简述变频供水设备应用

简述变频供水设备应用

变频调速系统是近年来新发展起来的技术手段，用以满足人们对于高品质的调速需求。供水系统也引入了变频技术，变频调速器的引入更好地解决了供水的自动化需求问题，并且由于其设备的投资较少并且其稳定的系统运行性能，深受用户的青睐。另外随着变频调速技术的发展变频器的占地面积也不大，并且还可以通过操控达到节水节电的效果。在理论认识上，变频器的引入优点颇多，但是实际操作以及应用时由于型号选择不当以及控制方式等问题，反而会费电费水，而达不到节能的目的。结合实际经验，文章对变频供水设备进行了简要的分析和探讨，对其应用提出了一些合理的建议和意见。

标签：供水系统；变频器；循环软启动

1 普通的变频供水设备

循环软启动类型的变频供水设备是在现实应用中最为广泛的，整个系统组成较为简单，主要包括了水泵、变频柜、仪表、以及各种管路交错组成。这里需要提到的是，这种系统的水泵应当选取型号相同的二至四台为宜。下面就以三台作为例子进行详尽的分析。

日常供水主要是使用一台水泵进行供水，但是当使用量增加，一台水泵的供水不足以满足水量的要求时，变频柜就会在将运行水泵转变成工频运行后开启第二台水泵。以此类推，当两台水泵共同运行也不能满足水量需求时则将第二台也转变成工频然后开启第三台。当水量使用减少时，再按照启动的顺序，将水泵依次停止，最后将第一台水泵恢复恒压。一次变频运行结束。

另外由于供水系统在平时的供水中主要是使用一台水泵，因此会设定水泵的运行时间，依次保证水泵不会超负荷运转，这个时间的设定视实际情况而定。当超过了特定的时间变频柜就会停止水泵的运行，启动下一台，这个时间可以随时的根据需求进行调整，不仅可以保证系统的正常运行，同时也可以延长机械的使用寿命。

双恒压的接口是变频控制器能够节能的特殊结构，双恒压的供水功能是实现节能的基础。

这种变频式的供水系统应用于一些林区的供水，功率一般不会过大，由于适用的区域用水流量变换不大，所以一般采用循环水系统。

2 变频供水系统中带小流量泵设备系统

林区的用水不是一直稳定的，主要用于生产以及灌溉等。变频器对于供水系统的节能作用，主要是在于对水泵工作效率的转换上，水泵的功率越高，用电量越大。水泵运转效率的大小决定了水泵功率的大小，像在用水的低谷期，供水系

统中的水流量很小，但是水泵的运转运行不会因为流量变小而发生改变，就会造成水泵出现低流量运行状态，此时水泵的工作效率就大大减小。因此，这时变频器就无法达到节能的目的了。

因此，对于小流量以及零流量时供水系统的节能问题就需要进一步采取措施，在实际的操作中一般都采用了四种方案：①变频主泵+工频辅泵；②变频主泵+工频辅泵+气压罐；③变频主泵+气压罐。多角度分析和综合比较之后，第四种无论是从能耗还是成本上最为适宜，只需要为原有的供水系统配备上专门针对小流量和零流量的小型水泵就能解决此类问题。将一至两台流量在3～6m3/h的小型水泵配备到原有的主频供水泵上，当然，可以根据实际的使用情况选用水泵的流量。功率的选择一般在 1.5到3kW之间，扬程则需要根据主泵的扬程选择。

变频柜一般都采用的是PLC的控制系统，供水系统的控制是通过模块化的程序设计。主要的运行方式为：首先，系统在正常流量下采用的是主泵的循环供水系统，再此情况下变频器可以最大的发挥作用。当系统中的水量由于需求的减低而减小事，主泵的运转频率也会跟着降低，当频率降低到特定的规定值时，调节器就会做出反应，发出切换命令，将系统的供水模式转换到小型水泵系统中。反之，当系统的用水量加大，切换后的小型水泵不能满足系统的流量需求之时，PID调节系统又会发出转换信号，在必要的延时之后，系统切换成为主泵的供水模式。因此，使得整个系统可以最大程度的提高效率，这样才能真正发挥供水系统的变频节能效果。

3 全流量高效变频供水设备

对比较大的林区用水，若单配主泵机组和小流量泵，因小泵流量QL和主泵流量QM差别较大，当流量调节范围在QL～1/3Qm时，水泵的运行效率仍很低，导致水泵运行不经济，浪费电能。并且流量在大于或接近QL时还会出现频繁的换泵操作。为实现在全流量范围内水泵始终能高效率运行，这就有必要再增加一种中流量水泵，流量可选为1/3Qm～1/2QM。特殊情况下还可增加2种中流量水泵。这样整体水泵流量选择呈阶梯状，从而使得设备在任何流量段运行时均处于水泵的高效率段，更加节能。

变频柜控制核心由PLC和多功能PID调节仪构成，以三种泵配置为例系统也可实现双恒压供水功能，中泵和小泵变频时低恒压供水，主泵变频时高恒压供水。

4 深水井变频供水设备

目前深水井潜水泵采用变频调速控制的也非常广泛，主要是因为不需再建水塔，设备占地小，建设周期短，水质无二次污染，水泵软启动软停车，故障率低，大修周期延长，寿命提高。但对夜间也要求供水的系统（一般居民生活用水都有要求），仍存在夜间小流量“费电”问题。一般潜水泵功率较大，小流量频率fL一般在28Hz以上。如30kW的潜水泵，小流量频率按30Hz计算，每天夜间近6h 内约有50kW·h电能“浪费”，一年就是18000kW·h！这还未计入白天小流量时的

用电。

5 生活消防合用变频供水设备

在林区，生活用水的压力并不大，但是消防压力较之于生活压力则需要专门的考虑。无论在棺材的选取上还是在管路的铺设和设计上都需要进行专门的实地考察，采取最佳方案配合变频供水设备，若管材选用适当或消防管路采取防倒流措施，在采用变频设备及电源可靠条件下，建议高规适当放宽要求应允许生活消防合用供水设备。同时有以下优点：

5.1 生活消防泵组定时轮换运行，不会因消防泵长期不用或管理不善而使水泵锈死，机组时刻处在工作状态。

5.2 生活泵组和消防泵组合用，基本节省一套消防泵组，且便于设备管理和维护。

5.3 设备自动化程度高，供水稳定可靠，且水质无二次污染。

5.4 水泵软启动软停车，无冲击和超压危害

系统可按循环软启动变频设备或带小流量泵的循环软启动变频供水设备选型，主泵流量按生活、消防两者最大的来选择，并留有1台备用泵，扬程一般按消防设计压力选择。另外还应注意的有以下几点：

5.4.1 应设消防接口，如有消防报警系统应设24VDC无源启停接口。

5.4.2 应有消防时确保消防用水的技术措施，如在生活总管上安装电磁阀，消防时关闭生活用水。

5.4.3 应设水位接口，消防低水位报警，并关闭生活用水。

5.4.4 应有双恒压功能，即平时低恒压生活供水，消防时自动转入高恒压消防供水。

5.4.5 消防时应限制退泵操作，以防止压力不稳。

6 结束语

6.1 供水系统采用变频供水设备可改善供水水质，且自动化程度高，又是国家节能推广技术，但若选择使用不当，又会造成电能“浪费”，达不到预期目标。因此建议设计人员和用户在方案确定之前应根据用水性质、用水特点、用水规模、设备投资等因素综合考虑，在保证可靠供水前提下，充分发挥变频调速的节能潜力。