一般給水管網中的水壓(自來水廠的一次供水壓力)都不能滿足用戶的用水需求,除了最下面少數幾層可由市政管網直接供水外,其余高層用戶均需“增”壓供水。無論是水塔或高位水箱,還是氣壓罐,都必須由水泵以高出用戶實際用水水壓的壓力進行“提升”,從而造成能量的部分浪費。
一、幾種常用供水系統的比較
水箱式供水的用戶管網水壓較穩定,具有一定的貯水能力。但水箱(或水塔)的存在增加了建筑難度和建筑物結構的承重,同時還有可能造成水質的二次污染,而且最高層不利水點水壓還是不能滿足用戶需要。
氣壓式供水其實是把高位水箱“搬”到地面,雖可減少污染,并一定程度上消除管網中的水錘和噪音。但氣壓罐的有效容積極為有限,水泵電機啟動十分頻繁,管網壓力波動較大,氣壓罐為鋼制壓力容器,且還需使用膠囊隔膜或補氣裝置,運營和維護費用高,長期投資較大。
新型的變頻恒壓供水方式與傳統的水箱式和氣壓罐式供水系統相比,不論是設備的投資量,運行的經濟性,還是系統的穩定性、可靠性、自動化程度等方面都具有無法比擬的優勢,且具有明顯的節能效果。這些優越性引起國內國際幾乎所有供水設備廠家的高度重視,并不斷投入開發、生產這一新技術產品。近幾年,隨著交流變頻調速技術的成熟、普及和應用,變頻恒壓供水系統以其技術先進和整個系統費用低而得到了很快的發展。目前該產品正向著高可靠性、全數字化微機控制,多品種系列化的方向發展,追求高度智能化、系列標準化是未來供水設備適應城鎮建設成片開發,網絡供水調試和整體規劃要求的必然趨勢。
二、變頻恒壓供水系統的主要特點:
作為高新科技產品,變頻恒壓供水系統具有以下主要特點:
1、核心控制部件采用國際領先技術開發研制的微處理機和發展成熟的大功率晶體管,使用壽命長,自動化程度高。
2、數字PID調節,鍵盤操作,數字顯示,全自動無人工值守運行。使用工業可編程序控制器進行編程控制,性能優越,控制方式靈活,抗干擾能力強,工作穩定可靠。
3、無損耗調節水泵電機轉速,實現從零至最大供水量的無級調節,使系統始終工作在最佳節能狀態,即“用戶用多少水,系統供多少水”。
4、多臺大功率水泵電機均可由變頻器軟啟動,對用戶電網和管網無沖擊,大大延長水泵、電機、管網和其它控制設備的壽命,避免水錘現象的發生。
5、多臺水泵可定時循環交替運行,均衡了各臺水泵的平均工作時間,避免了水泵銹蝕“卡死”的可能。
6、設備運行噪音小,壓力穩定,控制精度高。
7、設備綜合保護功能齊全(過流、過壓、過載、缺相、堵轉、電源相不平衡、水源缺水保護等)并有故障巡檢功能及故障自記錄功能。
8、系統采用先進控制技術和性能優異外圍元器件。手、自動控制功能設置,可保證設備的安全連續運行。
9、設備體積小,節省空間,且具有計算機通訊接口,易與智能電腦控制中心接駁實現智能大廈統一控制。
三、變頻恒壓供水系統主要構成及工作原理
系統主要由泵組、壓力傳染器(遠傳壓力表)、PID數字調節器、PLC可編程序控制器、變頻調速器、水位控制器及外圍控制低壓電器組成。
系統的工作原理是:系統正常運行時,用戶用水管網上的壓力傳染器對用戶的用水水壓進行采樣,將壓力信號轉換成電信號,然后將信號送至PID調節器與用戶設置的壓力值進行比較和運算,并將運算和比較結果轉換為頻率調節型號和水泵啟動臺數信號分別送至變頻器和可編程控制器(PLC);變頻器根據傳過來的頻率調節信號調整水泵電機的電源頻率, 從而調整水泵的轉速;可編程控制器根據傳過來的水泵啟動臺數信號控制水泵的啟動和停止。通過對水泵的啟動和停止臺數和其中變頻泵的轉速的調節,使供水泵組“提升”的水量與用戶管網不停變化的用水量保持一致,使用戶管網中的水壓恒穩于用戶預先設置的壓力值。達到“變量恒壓供水”的目的。
四、變頻恒壓供水系統的分類
恒壓供水設備可分為:恒壓變量型,消防與工業、生活合用雙恒壓型,恒壓供水與市政并網型,高層建筑分壓串聯恒壓型等四種方式。
1、恒壓變量型
用戶的供水系統為專用型,即生活專用型、消防專用型、噴淋專用型等其中的一種,供水系統只采用一套變頻恒壓供水設備,用戶供水管網只設置一個壓力值。
2、恒壓供水與市政并網型
這種方式適用于用戶自來水管網水壓波動較大的情況。系統采用與“恒壓變量型”供水方式一樣的設備,但用戶管網與自來水管網連通,當自來水壓力低于用戶的用水壓力時,變頻供水系統投入運行,為變量恒壓供水,當自來水壓力高于滿足用戶的用水壓力時(用水低峰期),系統自動停止運行,用戶用水由市政管網供應。
3、消防與工業、生活合用雙恒壓型用戶的供水系統為兩種用途,供水系統雖然只采用一套變頻供水設備,但設備可設置兩種壓力值,平時系統以用戶設置的第一壓力值正常運行(例如生活壓力),當系統接受到另一外部信號(消防指令)時,系統切換到用戶設置的第二壓力值運行(例如消防壓力),執行設備的第二種功能。
4、分區串聯恒壓供水型
這種供水方式適用于高度較大的建筑。如采用一套供水系統時低區管網處于超壓狀態,對管網和用戶用水設備的使用壽命不利。分區串聯恒壓供水方式對建筑進行分區供水,供水系統采用多套變頻恒壓供水設備,為每個分區分別進行恒壓供水,管網串聯,高低區均能滿足用戶的用水要求,而且解決了低區超壓的問題。
五、變頻恒壓供水設備的選型
設備選型時應針對用戶具體要求選擇供水系統的控制方案:
1、首先弄清用戶對供水設備的使用用途,即用戶需要將供水設備用在哪一方面,生活、消防、工業和合用等等。
2、其次弄清用戶對設備的參數要求,包括:揚程、流量或水泵的功率和臺數,計算出整套設備的總流量和揚程,再選出相應的型號。
3、設備初步選型后最好能詳細弄清用戶對設備的功能要求,如是否需要定時控制、循環軟啟動、氣壓罐控制、BA控制接口、遠程控制接口等。
由于變頻恒壓供水技術是目前國際高新技術含量較高的一種新型供水技術,且至今還在不斷向前發展,所以推廣應用有一定的難度。但作為弄潮于供水行業之中的中聯人,熟練掌握、運用它并不斷發展進步是在未來二十一世紀高科技白熱化的行業競爭中立于不敗之地的重型武器。讓我們共同努力吧,我們中聯人應該勇于挑戰明天。