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1、恒压供水系统论文写作参考（独家整理6篇）(4)范文第五篇题目：变频器在供水系统中的应用摘要：针对楼房顶部尤其是高层建筑物的水箱供水压力较难满足用户使用需求等问题, 论述了变频恒压供水系统的工作原理、系统设计以及在建筑给水中的应用与分析。关键词：高层供水; 变频; 恒压; 节能;引言二次加压、水塔或楼顶的高位水箱等方法是解决用户对供水水压要求的常见传统方法。随着我国经济发展水平的逐步提升, 城市建设速度在不断加快, 传统的二次加压的供水方式已逐渐不能满足楼房尤其是高层建筑物供水压力的需求, 而且城市居民对供水压力和质量 (包括安全性、稳定性、经济节能性等) 的要求也越来越高。采用变频调速恒压供水
2、的方法, 能够很好地解决上述难题, 满足用户不断提高的用水需求。变频调速恒压供水方法主要是根据各个用水单位的使用量, 通过提高或者降低泵的转速, 从而改变管路中的用水量。变频恒压给水系统对于保持供水压力恒定不变是一种全新的尝试, 也是一种很好的供水解决办法。在供水压力恒定的情况下, 保证水量的供需平衡。其工作过程为:变频器可以根据用户的用水需求, 实时调整水泵的转速, 从而保证水泵的出水量与用户的需水量保持在一个平衡状态, 水泵的电机所消耗的电能也会随着需水量的降低而降低, 因此采用这种驱动方式进行供水还具有节能降耗的作用。1 变频恒压供水原理图1为变频供水节能曲线。图1中, n、nx、n0为
3、水泵的特性曲线;A0、Ax、A2为管路的特性曲线;H0、H1、H为水泵供水压力。(1) 水泵出口处的阀门, 可以直接控制整个系统的最大用水量。变频驱动的水泵的运行参数如图1所示, 当水泵的运行特性在bc之间时, 供水管路压力所能保持的扬程在bd之间。因此, 水泵全速运行时所消耗的能量为c点与d点之间扬程的差值。图1 节能分析曲线图(2) 当供水管网中的压力出现波动时, 可以通过变频驱动系统将供水管网的压力控制在一个恒定的范围内。用水量由最大值减少到Q1时, 供水控制系统通过减慢水泵转速以改变出口压力, 但是, 在水泵出口压力恒定的情况下, 其工况点始终在H上平行移动, 同时水泵自身的运行特性相
4、应地也会发生变化, 如图1中曲线nx所示。供水管网的特性也随之发生了相应的变化, 其特性曲线如图1中Ax所示, 工作在e点, 水泵消耗的能量用图1中r1表示。(3) 采用变频驱动的供水系统, 将管网最不利点的不变压力定为控制压力。在此情况下, 水流量由最高值减小到Q1时, 导致水泵转速降低, 水泵的特性曲线变为n1, 与A0于工作点d相交, 通过这种方法能够将水泵的工作点保持在A0附近变化, 使管网中的供水压力保持恒定, 从而保持系统中水流量的平衡。通过上述分析可知, 采用变频器驱动的供水系统时, 不论供水管网中的任意因素发生任何变化, 最不利点的水压均能够保持在一个基本稳定的压力, 从而为整
5、个供水系统的安全可靠运行提供保障。变频驱动的供水系统其实质是控制供水管网中的最薄弱环节, 通过压力传感器实时监测其压力值, 并实时反馈到变频器的控制系统中。控制系统根据该值的变化, 经过控制器运算, 向变频器发出控制指令, 实现水泵电机的自动调速, 以保证最不利点的压力保持在所设定的控制范围。2 变频恒压供水系统设计变频恒压供水系统由CPU、变频器、压力传感器、包含电动机的水泵机组等组成, 其供水系统原理如图2所示。图2 变频供水系统原理图在系统正常运转的情况下, 检测系统会检测到压力的变化, 再通过压力传感器传输压力变化信号给CPU。当电脑监测系统检测到管网压力值下降时, CPU会根据实际监
6、测到的压力值与预先在监测系统中设定的阈值相对比, 并将其之间的差值转换为调整变频器输出的控制信号发送给变频器。变频器根据CPU发送来的控制指令, 实时地调整其输出, 从而控制水泵电机的转速, 以实现供水压力的调整。从而构成了一个稳定完整的闭环控制系统。3 变频恒压供水系统的应用分析小高层住宅是指建筑层数在811层的住宅, 变频恒压供水系统在小高层住宅已有了较为广泛的应用。采用变频恒压供水系统不但可以满足其供水要求, 使得此类住宅的用水问题得以解决, 而且避免了对生活用水的二次污染。图3所示为小高层的变频恒压供水系统。变频驱动系统为该供水系统的核心, 包括变频器、一用一备两台水泵。其控制原理为:
7、根据压力传感器监测到的水压, 变频泵进行自调节, 这样就可以维持生活用水压力的稳定。小高层变频恒压供水有上行下给式和下行上给式两种供水方式, 具体采用何种供水方式, 应根据用户的实际情况而定。在实际运行过程中, 针对小高层中的低层用户反映其水压偏高的问题, 为了维持水量在可接受的水量范围内浮动, 可在楼层较低的位置安装降压阀, 以保证供水的安全稳定。3.1 控制系统小高层建筑变频恒压供水系统主要包括现场数据监测部分、变频驱动部分、自动控制部分、上位机显示部分。图3 变频恒压供水系统示意图3.1.1 现场数据监测部分现场数据监测部分包括液位监测和供水管网的压力监测。(1) 供水管网的压力监测:在
8、供水系统管网的关键部位安装压力传感器, 实时监测各部位的供水压力, 并将各压力值反馈到PLC。(2) 贮水池液位检测:把浮球液位传感器安装在变频泵的吸水池中, 监测贮水池水位的变化。水位不变, 显示水泵机组正常工作;贮水池液位低于标准水位时, 在不损坏设备的情况下, 监测系统把信息反馈到PLC, 供水系统立即启动自动保护措施。3.1.2 变频驱动部分变频驱动部分由一个电机组带动若干台水泵构成, 电机由变频器驱动。管路水流量变化幅度很小时, 用水量会根据变频泵的变化而变化;当管路中水流量与泵的频率满足不了需求时, 宜改为工频加泵工作。3.1.3 自动控制部分自动控制部分由变频器、PLC和电控设备
9、组成。其主要作用是捕捉管路中水流量动态数值, 进而使变频器根据所获得的数据进行最合适的运转, 以实现供水压力的基本恒定。同时, 可大大降低水泵、电机等的磨损, 提高经济效益。3.1.4 上位机显示部分监控人员通过监控计算机能够在简单地改变压力数值之后改善设备的工作情况, 从而达到所要求的水泵工作状态, 满足各种供水需求。3.2 系统循环运行系统循环运行主要是指系统中的两台泵在变频驱动系统的控制下, 能够根据自身的运行时间、运行状态等情况自动进行切换。运行原理简述如下:初始阶段, 变频器驱动一台电机带动水泵运行, 根据用水量的变化, 水泵及其电机在变频器的驱动下实时进行调整, 直到达到工频运行时
10、, 系统由变频运行切换到工频运行。当管路中水流量不断增加, 并且电机工作频率至临界时, 水压不足的情况仍然继续时, 变频器则开始切换到备用泵, 开始双泵供水。相反, 如果在双泵供水过程中出现用水量下降, 变频驱动的电机和水泵则会相应地降低运行频率, 直至供水与用水达到平衡。对于不同的建筑情况, 在设备选型上也应有所不同, 当需要提供服务的用户 (住户) 较少, 且昼夜供水量的变动相对较小时, 可以选择两台功率较小的泵, 互为用备。在小高层建筑中, 由于变频恒压供水系统供水的楼层较少, 可以采取这种方案。3.3 效益分析假设建筑物供水系统要求供水恒压为45 m水柱高, 每天正常工作24 h, 可
11、选择IS80-50-200型水泵。查手册得, 泵供水量Q=58 m3/h, N=10.67 k W, 每天能耗为256.08 k W-h。若采用变频恒压供水方式, 每天能耗为215.66 k W-h, 每天可节约能耗40.42 k W-h。4 结语变频恒压供水系统是一项技术先进的给水方法, 具备高效、可靠、节能、响应速度快等特点。从变频恒压供水系统的运行原理和节能情况分析来看, 这种供水方式能够按照实际需求设定压力值, 并根据用户的实际用水情况, 即时地调整供水压力, 从而提高了水泵的工作效率。参考文献尹伊.浅析变频器在工业中的应用.黑龙江科技信息, 2010 (13) :41.【2】张孝红.变频器节能作用概述.节能技术, 2010, 28 (6) :573-575.彭小红, 刘国东.基于PLC的变频调速恒压供水系统的设计.现代电子技术, 2004 (6) :98-100.
