一、 供水系統(tǒng)節(jié)能概述：

在供水系統(tǒng)中，最基本的控制對(duì)象是流量，供水系統(tǒng)的基本任務(wù)就是要滿足用戶對(duì)流量的需求。目前，常見(jiàn)的流量控制方式有閥門(mén)控制和轉(zhuǎn)速控制兩種。

1.   閥門(mén)控制：

即通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度來(lái)控制流量。此時(shí)，供水系統(tǒng)的管道阻力將隨閥門(mén)開(kāi)度的改變而改變，而揚(yáng)程特性保持不變。在供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，其水泵揚(yáng)程及供水流量都是以滿足用戶的最大可能需求而選定的，且留有一定余量。而實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，系統(tǒng)在大部分時(shí)間里都是非滿負(fù)荷運(yùn)行的，這就必須要減小閥門(mén)開(kāi)度，調(diào)整供水流量。這樣，管道阻力隨之增大，從而產(chǎn)生大量的截流損失。這種控制方式不僅會(huì)浪費(fèi)許多電機(jī)輸出功率，而且因?yàn)楣茏杼匦缘母淖?，整個(gè)系統(tǒng)的供水效率也會(huì)大為降低。 

2.   轉(zhuǎn)速控制：

即通過(guò)改變水泵的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)流量，而閥門(mén)的開(kāi)度保持不變（一般保持最大開(kāi)度）。當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速改變時(shí)，供水系統(tǒng)的揚(yáng)程特性隨之改變，而管阻特性不變。

在這種控制方式下，通過(guò)變頻調(diào)速技術(shù)改變水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，水泵的供水流量可隨著用水流量的改變而改變，達(dá)到真正的供需平衡，在節(jié)能的同時(shí)，也可使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最佳工作效率。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日趨成熟，這種控制方式得到了越來(lái)越多的推廣應(yīng)用。

二、節(jié)能原理：

由流體力學(xué)理論可知，大部分流體傳輸設(shè)備（如離心式水泵、風(fēng)機(jī)等）的輸出流量Q與其轉(zhuǎn)速n成正比；輸出壓力或揚(yáng)程P與其轉(zhuǎn)速n的平方成正比；輸出功率N與其轉(zhuǎn)速n的三次方成正比，用數(shù)學(xué)公式可表示為:

由上述原理可知，降低水泵的轉(zhuǎn)速，水泵的輸出功率將下降更多。例如，將電機(jī)的供電頻率由50Hz降為45Hz，則理論上，頻率改變后與改變前的輸出功率之比為(45/50)3 = 72.9%。貴司長(zhǎng)期實(shí)踐證明，在供水系統(tǒng)中接入變頻節(jié)能系統(tǒng)，利用變頻技術(shù)改變水泵轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)管道中的流量，以取代閥門(mén)調(diào)節(jié)方式，能取得明顯的節(jié)能效果，一般節(jié)電率都在30％以上。另外，變頻器的軟啟動(dòng)功能及平滑調(diào)速的特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的平穩(wěn)調(diào)節(jié)，同時(shí)減少啟動(dòng)沖擊并延長(zhǎng)機(jī)組及管組的使用壽命。

三、恒壓供水節(jié)能方案：

如上所述，流量是供水系統(tǒng)的基本控制對(duì)象，供水流量需要隨時(shí)滿足用水流量。在供水系統(tǒng)中，管道中的水壓能夠充分反映供水能力與用水需求之間的關(guān)系：

若   供水流量 ＞ 用水流量   →  管道水壓上升↑

若   供水流量 ＜ 用水流量   →   管道水壓下降↓

若   供水流量 ＝ 用水流量   →   管道水壓不變

所以,保持管道中的水壓恒定，就可保證該處供水能力恰好滿足用水需求，這就是恒壓供水系統(tǒng)所要達(dá)到的目的。 

1、恒壓供水系統(tǒng)框圖

圖1為變頻恒壓供水系統(tǒng)框圖，供水壓力由用戶在PID調(diào)節(jié)器上設(shè)定，同時(shí)壓力傳感器將管路的實(shí)際壓力反饋給PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)過(guò)PID算法得出的比較變量將以模擬量的形式接入到變頻器的頻率設(shè)定端，再由變頻器控制電機(jī)及水泵的轉(zhuǎn)速、最終調(diào)節(jié)水泵的輸出流量達(dá)到恒壓供水目的，滿足供水及用水平衡。

整個(gè)控制過(guò)程如下：

2、電器控制方案：

貴司水泵電機(jī)清單如下：

以上數(shù)據(jù)表明，貴司供水系統(tǒng)都為多泵供水系統(tǒng)，用水需求有一定變化，因每組水泵的數(shù)量不多，所以水泵的起停切換頻率不會(huì)太高，從投資效益方面考慮，建議貴司采用“一拖二”節(jié)能控制模式：

即方案一：每?jī)膳_(tái)水泵為一組安裝一臺(tái)變頻器，其中任意一臺(tái)水泵做常用泵、一臺(tái)為備用泵；

方案二：每?jī)膳_(tái)水泵為一組安裝一臺(tái)變頻器，可選擇其中任意一臺(tái)水泵做主泵、由變頻器直接拖動(dòng)進(jìn)行變頻運(yùn)行；另一臺(tái)水泵做輔泵、根據(jù)用水需求由變頻器多功能輸出端子自動(dòng)控制其起停，輔泵只做工頻運(yùn)行。 

因此，2臺(tái)22KW電機(jī)需配1臺(tái)ADT 22KW變頻器；4臺(tái)45KW電機(jī)配2臺(tái)ADT 45KW變頻器，其中2臺(tái)常用泵用方案二，另外1臺(tái)常用泵和1臺(tái)備用泵用方案一，平時(shí)可同時(shí)啟動(dòng)兩臺(tái)水泵做變頻節(jié)能運(yùn)行，充分挖掘節(jié)能空間；6臺(tái)55KW電機(jī)需配3臺(tái)ADT 55KW變頻器，其中2臺(tái)常用泵用方案二，其他2臺(tái)常用泵和2臺(tái)備用泵用方案一。

每臺(tái)電機(jī)的電路上都加安裝了“市電”、“節(jié)電”接觸器，這樣可以有“自動(dòng)”、“手動(dòng)”兩種工作模式選擇：手動(dòng)模式下，變頻器不工作，整套系統(tǒng)按原有方式手動(dòng)起停、工頻運(yùn)行；自動(dòng)模式下，主泵（1#或2#任選）由變頻器直接拖動(dòng)，輔泵則由變頻器多功能端子控制，原有啟動(dòng)按鈕無(wú)效。

該方案的特點(diǎn)是投入設(shè)備少，操作簡(jiǎn)單，故障率低，非常適合水泵數(shù)量較少的恒壓供水系統(tǒng)。

四、節(jié)能系統(tǒng)特點(diǎn)：

1、變頻器界面為L(zhǎng)ED顯示，設(shè)定參數(shù)豐富；鍵盤(pán)布局簡(jiǎn)潔、易于操作；

2、變頻器有過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱、缺相等多種電子保護(hù)裝置，并具有故障報(bào)警輸出功能，可有效保護(hù)供水系統(tǒng)的正常運(yùn)作；

3、專用數(shù)字PID調(diào)節(jié)器為L(zhǎng)ED雙屏顯示，參數(shù)設(shè)定方便，易于監(jiān)控；

4、加裝變頻節(jié)能器后，水泵電機(jī)具有軟啟動(dòng)及變頻調(diào)速功能，可有效降低系統(tǒng)的機(jī)械磨損，同時(shí)減輕管路負(fù)擔(dān)；

5、有“手動(dòng)”“自動(dòng)”兩種工作模式，在變頻器出現(xiàn)故障的情況下，仍可按原有工作方式繼續(xù)運(yùn)行。