變頻幅度。
[0006]具體地，所述穩(wěn)壓泵的流量值小于補水泵的流量值，所述穩(wěn)壓泵和補水泵的揚程 為相對值。
[0007]基于上述無極恒壓節(jié)能供水方法，本發(fā)明還提供一種節(jié)能無極恒壓供水裝置，包 括接入供水系統(tǒng)的一臺高揚程的穩(wěn)壓泵和至少一臺低揚程的補水泵，對應每臺穩(wěn)壓泵和補 水泵分別連接的變頻器，以及與所有變頻器均連接的PID控制器。
[0008]進一步地，所述PID控制器與變頻器之間還設有接觸器KM。
[0009]本發(fā)明的關鍵點在于，發(fā)明人在實踐中發(fā)現(xiàn)水泵在變頻過程中變頻幅度的變化與 供水量的變化并不是等比例的，即是說如果要達到相同供水量變化比例，在低于1/2工頻 時的變頻幅度會大于超過1/2工頻時的變頻幅度，如此一來，只要通過合理的調(diào)節(jié)變頻幅 度，即可使水泵充分發(fā)揮其性能，實現(xiàn)節(jié)能的目的，同時，將該點結合利用到供水穩(wěn)壓中時， 在至少配備2臺泵的條件下通過合理的變頻調(diào)節(jié)，便能實現(xiàn)穩(wěn)壓和節(jié)能的雙結合。
[0010]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明利用了水泵變頻工作時的特殊性能通過合理的調(diào)節(jié)，結合穩(wěn)壓泵和補水泵的共 同協(xié)作運行，全面準確智能地解決了現(xiàn)有供水系統(tǒng)中存在的水壓不穩(wěn)、不夠節(jié)能的問題，極 大地穩(wěn)定了供水水壓，以及充分地實現(xiàn)了節(jié)能效果，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步， 并且本發(fā)明使用十分方便，操作簡單，具有廣泛的應用前景，適合推廣應用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明-實施例中穩(wěn)壓泵的效能曲線圖。
[0012]圖2為本發(fā)明_實施例中補水泵的效能曲線圖。
[0013]圖3為本發(fā)明中裝置的原理框圖。
[0014]圖4為本發(fā)明中PID控制器的原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，本發(fā)明的實施方式包括但不限于 下列實施例。
[0016]實施例1
如圖1至圖4所示，該節(jié)能無極恒壓供水方法，包括如下步驟：
(1)在供水系統(tǒng)中設置一臺高揚程的穩(wěn)壓泵，以及一臺低揚程的補水泵；其中，揚程的 高低為相對值，即在選泵時根據(jù)供水系統(tǒng)所需的標準揚程而選用的穩(wěn)壓泵的揚程高于標準 值，補水泵的揚程則等于標準值，而穩(wěn)壓泵的流量值小于補水泵的流量值；
(2)供水時以穩(wěn)壓泵的變頻差量穩(wěn)壓為基礎，采用螺旋蠕動方式調(diào)節(jié)補水泵進行穩(wěn)壓 供水，具體來講：
(2a)當加壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻運行，直到工頻，同時穩(wěn)壓泵隨時變頻調(diào) 節(jié)供水差量；
(2b)當減壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻停泵，同時穩(wěn)壓泵隨時變頻調(diào)節(jié)供水差其中，所述螺旋蠕動方式為補水泵在0-1/2工頻范圍內(nèi)的變頻幅度大于在1/2~1工頻范圍內(nèi)的變頻幅度。
[0017]基于上述無極恒壓節(jié)能供水方法，本發(fā)明還提供一種節(jié)能無極恒壓供水裝置，包括接入供水系統(tǒng)的一臺高揚程的穩(wěn)壓泵和四臺低揚程的補水泵，對應每臺穩(wěn)壓泵和補水泵分別連接的變頻器，以及與所有變頻器均連接的PID控制器。進一步地，所述PID控制器與變頻器之間還設有接觸器KM。
[0018]其中，如圖4所示，PID控制器的具體設置為1、2為空端子備用；3為485通訊接口+ ;4為485通訊接口 - ;5為信號接地；6、7、8為輸入信號端口 ；9為缺泵端口 ；10為第二壓力信號輸入端；11為CM2 (信號公共端);12為D/A1變頻穩(wěn)壓泵(DC0-10V輸出);13為D/A2補水泵(DC0-10V輸出)；14為D/A3補水泵(DC0-10V輸出)；15為D/A4補水泵(DC0-10V輸出)；16為D/A5補水泵(DC0-10V輸出)；17~21為穩(wěn)壓泵和補水泵運行控制接點。
[0019]參數(shù)說明:當P=0，所有參數(shù)式設定可修改((TlO) ;P01壓力設定值(0-2.5MP);Ρ02泵工作線(Ρ02為I即只有一臺泵，為2則有2臺泵，3、4、5同理)；Ρ03=6為21號端口為夜用水泵；Ρ04欠壓加泵時間(1-200秒)；Ρ05超壓減泵時間(1-200秒)；Ρ06輸出電壓選擇(1-2) (1.(TlOV 2.0-5V) ；Ρ07 傳感器信號選擇(1-2) (1.0-5V 2.1-5V (4-20mA))；P08傳感器量程選擇(0.6、1.0、1.6、2.5MP);P09傳感器溫度校正(0-100%) ;P10手動輸出頻率控制(可選擇I臺2臺3臺4臺5臺分別)；P11 D/A輸出頻率控制(I或2其中I為輸出頻率自制、2為手動控制);P12上限壓力設定；P13水泵睡眠頻率(最好選擇為O時無)；P14水泵睡眠等待時間(1-60分鐘)；P15缺水保護設置(P15=0為無，P15=l時有)；P16附屬校泵投入頻率(0-50HZ，此為穩(wěn)壓泵工作頻率，小于此頻率且只有此泵工作時間超過P17設定時間);P17校泵投入等待時間(1-60分鐘);P18水泵最低輸出頻率(0-50HZ，只對穩(wěn)壓泵和夜用泵有效)；P19睡眠啟動偏差((Tl.0MP) ；P20定時開關功能(P20=0無，P20=l時，定時定壓供水，P20=2時，分時分壓供水)；Ρ21-Ρ33分別為(六個開、關時間設定)；Ρ34>39(時段壓力設定)；Ρ40系統(tǒng)時鐘調(diào)整；Ρ42爆管停機設定(Ρ39=0無，P39=l有)；Ρ43>44為C2-5泵啟停時間(1-300秒)。
[0020]具體運行時，以Q總=40Τ，水壓7ΜΡΑ為例，根據(jù)水泵標準，選用的補水泵流量值為20T/h，揚程為70m，功率為7.5Kw，穩(wěn)壓泵流量值為16T/h，揚程為91，功率為7.5Kw。
[0021]從水泵效能曲線圖可以看出，變頻泵可以在一個大的有效揚程范圍內(nèi)波動，實現(xiàn)流量、壓力在一定范圍內(nèi)平衡，達到水泵恒壓變頻、節(jié)能的目的。
[0022]假設需0.7MPA壓力，此時用水量小，需恒壓，此時如果選用70m揚程的水泵，從水泵曲線圖可獲知需要40多Hz運行方可，而如按本發(fā)明方法來保壓運行，頻率將大大降低，通過實驗觀察可以達到20Hz頻率運行。根據(jù)運算，當頻率為45Hz運行時，P'/P為0.729，節(jié)能率27.1%;而當頻率為25Hz運行時，P'/P為0.125，節(jié)能率為87.5%，可以極大地提高節(jié)能效果。
[0023]實施例2
本實施例為一臺穩(wěn)壓泵，兩臺補水泵，具體運行方式如下:
【權利要求】
1.節(jié)能無極恒壓供水方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在供水系統(tǒng)中設置一臺高揚程的穩(wěn)壓泵，以及至少一臺低揚程的補水泵； (2)供水時以穩(wěn)壓泵的變頻差量穩(wěn)壓為基礎，采用螺旋蠕動方式調(diào)節(jié)補水泵進行穩(wěn)壓供水； (2a)當加壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻運行，直到工頻，同時穩(wěn)壓泵隨時變頻調(diào)節(jié)供水差量； (2b)當減壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻停泵，同時穩(wěn)壓泵隨時變頻調(diào)節(jié)供水差量; 其中，所述螺旋蠕動方式為補水泵在0-1/2工頻范圍內(nèi)的變頻幅度大于在1/2~1工頻范圍內(nèi)的變頻幅度。
2.根據(jù)權利要求1所述的節(jié)能無極恒壓供水方法，其特征在于，所述穩(wěn)壓泵的流量值小于補水泵的流量值。
3.根據(jù)權利要求1所述的節(jié)能無極恒壓供水方法，其特征在于，所述穩(wěn)壓泵和補水泵的揚程為相對值。
4.應用權利要求f3所述方法的節(jié)能無極恒壓供水裝置，其特征在于，包括接入供水系統(tǒng)的一臺高揚程的穩(wěn)壓泵和至少一臺低揚程的補水泵，對應每臺穩(wěn)壓泵和補水泵分別連接的變頻器，以及與所有變頻器均連接的PID控制器。
5.根據(jù)權利要求4所述的節(jié)能無極恒壓供水裝置，其特征在于，所述PID控制器與變頻器之間還設有接觸 器KM。
【文檔編號】F04B49/06GK103835335SQ201410121787
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權日:2014年3月28日
【發(fā)明者】杜大虎 申請人:杜大虎