变频调速恒压供水系统是一套成套设备, 这套设备是以变频器的调速功能为核心, 通过闭环的方式来进行压力控制, 从而实现管网恒压供水的目的, 它的核心功能是这样的, 当用水量出现波动的时候, 它能够自动调节水泵的转速, 让管网的出口压力始终稳定在设定的数值上面, 这样就能够消除掉那些传统恒压水箱方案或者气压罐方案里面存在的能耗冗余问题, 同时也能消除二次污染的风险。
工作原理
系统采用"压力反馈＋PID调速"闭环控制：
管网末端的压力传感器会实时地去采集那个实际的压力值, 然后这个信号就会被送入到PLC或者变频器的那个内置的控制单元里面。
控制单元去把实际的压力值和那个设定的数值进行比较, 然后经过 PID 运算得出一个频率指令。
据此变频器会用来调整水泵电机的转速情况, 其中工频是50 Hz作为基础参考点, 实际运行频率通常是在30到50 Hz这个范围内波动。
一旦用水量出现不断增大的情况, 就会直接导致管网的压力发生下降, 接着控制器会自动提高运行的频率, 使得水泵的转速得到加速, 最终促使压力回升到最初设定的数值, 而当情况发生相反变化的时候, 整个过程也会同样地向反方向进行。
整个调节过程在数百毫秒的时间之内就全部完成了。用户端的水压波动通常都被控制在正负零点零二兆帕这个数值以内。这种情况是无需再额外设置高位水箱的。也不需要额外去设置大型气压罐。
核心组成
| 组件 | 主要功能 |
|---|---|
| 变频控制柜（变频器＋PLC） | 核心控制单元变频调速恒压供水系统变频调速恒压供水系统，执行调速与多泵逻辑切换 |
| 水泵机组（主泵＋备用泵） | 提供动力，主备互保保障连续供水 |
| 压力传感器 | 采集管网压力反馈信号 |
| 稳流补偿罐（可选） | 短时缓冲流量波动，减少泵组频繁启停 |
| 管路及阀门组 | 输配水、检修隔离 |
| 人机界面（HMI/触摸屏） | 参数设定、运行监控与报警显示 |
选型关键参数
1. 供水流量与扬程: 设计流量以及所需的总扬程, 需要按照最不利用户楼层来进行计算。此时选用水泵时, 要确保它的额定点会落在高效区内部, 也就是要求水泵的运行效率必须达到百分之七十五或者更高。
2. 水泵数量与组合方式: 常用的是两台主机加一台备用泵, 或者是多台主机加一台备用泵这样的模式；对于中大型的工程项目来说, 推荐采用一台变频泵搭配多台工频泵的组合方案；这样做是为了在保证部分负荷的情况下, 能够仅需让变频泵进行运行, 从而达到节能的效果。
3. 变频器功率需要与水泵的额定功率进行匹配, 通常在计算时需要预留1.1到1.2倍的裕量。
4. 压力设定范围: 在住宅低区, 压力通常设定为0.25到0.35 MPa, 在住宅高区, 压力则通常设定为0.45到0.70 MPa, 具体的数值是需要根据建筑的高度以及最不利点所需要的服务压力来确定的, 其中这个服务压力必须大于等于0.10 MPa。
5. 控制策略包括了单泵变频, 还有多泵轮换, 以及恒压和变压的切换方式。需要根据项目里的用水量波动情况来选择最符合的方案。
典型应用场景
新建住宅小区二次加压生活供水, 也就是替代传统的屋顶水箱加上水箱直供的方式。
针对写字楼、酒店以及医院这样的公共建筑, 它们的日常用水和消防安全所需的稳压供水系统, 是进行建设的领域。
对于工矿企业来说, 需要对循环水以及工艺用水维持一个恒定的压力来进行供给。
它是位于市政管网的末端位置, 并且是一个需要进行增压处理的节点。
使用与维护要点
压力传感器每12个月校验一次, 偏差超过±2%应更换。
我们需要把变频器散热风道清理灰尘的这个工作给做了, 这大概是每三到六个月要做一次的事, 这样做的目的就是为了防止那个设备因为温度太高而启动了降频保护。
主泵和备泵每个月都要进行一次手动切换运行操作, 这样做是为了防止备用泵因为长期静止不动而出现锈蚀情况, 进而导致泵被卡住死机的事情发生。
稳流补偿罐的安全阀每年都要进行检测, 在泄压之后, 必须认真确认设备已经复位。
在主要的参考依据方面, 我们通常会把GB/T 38248—2019《变频调速恒压供水设备》, 还有GB 50015—2019《建筑给水排水设计标准》, 以及GB 50974—2014《消防给水及消火栓系统技术规范》, 作为重要的参照, 来供人们直接进行查阅和比对。
