節能無極恆壓供水方法和裝置製造方法
2023-04-26 20:02:51 1
節能無極恆壓供水方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了節能無極恆壓供水方法，包括：（1）在供水系統中設置一臺高揚程的穩壓泵，以及至少一臺低揚程的補水泵；（2）供水時以穩壓泵的變頻差量穩壓為基礎，採用螺旋蠕動方式調節補水泵進行穩壓供水；（2a）當加壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻運行，直到工頻，同時穩壓泵隨時變頻調節供水差量；（2b）當減壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻停泵，同時穩壓泵隨時變頻調節供水差量；其中，所述螺旋蠕動方式為補水泵在0~1/2工頻範圍內的變頻幅度大於在1/2~1工頻範圍內的變頻幅度。通過該方法，本發明實現了極大地穩定供水水壓，以及充分地實現節能效果。
【專利說明】節能無極恆壓供水方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及二次供水領域，具體地講，是涉及一種基於二次供水系統的節能無極恆壓供水方法和裝置。
【背景技術】
[0002]水是生命之源，隨著城市生活小區日趨密集，高層建築不斷增多，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儲存、加壓，通過管道再供用戶或自用的形式。
[0003]在現有這種供水系統的增壓設備中，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，以達到變頻恆壓的目的，水壓相對穩定但不節能。第二種是以一臺變頻器控制拖動一臺水泵，這樣可以達到節能效果，但幾臺水泵是工頻啟動，水壓不夠穩定。第三種是在第一種上加上穩壓泵(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定問題，但是沒有徹底解決節能問題。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，如果現在用水量範圍在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恆壓，水壓相對穩定。當用水量達到23T/h時，一臺泵變頻到工頻50Hz後，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，並從OHz變頻到相應水量即可。在此過程中，為了防止爆管現象，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)，那麼必須停掉兩臺水泵中的一臺，同時變頻啟動另一臺。由於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，反覆如此便造成水壓不穩，而且問題突出。現有的幾種增壓模式，雖然解決了一定的節能問題，但是仍不夠智能、準確、全面，並且水壓不太穩定的問題突出，亟需改進。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種節能無極恆壓供水方法，主要解決現有的供水系統中尤其是二次供水系統中存在的水壓調節不穩定、節能控制不夠智能準確的問題。
[0005]為了實現上述目的，本發明採用的技術方案如下:
節能無極恆壓供水方法，包括如下步驟:
(1)在供水系統中設置一臺高揚程的穩壓泵，以及至少一臺低揚程的補水泵；
(2)供水時以穩壓泵的變頻差量穩壓為基礎，採用螺旋蠕動方式調節補水泵進行穩壓供水；
(2a)當加壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻運行，直到工頻，同時穩壓泵隨時變頻調節供水差量；
(2b)當減壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻停泵，同時穩壓泵隨時變頻調節供水差
量;其中，所述螺旋蠕動方式為補水泵在(T1/2工頻範圍內的變頻幅度大於在1/2?1工頻 範圍內的變頻幅度。
[0006]具體地，所述穩壓泵的流量值小於補水泵的流量值，所述穩壓泵和補水泵的揚程 為相對值。
[0007]基於上述無極恆壓節能供水方法，本發明還提供一種節能無極恆壓供水裝置，包 括接入供水系統的一臺高揚程的穩壓泵和至少一臺低揚程的補水泵，對應每臺穩壓泵和補 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]本發明的關鍵點在於，發明人在實踐中發現水泵在變頻過程中變頻幅度的變化與 供水量的變化並不是等比例的，即是說如果要達到相同供水量變化比例，在低於1/2工頻 時的變頻幅度會大於超過1/2工頻時的變頻幅度，如此一來，只要通過合理的調節變頻幅 度，即可使水泵充分發揮其性能，實現節能的目的，同時，將該點結合利用到供水穩壓中時， 在至少配備2臺泵的條件下通過合理的變頻調節，便能實現穩壓和節能的雙結合。
[0010]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
本發明利用了水泵變頻工作時的特殊性能通過合理的調節，結合穩壓泵和補水泵的共 同協作運行，全面準確智能地解決了現有供水系統中存在的水壓不穩、不夠節能的問題，極 大地穩定了供水水壓，以及充分地實現了節能效果，具有突出的實質性特點和顯著的進步， 並且本發明使用十分方便，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為本發明-實施例中穩壓泵的效能曲線圖。
[0012]圖2為本發明_實施例中補水泵的效能曲線圖。
[0013]圖3為本發明中裝置的原理框圖。
[0014]圖4為本發明中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明作進一步說明，本發明的實施方式包括但不限於 下列實施例。
[0016]實施例1
如圖1至圖4所示，該節能無極恆壓供水方法，包括如下步驟：
(1)在供水系統中設置一臺高揚程的穩壓泵，以及一臺低揚程的補水泵；其中，揚程的 高低為相對值，即在選泵時根據供水系統所需的標準揚程而選用的穩壓泵的揚程高於標準 值，補水泵的揚程則等於標準值，而穩壓泵的流量值小於補水泵的流量值；
(2)供水時以穩壓泵的變頻差量穩壓為基礎，採用螺旋蠕動方式調節補水泵進行穩壓 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，同時穩壓泵隨時變頻調 節供水差量；
(2b)當減壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻停泵，同時穩壓泵隨時變頻調節供水差其中，所述螺旋蠕動方式為補水泵在0-1/2工頻範圍內的變頻幅度大於在1/2~1工頻範圍內的變頻幅度。
[0017]基於上述無極恆壓節能供水方法，本發明還提供一種節能無極恆壓供水裝置，包括接入供水系統的一臺高揚程的穩壓泵和四臺低揚程的補水泵，對應每臺穩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為輸入信號埠 ；9為缺泵埠 ；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為穩壓泵和補水泵運行控制接點。
[0019]參數說明:當P=0，所有參數式設定可修改((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號埠為夜用水泵；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為輸出頻率自製、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，此為穩壓泵工作頻率，小於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系統時鐘調整；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範圍內波動，實現流量、壓力在一定範圍內平衡，達到水泵恆壓變頻、節能的目的。
[0022]假設需0.7MPA壓力，此時用水量小，需恆壓，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。根據運算，當頻率為45Hz運行時，P'/P為0.729，節能率27.1%;而當頻率為25Hz運行時，P'/P為0.125，節能率為87.5%，可以極大地提高節能效果。
[0023]實施例2
本實施例為一臺穩壓泵，兩臺補水泵，具體運行方式如下:
【權利要求】
1.節能無極恆壓供水方法，其特徵在於，包括如下步驟: (1)在供水系統中設置一臺高揚程的穩壓泵，以及至少一臺低揚程的補水泵； (2)供水時以穩壓泵的變頻差量穩壓為基礎，採用螺旋蠕動方式調節補水泵進行穩壓供水； (2a)當加壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻運行，直到工頻，同時穩壓泵隨時變頻調節供水差量； (2b)當減壓時，補水泵通過螺旋蠕動方式變頻停泵，同時穩壓泵隨時變頻調節供水差量; 其中，所述螺旋蠕動方式為補水泵在0-1/2工頻範圍內的變頻幅度大於在1/2~1工頻範圍內的變頻幅度。
2.根據權利要求1所述的節能無極恆壓供水方法，其特徵在於，所述穩壓泵的流量值小於補水泵的流量值。
3.根據權利要求1所述的節能無極恆壓供水方法，其特徵在於，所述穩壓泵和補水泵的揚程為相對值。
4.應用權利要求f3所述方法的節能無極恆壓供水裝置，其特徵在於，包括接入供水系統的一臺高揚程的穩壓泵和至少一臺低揚程的補水泵，對應每臺穩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.根據權利要求4所述的節能無極恆壓供水裝置，其特徵在於，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 優先權日:2014年3月28日
【發明者】杜大虎 申請人:杜大虎