[發(fā)明專(zhuān)利]一種變頻變壓智能供水設(shè)備及供水控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710293198.0
• 申請(qǐng)日: 2017-04-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107143001B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施從明;楊帥;唐建興;吳大轉(zhuǎn);楊德富
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南方泵業(yè)智水（杭州）科技有限公司;浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E03B7/07
• 分類(lèi)號(hào): E03B7/07;E03B5/00;E03B11/06;E03B11/16;F04D15/00
• 代理公司: 杭州九洲專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

本發(fā)明公開(kāi)了一種變頻變壓智能供水設(shè)備及供水控制方法，主要包括進(jìn)水管路、出水管路、多級(jí)離心泵組、變頻器和控制器，所述的多級(jí)離心泵組并聯(lián)連接在進(jìn)水管路和出水管路之間，所述的進(jìn)水管路上設(shè)置有低水位開(kāi)關(guān)和進(jìn)口壓力傳感器，出水管路上設(shè)置有出口壓力傳感器、隔膜式壓力罐和壓力開(kāi)關(guān)，低水位開(kāi)關(guān)、進(jìn)口壓力傳感器、出口壓力傳感器和壓力開(kāi)關(guān)分別與所述控制器相連接。本發(fā)明的有益效果為：從水泵運(yùn)行原理出發(fā)，兼顧用水需求及管路系統(tǒng)特性，建立一種可靠性高并且在節(jié)能效果上明顯好于變頻恒壓供水模式的變頻變壓智能供水設(shè)備，可避免最不利點(diǎn)信息不能直接或及時(shí)反饋到水泵控制中心的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及供水技術(shù)領(lǐng)域，主要是一種變頻變壓智能供水設(shè)備及供水控制方法。

背景技術(shù)

在供水設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，由于無(wú)法預(yù)估樓宇供水系統(tǒng)的管路流動(dòng)損失及用戶(hù)用水需求的波動(dòng)性等因素，泵的選型常留有較大余量，另外生活供水需求在各個(gè)季節(jié)以及每天不同時(shí)段都不盡相同，這些常使得泵組運(yùn)行偏離最佳運(yùn)行工況點(diǎn)，效率較低。因此，供水設(shè)備存在較大的節(jié)能空間，在滿(mǎn)足用水需求的前提下，降低能耗是供水系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

目前，供水設(shè)備普遍采用恒壓控制模式，通過(guò)調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速來(lái)維持供水壓力的不變，滿(mǎn)足系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中用戶(hù)用水量的變化，從而起到節(jié)能效果。雖然恒壓供水系統(tǒng)考慮了用戶(hù)需求，但未兼顧管路系統(tǒng)阻力的變化。在用水高峰時(shí)段，管路水流量大，管阻較大；用水低谷時(shí)，管路水流量小，管阻較小，使得末端用戶(hù)側(cè)水壓偏高，一方面造成了過(guò)余，另外增加了管網(wǎng)滲漏及故障率。

變壓供水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，同樣需要保證最不利點(diǎn)處的供水壓力恒定。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，是通過(guò)在最不利點(diǎn)處設(shè)置壓力變送器，并將采集數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制中興，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行的變頻變壓供水，然而采用無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程方式，不但增加系統(tǒng)成本和維護(hù)費(fèi)用，而且當(dāng)供水設(shè)備置于地下室時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)遠(yuǎn)傳的穩(wěn)定性和可靠性有待考究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種變頻變壓智能供水設(shè)備及供水控制方法，建立一種簡(jiǎn)易實(shí)現(xiàn)供水設(shè)備變頻變壓并且穩(wěn)定可靠運(yùn)行的實(shí)施方案及控制方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的。這種變頻變壓智能供水設(shè)備，主要包括進(jìn)水管路、出水管路、多級(jí)離心泵組、變頻器和控制器，所述的多級(jí)離心泵組并聯(lián)連接在進(jìn)水管路和出水管路之間，所述的進(jìn)水管路上設(shè)置有低水位開(kāi)關(guān)和進(jìn)口壓力傳感器，出水管路上設(shè)置有出口壓力傳感器、隔膜式壓力罐和壓力開(kāi)關(guān)，低水位開(kāi)關(guān)、進(jìn)口壓力傳感器、出口壓力傳感器和壓力開(kāi)關(guān)分別與所述控制器相連接；多級(jí)離心泵組中每一級(jí)供水支路采用球閥A4、離心泵、止回閥和球閥B依次連接的結(jié)構(gòu)；每一個(gè)離心泵與變頻器采用一對(duì)一配置連接，變頻器和控制器相連；供水設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，傳感器信號(hào)傳入控制器，經(jīng)過(guò)控制算法計(jì)算并配合變頻器對(duì)多級(jí)離心泵組進(jìn)行調(diào)節(jié)控制實(shí)現(xiàn)變頻變壓供水模式運(yùn)行。

所述的進(jìn)水管路上游連接蓄水池或者穩(wěn)流罐，出水管路下游連接樓宇供水管網(wǎng)。

這種變頻變壓智能供水控制方法，具有無(wú)流量計(jì)智能管網(wǎng)流量需求判斷功能，通過(guò)進(jìn)口壓力傳感器和出口壓力傳感器，并結(jié)合變頻器輸出的轉(zhuǎn)速信號(hào)，根據(jù)泵特性曲線(xiàn)和相似換算計(jì)算得到當(dāng)前管路系統(tǒng)流量；將實(shí)際的控壓點(diǎn)放置到了離心泵出口，結(jié)合離心泵運(yùn)行原理和管路損失與流量之間的關(guān)系，通過(guò)出口壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)最不利點(diǎn)處的用水信息，進(jìn)而建立一種實(shí)施簡(jiǎn)單的變頻變壓節(jié)能運(yùn)行方式；運(yùn)行過(guò)程中，供水設(shè)備根據(jù)用戶(hù)需求自動(dòng)調(diào)整控壓點(diǎn)目標(biāo)壓力，實(shí)現(xiàn)最不利點(diǎn)供水壓力不小于最低供水壓力。

更進(jìn)一步的，根據(jù)管網(wǎng)不同流量需求，自動(dòng)調(diào)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(guān)系設(shè)定為階梯線(xiàn)性模式和拋物線(xiàn)模式，任何一種模式下均保證最不利點(diǎn)的供水需求；基于當(dāng)前控壓點(diǎn)目標(biāo)壓力，通過(guò)與所述出口壓力傳感器實(shí)測(cè)出口壓力建立差值信號(hào)，通過(guò)PID生成變頻器的控制信號(hào)，并通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)出口壓力傳感器的壓力數(shù)據(jù)與控壓點(diǎn)目標(biāo)壓力相同。