[发明专利]一种变频调速变压供水装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及二次加压供水系统领域，具体涉及一种折线变压变频供水系统。

背景技术

目前，变频调速供水装置多采用变频调速恒压控制，在水泵出口配置压力表，从而控制水泵出口压力的恒定。恒压供水系统在传统的工频泵供水的基础上，节省了一部分水泵扬程，但是并没有最大程度上节省能耗。尤其当管路系统所需流量较小时，由于水泵出口压力恒定，使供水压力远大于管网所需压力，因而不能实现最大程度上的节能。

变压变频供水系统分为三种控制方式：第一种是把压力控制点放置于用户端管网最不利点，根据最不利点的压力来调节泵组的转速，达到变压变频的效果，这种控制线路过长，安装空间太大，而且随着时间的推移，由于控制线路的损坏或信号的干扰，节能效果越来越不稳定；第二种是将压力控制点放置在泵组出口，通过对泵组出口流量和压力的监测，来模拟管网特性曲线，这样得到的管网特性曲线很难精确，难以得到推广应用；第三种是将压力控制点放置在泵组出口，将泵组出口的压力控制曲线设定为一条直线，如图2所示，泵组出口的压力控制曲线为A″B″两点所在直线,直线起点为水泵的静扬程，终点为用户管网系统所需要的设计扬程，随着管网特性曲线曲率的增加，这种控制方式的节能开始降低。

发明内容

针对所述三种传统的变压变频供水的控制方式，本发明提供一种变频调速变压供水装置及其控制方法，结构简单、控制线路简单，初期投资少，供水更安全；同时，泵组供水曲线更接近于管网特性曲线，能进一步发挥节能优势。可应用于新建二次供水工程，也可用于对既有二次供水系统的改造。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种变频调速变压供水装置，包括与低位水池相连的进水管道和与用户管网相连的供水管道，所述进水管道与供水管道之间设有泵组，所述泵组由多台并联的水泵构成，所述的水泵均为普通增压水泵，其型号、变频运行时转速均相同；多台水泵均与所述变频器联接，多台水泵的出水口汇集至泵组出口，所述泵组的转速与所述水泵的转速相同，所述泵组出口与所述供水管道之间设有所述压力变送器；在所述泵组出口与压力变送器之间的连接管道上设有一远传水表，所述压力变送器、所述远传水表和所述变频器均与所述PLC控制柜联接。所述PLC控制柜以通过控制变频器，进一步控制水泵在高效区运行，即保证水泵的转速n应满足n₁≤n≤n_st。所述压力变送器实时监测所述泵组出口的压力，并将压力信号传送至所述PLC控制柜，从而获得泵组出口的压力测定值；所述远传水表用以实时监测所述泵组出口的流量、并将流量信号传送至所述PLC控制柜，所述PLC控制柜依据接收到的流量信号计算出压力设定值；所述PLC控制柜根据压力设定值和压力测定值的差值确定所述变频器的输出频率，进而调节泵组中各台水泵的运行频率，或调节各台水泵的启闭。

利用上述本发明变频调速变压供水装置实现变频调速变压供水的控制方法，是所述压力变送器实时监测所述泵组出口的压力，并将压力信号传送至所述PLC控制柜，从而获得泵组出口的压力测定值；所述远传水表用以实时监测所述泵组出口的流量、并将流量信号传送至所述PLC控制柜，所述PLC控制柜依据接收到的流量信号计算出压力设定值；所述PLC控制柜根据压力设定值和压力测定值的差值确定所述变频器的输出频率，进而调节泵组中各台水泵的运行状态。该控制方法包括以下步骤：

步骤一、初始参数设定，至少包括：流量设置精度q，单位为m³/h；开启水泵的台数；多台水泵的开启顺序；水泵的最低转速n₁，单位为r/min；水泵的额定转速n_st，单位为r/min；用户管网系统的静扬程h₁，单位为m；用户管网系统的设计扬程h₂，单位为m；用户管网系统的最大设计流量q₀，单位：m³/h；

步骤二、开启第一台水泵，采集泵组出口的压力信号和流量信号，所述压力变送器将泵组出口的压力信号传递给所述PLC控制柜，从而得到泵组出口的压力测定值H；所述远传水表将泵组出口的流量信号传递给所述PLC控制柜，从而得到泵组出口的流量Q；

步骤三、所述PLC控制柜计算出泵组出口的压力设定值H₀：

H₀＝h₁+(h₂-h₁)/q₀×q×(int(Q/q))(1)