专利名称：分时段变频变压供水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种分时段变频变压供水装置，属于供排水系统供水控制 设备领域。
背景技术：
变频恒压供水系统具有自动化程度高，设备投资少，系统运行稳定可靠， 节电节水，操作控制方便等特点，目前被国内供水行业普遍采用，实施方法是 在自来水厂的出水管线上安装压力变送器检测供水压力，压力信号传送至智能
调节仪与设定的压力值进行PID分析，由智能调节仪输出一个电流信号控制变 频器的输出频率，变频器来控制水泵电机的转速来改变水泵的供水压力，这样 形成一个闭环控制回路，使自来水厂出口的供水压力为用水高峰时段的供水压 力并保持恒定。此种方式的节电率为20°/。 50%。广大技术人员对变频调速供压 供水技术的深入研究后，认为该项技术的节能效果虽好，但供水压力是按用水 高峰时段的设置的，没有结合供水系统的管路压降特性，特别是在用户用水低 峰时段供水管线上的压力损失值降低后，用户端的供水压力高于正常用水压 力，仍存在供水能源浪费。西安交通大学曹琦在《一种节能的变压变频供水系 统》 一文提出了一种改变压力变送器的地理位置的技术方案，即把压力变送器 安装在供水管线上的最不利的用水点，用无线网络的方式将压力信号传送至水 厂的智能调节仪，通过变频器控制水泵电机的转速，使最不利的用水点的供水 压力保持在3 5m水柱，来实现供水系统节能运行的变频变压供水系统。在技 术上采用无线网络传输技术将压力信号传到自来水厂机房不难实现，但无线网 络的方式结构复杂，不但增加了系统的造价成本和维护费用，而且系统的可靠 性比变频恒压供水系统低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单且比现有技术更节能的一种分时段变频变压供水装置。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案 一种分时段变频变压供 水装置，是--外闭环控制系统，包括压力变送器、智能调节仪、变频器、配套 电机、水泵、供水管线，在压力变送器与智能调节仪的连接线上并联有至少一 路分流电路。
所述的每一路分流电路由电阻和可编程时间控制器的一对触头串联构成。 所述的每一路分流电路由一个并联在压力变送器与智能调节仪连接线上 的三极管和基极电压控制电路构成，三极管基极接基极电压控制电路的电压输 出端，基极电压控制电路由可编程时间控制器的一对触头和一个分压电路串联 构成，可编程时间控制器的一对触头中的一个与供电电源正极连接，另一个连 接分压电路的一端，分压电路的另一端与供电电源负极连接，供电电源负极接 压力变送器与智能调节仪负极的连接线。
所述的分压电路由两个定值电阻和一个滑动变阻器串联构成，三极管的基 极接滑动变阻器的滑动触头， 一个电容并联在供电电源的负极与两个定值电阻 的串联点之间，可编程时间控制器其中的一个触头接供电电源的正极，滑动变 阻器的末端接供电电源的负极。
所述的分流电路作为智能调节仪的一部分，设置在智能调节仪的测量端之 后，PID端之前。
所述的分流电路与智能调节仪、变频器置于变频控制柜内部。 装置的工作过程是，按用水高峰时段的供水压力整定闭环控制系统，分流 电路分流电流的大小等于压力变送器用水高峰时段的电流信号与用水低峰时 段的电流信号的差值；到用水低峰时段时，可编程时间控制器按预先设定的时 间自动接入分流电路，智能调节仪检测到的电流信号等于压力变送器在用水高 峰时段的电流信号与分流电路的分流电流信号之和，智能调节仪判断为供水压 力升高，闭环控制后，智能调节仪检测到的电流信号之和回到智能调节仪预设定的数值并保持恒定，供水系统的供水压力值降低至用水低峰时段的供水压 力并保持恒定；从供水低峰时段再运行到用水高峰时段时，可编程时间控制器 按预先设定的时间自动断开分流电路，智能调节仪检测到的电流信号减小，判 断为供水压力下降，闭环控制后，供水压力上升至用水高峰时段的压力值并保
持恒定；当可编程时间控制器按预先设定的多个时段自动接入或断开分流电 路，就实现了分时段变频变压供水，达到节能供水的目的；而在用水高低峰情 况复杂的环境下，可采用并入多路分流电路的办法，通过分流电路的组合，可 以达到多种不同分流效果，即可在设定的不同供水时段，设定不同的供水压力 值。
由于分流电路结构简单，成本增加很少且无需维护费用，同时不改变变频 恒压供水系统的控制方式，具有与变频恒压供水系统相同的可靠性，即当这部 分电路出现故障不工作，供水系统工作在恒压供水的情况下，不影响供水系统 的正常运行； 一般情况，变压供水时段的节能效果与供水压力降低的百分比相 关，在用水低峰时段的供水压力可降低10%以上，全天的节能效果在5%左右。
图l为本实用新型的原理框图2为分流电路的第一种连接图； 图3为分流电路的第二种连接图； 图4为分流电路的第三种连接图； 图5为分流电路的第四种连接图； 图6为分流电路置于智能调节仪中的连接图； 图7为分流电路置于变频控制柜中的连接图。
具体实施方式
图l所示本实用新型的原理框图，该装置是一个闭环控制系统，包括压力 变送器、智能调节仪、并联在它们之间的分流电路，变频器、配套电机、水泵、 供水管线；按用水高峰时段的供水压力整定闭环控制系统，分流电路分流电流的大小等于压力变送器用水高峰时段的电流信号与用水低峰时段的电流信号 的差值；到用水低峰时段时，可编程时间控制器按预先设定的时间自动接入分 流电路，智能调节仪检测到的电流信号等于压力变送器在用水高峰时段的电流 信号与分流电路的分流电流信号之和，智能调节仪判断为供水压力升高，闭环
控制后，智能调节仪检测到的电流信号之和回到智能调节仪预先设定的数值并 保持恒定，供水系统的供水压力值降低至用水低峰时段的供水压力并保持恒
定；从供水低峰时段再运行到用水高峰时段时，可编程时间控制器按预先设定 的时间自动断开分流电路，智能调节仪检测到的电流信号减小，判断为供水压 力下降，闭环控制后，供水压力上升至用水高峰时段的压力值并保持恒定；当 可编程时间控制器按预先设定的多个时段自动接入或断开分流电路，就实现了 分时段变频变压供水，达到节能供水的目的；而在用水高低峰情况复杂的环境 下，可采用并入多路分流电路的办法，通过分流电路的组合，可以达到多种不 同分流效果，即可在设定的不同供水时段，设定不同的供水压力值。
图2所示了第一种分流电路的连接图，所述的分流电路由电阻R、与可编 程时间控制器J的一对输出触头串联构成，智能调节仪检测到的电流大小等于 压力变送器在用水高峰时段电流大小与分流电路分流的电流大小之和；为了适 应用水低峰供水压力不同的供水系统，可以通过改变电阻R值的大小来改变分 流电路分流电流的大小，即可设定不同用水低峰时间段里的供水压力值。
图3所示了第二种分流电路的连接图，所述的分流电路用N个相同的分流 支路并联构成，每个分流支路都由电阻与可编程时间控制器的一对输出触头串 联构成，智能调节仪检测到的电流大小等于压力变送器用水高峰时段的电流大 小与分流支路分流的电流大小之和，例如当N取3，在预先设定的不同用水时 段里有最多7种不同组合的分流电路接入，即可在预先设定的时间段里设置最 多7种供水压力值，该连接方式多用于用水高低峰情况复杂的环境F。
图4所示了第三种分流电路的连接图，所述的分流电路由一个并联在智能调节仪输入端的NPN三极管Qi和基极电压控制电路构成，三极管的基极接基极 电压控制电路的输出端；所述的基极电压控制电路由可编程时间控制器的一对 输出触头和一个分压电路串联构成；所述的分压电路由一个滑动变阻器Ri和两 个定值电阻R2、 R3串联构成，三极管的基极接滑动变阻器的滑动触头， 一个电
容d并联在地与两个定值电阻的串联点之间，可编程时间控制器Ji的一个输出
节点和地之间接3 24V供电电源；在预先设定的时间段里，可编程时间控制
器将分流电路接入，因电容器的充电作用，三极管分流的电流由小逐渐变大， 直至预设的数值并稳定，智能调节仪检测到的电流等于压力变送器在用水高峰
时电流与流过三极管的电流之和；为了适应用水低峰供水压力不同的供水系
统，调节滑动电阻的触头，改变三极管的基射极的输入电压，改变三极管分流 电流的大小，即可设定不同用水低峰时间段里的供水压力值。
图5所示了第四种分流电路的连接图，所述的分流电路可用N个相同的分 流支路并联构成，所述的分流支路由一个并联在智能调节仪输入端的NPN三极 管和基极电压控制电路构成，三极管的基极接基极电压控制电路的输出端；所 述的基极电压控制电路由可编程时间控制器的一对输出触头和一个分压电路 串联构成；所述的分压电路由一个滑动变阻器和两个定值电阻构成，三极管的 基极接滑动变阻器的滑动触头， 一个电容并联在地与两个定值电阻的串联点之 间，可编程时间控制器的一个输出节点和地之间接3 24V供电电源；因电容 器的充电作用，三极管分流的电流由小逐渐变大，直至预设的数值并稳定，智 能调节仪检测到的电流等于压力变送器在用水高峰时段的电流与流过三极管 的电流之和；例如当N取3，在预先设定的不同用水时段里有7种不同组合的 分流电路接入，即可在预先设定的时间段里设置7种供水压力值，该连接方式 多用于用水高低峰情况复杂的环境下。
图6为分流电路置于智能调节仪中的连接图，分流电路作为智能调节仪的 一部分，置于智能调节仪的测量端之后，PID端之前图7为分流电路置于变频控制柜中的连接图，分流电路与智能调节仪、变 频器共同置于变频控制柜内。
权利要求1. 一种分时段变频变压供水装置，包括压力变送器(1)，智能调节仪(2)、变频器(3)、配套电机(4)、水泵(5)、供水管线(6)，其特征在于压力变送器(1)与智能调节仪(2)的连接线上并联有至少一路分流电路(7)。
2. 根据权利要求1所述的一种分时段变频变压供水装置，其特征在于每 一路分流电路由电阻和可编程时间控制器的一对触头串联构成。
3. 根据权利要求1所述的一种分时段变频变压供水装置，其特征在于每一路分流电路由一个并联在压力变送器与智能调节仪连接线上的三极管和基 极电压控制电路构成，三极管基极接基极电压控制电路的电压输出端，基极电 压控制电路由可编程时间控制器的一对触头和一个分压电路串联构成，可编程 时间控制器的一对触头中的一个与供电电源正极连接，另一个连接分压电路的 一端，分压电路的另一端与供电电源负极连接，供电电源负极接压力变送器与 智能调节仪负极的连接线。
4. 根据权利要求3所述的一种分时段变频变压供水装置，其特征在于所述的分压电路由两个定值电阻和一个滑动变阻器串联构成，三极管的基极接滑 动变阻器的滑动触头， 一个电容并联在供电电源的负极与两个定值电阻的串联 点之间，可编程时间控制器其中的一个触头接供电电源的正极，滑动变阻器的 末端接供电电源的负极。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的一种分时段变频变压供水装置，其特征在于分流电路(7)作为智能调节仪(2)的一部分，设置在智能调节仪的测量端(9)之后，PID端(10)之前。
6. 根据权利要求1至4任一项所述的一种分时段变频变压供水装置，其特 征在于分流电路(7)与智能调节仪(2)、变频器(3)置于变频控制柜内部。
专利摘要一种分时段变频变压供水装置，是一个闭环系统，包括压力变送器、智能调节仪、变频器、配套电机、水泵、供水管线，压力变送器与智能调节仪的连接线上并联有至少一路分流电路，所述的每一路分流电路由电阻和可编程时间控制器的一对输出触头串联构成或由一个并联在压力变送器与智能调节仪连接线上的三极管和基极电压控制电路构成，三极管基极接基极电压控制电路的电压输出端；所述的基极电压控制电路由可编程时间控制器的一对触头和一个分压电路串联构成；通过可编程控制器按预定时间自动接入或断开并联的分流电路，实现不同时段的供水压力不同的变频变压供水；该装置用水低峰时段的供水压力可降低10％以上，全天的节能效果在5％左右。
文档编号E03B7/09GK201280739SQ200820149679
公开日2009年7月29日 申请日期2008年10月10日 优先权日2008年10月10日
发明者党锴钊, 姜俊莉, 杨明乾, 邹仁彦 申请人:中国石化集团河南石油勘探局水电厂