节能无极恒压供水方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了节能无极恒压供水方法，包括：（1）在供水系统中设置一台高扬程的稳压泵，以及至少一台低扬程的补水泵；（2）供水时以稳压泵的变频差量稳压为基础，采用螺旋蠕动方式调节补水泵进行稳压供水；（2a）当加压时，补水泵通过螺旋蠕动方式变频运行，直到工频，同时稳压泵随时变频调节供水差量；（2b）当减压时，补水泵通过螺旋蠕动方式变频停泵，同时稳压泵随时变频调节供水差量；其中，所述螺旋蠕动方式为补水泵在0~1/2工频范围内的变频幅度大于在1/2~1工频范围内的变频幅度。通过该方法，本发明实现了极大地稳定供水水压，以及充分地实现节能效果。
【专利说明】节能无极恒压供水方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及二次供水领域，具体地讲，是涉及一种基于二次供水系统的节能无极恒压供水方法和装置。
【背景技术】
[0002]水是生命之源，随着城市生活小区日趋密集，高层建筑不断增多，二次供水已成为城市供水的主要方式之一。通常人们所称的二次供水是指单位或个人将城市公共供水或自建设施供水经储存、加压，通过管道再供用户或自用的形式。
[0003]在现有这种供水系统的增压设备中，无外乎运用四种技术手段来达到增压。其中，第一种是运用变频循环控制技术，由一台变频器控制几台同样流量、扬程的水泵，以达到变频恒压的目的，水压相对稳定但不节能。第二种是以一台变频器控制拖动一台水泵，这样可以达到节能效果，但几台水泵是工频启动，水压不够稳定。第三种是在第一种上加上稳压泵(或叫夜用泵)，即在晚上低峰用水时使用，可以解决一定的节能问题。第四种是在第一种上，每台泵配一个变频器控制，可以解决一定的水压稳定问题，但是没有彻底解决节能问题。具体地，以一实例说明，设一套供水设备以20T，70m扬程的两台水泵工作，如果现在用水量范围在18?23T之间波动，当用水量为18T/h时，一台泵可以解决，此时通过变频控制可以达到恒压，水压相对稳定。当用水量达到23T/h时，一台泵变频到工频50Hz后，水量达到20T/h仍不够，需第二台泵启动运行，工作方式为第二台泵以工频启动，而第一台泵停机，并从OHz变频到相应水量即可。在此过程中，为了防止爆管现象，一般有一个5?10s的过程，如果此时用水量再次降低(如又降到18 T/h)，那么必须停掉两台水泵中的一台，同时变频启动另一台。由于工频停泵会造成水压突然下降，变频启动过程中又不能及时补充，便造成水压波动，反复如此便造成水压不稳，而且问题突出。现有的几种增压模式，虽然解决了一定的节能问题，但是仍不够智能、准确、全面，并且水压不太稳定的问题突出，亟需改进。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种节能无极恒压供水方法，主要解决现有的供水系统中尤其是二次供水系统中存在的水压调节不稳定、节能控制不够智能准确的问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下:
节能无极恒压供水方法，包括如下步骤:
(1)在供水系统中设置一台高扬程的稳压泵，以及至少一台低扬程的补水泵；
(2)供水时以稳压泵的变频差量稳压为基础，采用螺旋蠕动方式调节补水泵进行稳压供水；
(2a)当加压时，补水泵通过螺旋蠕动方式变频运行，直到工频，同时稳压泵随时变频调节供水差量；
(2b)当减压时，补水泵通过螺旋蠕动方式变频停泵，同时稳压泵随时变频调节供水差
量;其中，所述螺旋蠕动方式为补水泵在(T1/2工频范围内的变频幅度大于在1/2?1工频 范围内的变频幅度。
[0006]具体地，所述稳压泵的流量值小于补水泵的流量值，所述稳压泵和补水泵的扬程 为相对值。
[0007]基于上述无极恒压节能供水方法，本发明还提供一种节能无极恒压供水装置，包 括接入供水系统的一台高扬程的稳压泵和至少一台低扬程的补水泵，对应每台稳压泵和补 水泵分别连接的变频器，以及与所有变频器均连接的PID控制器。
[0008]进一步地，所述PID控制器与变频器之间还设有接触器KM。
[0009]本发明的关键点在于，发明人在实践中发现水泵在变频过程中变频幅度的变化与 供水量的变化并不是等比例的，即是说如果要达到相同供水量变化比例，在低于1/2工频 时的变频幅度会大于超过1/2工频时的变频幅度，如此一来，只要通过合理的调节变频幅 度，即可使水泵充分发挥其性能，实现节能的目的，同时，将该点结合利用到供水稳压中时， 在至少配备2台泵的条件下通过合理的变频调节，便能实现稳压和节能的双结合。
[0010]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明利用了水泵变频工作时的特殊性能通过合理的调节，结合稳压泵和补水泵的共 同协作运行，全面准确智能地解决了现有供水系统中存在的水压不稳、不够节能的问题，极 大地稳定了供水水压，以及充分地实现了节能效果，具有突出的实质性特点和显著的进步， 并且本发明使用十分方便，操作简单，具有广泛的应用前景，适合推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明-实施例中稳压泵的效能曲线图。
[0012]图2为本发明_实施例中补水泵的效能曲线图。
[0013]图3为本发明中装置的原理框图。
[0014]图4为本发明中PID控制器的原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于 下列实施例。
[0016]实施例1
如图1至图4所示，该节能无极恒压供水方法，包括如下步骤：
(1)在供水系统中设置一台高扬程的稳压泵，以及一台低扬程的补水泵；其中，扬程的 高低为相对值，即在选泵时根据供水系统所需的标准扬程而选用的稳压泵的扬程高于标准 值，补水泵的扬程则等于标准值，而稳压泵的流量值小于补水泵的流量值；
(2)供水时以稳压泵的变频差量稳压为基础，采用螺旋蠕动方式调节补水泵进行稳压 供水，具体来讲：
(2a)当加压时，补水泵通过螺旋蠕动方式变频运行，直到工频，同时稳压泵随时变频调 节供水差量；
(2b)当减压时，补水泵通过螺旋蠕动方式变频停泵，同时稳压泵随时变频调节供水差其中，所述螺旋蠕动方式为补水泵在0-1/2工频范围内的变频幅度大于在1/2~1工频范围内的变频幅度。
[0017]基于上述无极恒压节能供水方法，本发明还提供一种节能无极恒压供水装置，包括接入供水系统的一台高扬程的稳压泵和四台低扬程的补水泵，对应每台稳压泵和补水泵分别连接的变频器，以及与所有变频器均连接的PID控制器。进一步地，所述PID控制器与变频器之间还设有接触器KM。
[0018]其中，如图4所示，PID控制器的具体设置为1、2为空端子备用；3为485通讯接口+ ;4为485通讯接口 - ;5为信号接地；6、7、8为输入信号端口 ；9为缺泵端口 ；10为第二压力信号输入端；11为CM2 (信号公共端);12为D/A1变频稳压泵(DC0-10V输出);13为D/A2补水泵(DC0-10V输出)；14为D/A3补水泵(DC0-10V输出)；15为D/A4补水泵(DC0-10V输出)；16为D/A5补水泵(DC0-10V输出)；17~21为稳压泵和补水泵运行控制接点。
[0019]参数说明:当P=0，所有参数式设定可修改((TlO) ;P01压力设定值(0-2.5MP);Ρ02泵工作线(Ρ02为I即只有一台泵，为2则有2台泵，3、4、5同理)；Ρ03=6为21号端口为夜用水泵；Ρ04欠压加泵时间(1-200秒)；Ρ05超压减泵时间(1-200秒)；Ρ06输出电压选择(1-2) (1.(TlOV 2.0-5V) ；Ρ07 传感器信号选择(1-2) (1.0-5V 2.1-5V (4-20mA))；P08传感器量程选择(0.6、1.0、1.6、2.5MP);P09传感器温度校正(0-100%) ;P10手动输出频率控制(可选择I台2台3台4台5台分别)；P11 D/A输出频率控制(I或2其中I为输出频率自制、2为手动控制);P12上限压力设定；P13水泵睡眠频率(最好选择为O时无)；P14水泵睡眠等待时间(1-60分钟)；P15缺水保护设置(P15=0为无，P15=l时有)；P16附属校泵投入频率(0-50HZ，此为稳压泵工作频率，小于此频率且只有此泵工作时间超过P17设定时间);P17校泵投入等待时间(1-60分钟);P18水泵最低输出频率(0-50HZ，只对稳压泵和夜用泵有效)；P19睡眠启动偏差((Tl.0MP) ；P20定时开关功能(P20=0无，P20=l时，定时定压供水，P20=2时，分时分压供水)；Ρ21-Ρ33分别为(六个开、关时间设定)；Ρ34>39(时段压力设定)；Ρ40系统时钟调整；Ρ42爆管停机设定(Ρ39=0无，P39=l有)；Ρ43>44为C2-5泵启停时间(1-300秒)。
[0020]具体运行时，以Q总=40Τ，水压7ΜΡΑ为例，根据水泵标准，选用的补水泵流量值为20T/h，扬程为70m，功率为7.5Kw，稳压泵流量值为16T/h，扬程为91，功率为7.5Kw。
[0021]从水泵效能曲线图可以看出，变频泵可以在一个大的有效扬程范围内波动，实现流量、压力在一定范围内平衡，达到水泵恒压变频、节能的目的。
[0022]假设需0.7MPA压力，此时用水量小，需恒压，此时如果选用70m扬程的水泵，从水泵曲线图可获知需要40多Hz运行方可，而如按本发明方法来保压运行，频率将大大降低，通过实验观察可以达到20Hz频率运行。根据运算，当频率为45Hz运行时，P'/P为0.729，节能率27.1%;而当频率为25Hz运行时，P'/P为0.125，节能率为87.5%，可以极大地提高节能效果。
[0023]实施例2
本实施例为一台稳压泵，两台补水泵，具体运行方式如下:
【权利要求】
1.节能无极恒压供水方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)在供水系统中设置一台高扬程的稳压泵，以及至少一台低扬程的补水泵； (2)供水时以稳压泵的变频差量稳压为基础，采用螺旋蠕动方式调节补水泵进行稳压供水； (2a)当加压时，补水泵通过螺旋蠕动方式变频运行，直到工频，同时稳压泵随时变频调节供水差量； (2b)当减压时，补水泵通过螺旋蠕动方式变频停泵，同时稳压泵随时变频调节供水差量; 其中，所述螺旋蠕动方式为补水泵在0-1/2工频范围内的变频幅度大于在1/2~1工频范围内的变频幅度。
2.根据权利要求1所述的节能无极恒压供水方法，其特征在于，所述稳压泵的流量值小于补水泵的流量值。
3.根据权利要求1所述的节能无极恒压供水方法，其特征在于，所述稳压泵和补水泵的扬程为相对值。
4.应用权利要求f3所述方法的节能无极恒压供水装置，其特征在于，包括接入供水系统的一台高扬程的稳压泵和至少一台低扬程的补水泵，对应每台稳压泵和补水泵分别连接的变频器，以及与所有变频器均连接的PID控制器。
5.根据权利要求4所述的节能无极恒压供水装置，其特征在于，所述PID控制器与变频器之间还设有接触 器KM。
【文档编号】F04B49/06GK103835335SQ201410121787
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】杜大虎 申请人:杜大虎