[發明專利]一種變頻變壓智能供水設備及供水控制方法

有效

• 申請號: 201710293198.0
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107143001B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 施從明;楊帥;唐建興;吳大轉;楊德富
• 申請（專利權）人: 南方泵業智水（杭州）科技有限公司;浙江大學
• 主分類號: E03B7/07
• 分類號: E03B7/07;E03B5/00;E03B11/06;E03B11/16;F04D15/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

1.一種變頻變壓智能供水控制方法，其特征在于：采用變頻變壓智能供水設備，主要包括進水管路(1)、出水管路(13)、多級離心泵組(5)、變頻器(7)和控制器(6)，其特征在于：所述的多級離心泵組(5)并聯連接在進水管路(1)和出水管路(13)之間，所述的進水管路(1)上設置有低水位開關(2)和進口壓力傳感器(3)，出水管路(13)上設置有出口壓力傳感器(10)、隔膜式壓力罐(12)和壓力開關(11)，低水位開關(2)、進口壓力傳感器(3)、出口壓力傳感器(10)和壓力開關(11)分別與所述控制器(6)相連接；多級離心泵組(5)中每一級供水支路采用球閥A(4)、離心泵、止回閥(8)和球閥B(9)依次連接的結構；每一個離心泵與變頻器(7)采用一對一配置連接，變頻器(7)和控制器(6)相連；供水設備運行過程中，傳感器信號傳入控制器(6)，經過控制算法計算并配合變頻器(7)對多級離心泵組(5)進行調節控制實現變頻變壓供水模式運行；

該方法具有無流量計智能管網流量需求判斷功能，通過進口壓力傳感器(3)和出口壓力傳感器(10)，并結合變頻器輸出的轉速信號，根據泵特性曲線和相似換算計算得到當前管路系統流量；將實際的控壓點放置到了離心泵出口，結合離心泵運行原理和管路損失與流量之間的關系，通過出口壓力傳感器(10)的壓力數據預測最不利點處的用水信息，實現變頻變壓節能運行；運行過程中，供水設備根據用戶需求自動調整控壓點目標壓力，實現最不利點供水壓力不小于最低供水壓力；

根據管網不同流量需求，自動調整泵出口壓力，流量大，出口壓力越大；流量小，出口壓力越小；出口壓力隨流量變化關系設定為階梯線性模式和拋物線模式，任何一種模式下均保證最不利點的供水需求；基于當前控壓點目標壓力，通過與所述出口壓力傳感器(10)實測出口壓力建立差值信號，通過PID生成變頻器的控制信號，并通過變頻器調節水泵轉速實現出口壓力傳感器(10)的壓力數據與控壓點目標壓力相同；

根據泵特性曲線和相似換算計算得到當前管路系統流量方法為：

其中a，b，c為泵特性參數，H為運行水泵實際揚程，Q為運行水泵實際流量，n為變頻水泵實際轉速；

揚程其中ρ為流體密度，g為重力加速度，P_in為設備進口壓力，P_out為設備出口壓力；

上述兩式相結合，并通過測定的轉速數據求解得到單泵流量，將供水設備所有泵的流量疊加，并乘以一定的安全系數，即可得當前管網用水需求流量。

2.根據權利要求1所述的變頻變壓智能供水控制方法，其特征在于：基于用水需求判斷，自動調整水泵數量和運行轉速，運行過程中，每臺水泵均處于高效運行區域；偏離高效區域時，增加水泵或減少水泵。

3.根據權利要求1所述的變頻變壓智能供水控制方法，其特征在于：控制系統程序的通用性在于采用參數自適應的PID控制算法實現快速穩壓，控制系統程序的通用性還在于能夠自動適應不同數量的離心泵。