学文网变频供水设备篇1
关键词：关阀启泵 恒压变流量 浇花皮管 高能量 低能量 扬程 无级变速
Abstract: at present, a large number of high-rise building water supply has been very way division pressure widely using frequency constant pressure water supply equipment (hereinafter referred to as "frequency conversion device") and life adjust to complete the water tank. Generally think that the variable frequency equipment can avoid the low before the water tank, improve pump and roof life water tank on the quality of the water supply way joint bring second pollution hidden trouble, but also through frequency conversion control to adjust the water pump rotation speed so as to achieve the purpose of saving energy, namely to constant pressure and variable flow at any time to meet your different water needs. And for that the author had some questions, we discussed briefly.
Keywords: closing valves and the constant pressure and variable flow pump water the flowers PiGuan high-energy low energy head stepless speed
中***分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号
本人和很多设计者一样，一直在加压给水设计中采用变频设备，但对其恒压变流量的实际运行状态却存在疑问。咨询过厂家，也和同事交流过，却一直没能得到确凿的答案。经几番考证，本人对此类设备恒压变流量一说存在疑问，认为其中有不严谨、不合乎科学实际之处。在此本人想从水力学角度，和诸位同行进行交流，希望能接近其中的真相吧。
1、水泵的关阀启动：
简单说，离心水泵就是利用电能通过电机转子的旋转带动叶轮加速转动，将一定的动能以离心力的方式传递给水，使水产生流动或流动的趋势。在离心泵达到额定转速之前，流量和扬程随转速的增加同步增加，直到额定转速时达到额定值。
而水泵性能曲线，通常是以关阀启泵的方式来记录所需的技术参数。先关闭水泵出水管上的阀门，启泵输水使该阀门之前的管路至满水状态，水泵达到额定转速后逐渐开启该阀门，并记录流量、压力、功率等数据的变化。
上述关阀启泵的过程，类似于供水管路在满水承压状态下随用水点逐渐增加（即泄水口的增加），在管路中的流量产生、变化以及扬程的变化。即供水管路从零流量最高扬程开始，随用水点的增加，“扬程”逐渐呈下降趋势――这里的“扬程”二字已经不是“水流经水泵增加的能量”的传统定义所指，而是指水在密闭管路里因用水点的变化而造成的不同压力值。但因为设计者日常口语的不严谨，也就按“扬程”的说法一直说下来了。
2、密闭管路中流量与压力的变化：
一般来说，密闭管路满水状态下供水，用水点越少，即泄水口越小，管路承压越大，造成泄水处的流速加快。
这里的管路承压变大的道理，可以借用浇花时用的皮管来解释。浇花时皮管呈满水状态，此时踩踏一下皮管的中部会发现：踩踏处后端来水段的皮管很快鼓胀起来且变得很硬，踩得越狠就越鼓胀坚硬，同时踩踏处前端出水段出水口的流量随踩踏力度的加大而减小。这个现象说明在踩踏皮管这个行为发生时，部分水流因遭遇踩踏阻力而被阻止在了后端来水段，未能及时从出水口出流，导致出口流量减少；而这些遭遇阻力的水流并没有凭空消失，它们被束缚在后端来水段必然会对管壁施加压力，也就是致使后端来水段的管路承压变大。
而给水管路在满水状态下开始供水，用水点很少的话，就如同上面浇花皮管被踩踏的状态。也就是说管道断面要大于出水断面，出水口处的断面与管道相比突然变小，就像皮管被踩踏了一样，所以必然也是管路承压加大。而很小的泄水口（用水点少），水泵仍在工频运转，意味着供水能量集中作用在很小的泄水断面上，必然会导致该断面处压力的集中，表现出来的就是流速加快。但即使流速加快，流量仍然是有减少的，因为阻力的存在必然导致能量的损失。
但随着用水点的增加，泄水口变大，原来那部分遭遇突缩阻力的水流从束缚状态中被释放出来而重新参与出流，故对管壁施压变小，则管路承压降低。同时水泵供水的出流断面增大，压力分散了，因而泄水口流速变慢。
3、低能量的水和高能量的水：
回到本文开头要探讨的变频设备的问题上。若把上述供水变化放在变频泵上，就会发现当供水管网处于低峰用水状态时，即用水点少时，此时管网承压变大，原理与3中所述是一样的。此时再通过压力传感器探测到压力变化到达上限值时，由微机自动控制变频器的输出功率从而降低水泵电机的转速，使管网压力逐渐恢复至额定状态。
但转速降低，意味着叶轮提供的离心力变小了，则水泵为输水提供的初始能量变小了，这会导致扬程和流量同步降低。转速变小导致的输水能量变小，则水的流速变小，扬程降低；同时叶轮与水的接触面没有变化，但因流速变小导致流量也降低。此时变频泵的出水是低流量低扬程的水（简称为低能量的水）；而另外工频运行的水泵提供的是更高流量更高扬程的水（简称为高能量的水）。那么在同一管路中，低能量的水如何能和高能量的水同时供出？
你站在河边就可以看到，若主河道里是湍急的流水，而周边与主河道相通的较小分支里的水如果是缓缓流淌过来的，那么分支里的水会很难汇入到主河道中，多半会在分支里停留或打转，最多也就是对主河道的湍急水流冲击一下使之产生一些变形而已。
又比如屋面雨水重力流，悬吊管末端接入的雨水立管顶端若设置雨水斗，就会阻碍悬吊管上各雨水斗的泄流排放。因为雨水立管顶端雨水斗的泄流冲击力要高于悬吊管一端的排水能力，状态和上面河道里的情形是类似的。
还有就是现行《建筑给水排水设计规范》3.8.1条文说明里提到的，Q-H曲线具有上升段的水泵若并联，先启动的泵可正常工作，但后启动的水泵会出现有压无流的空转现象。就是因为这类水泵在启动初期是扬程继续随流量的增大而逐渐增大的，因此同一时刻内，后启动水泵的流量、扬程总会低于先启动水泵的流量、扬程，那么如前所述，低能量水遭遇高能量水的阻碍，就使泵出现“无流”的空转现象。
和上面相似的例子还有很多。结论就是：低能量的水遭遇高能量的水时，会像遇到阻力一样难以汇入其中，多半会止步不前的。
4、恒压变流量
在单泵运行时，变频恒压变流量是可以在一定程度上实现的。在低峰用水时段，因用水点很少，单泵工频运行时管网承压较大。当压力超过上限值时，通过变频控制调低水泵转速，使得流量和“扬程”（指管网压力）同步下降，直到额定值；当“扬程”降至额定值以下时，说明用水点在增多，此时再通过变频控制调高转速，提高流量和扬程，满足用户用水要求。上述过程中恒压是相对的，并非一条直线；而变流量是可以被实现的，但是经变频调整的流量幅度究竟有多大？节能效果具体有多显著？要由实际运行结果来评定。
但在多台水泵并联的状况下，在变频刚开始发生的短暂时段里，也许就是瞬时，因变频泵开始调低转速而使得管网原来较大的承压开始变小，而此时管网里变小的承压若是和同一时刻内变频泵开始降低转速后的“变扬程”相近，即能量相当，则这个时段内变频泵泵出的变流量是可以输送出去的――重申一下，这个时段是极短暂的。
之后变频泵继续调低转速，那么变频出来的低能量的水遭遇其他工频泵高能量的水时，就会受阻而难以供出水来。因此在水泵并联的状态下，恒压也同样是相对而言的，存在一定的起伏；而变流量则是很难如同无级变速一般完美地被实现的，被广泛宣扬的变流量说法是个不严谨的、并不合乎科学的结论――再强调一下，是在水泵并联的前提下。
况且在并联时，变频泵的低能量出水，因遭遇工频泵的高能量出水而无法汇入输水管，那变频泵就如同在空转。如此就不是在节能，相反是在耗能――因为此刻变频泵的变流量并没有被用户使用到，而是在输水管入口处徘徊或者打转而已。
综上所述，本人甚至认为，多台水泵并联下的变频机组的节能作为，恐怕只是在不同的用水时段，调整水泵的开启台数而已。即高峰用水时段水泵开启台数多，低峰用水时段水泵开启台数少。而变频导致的所谓变流量效果，若用行驶中的汽车来举例的话，是换挡的果效，即加开或停用一台泵的变化幅度，而非无级变速一般的完美果效。
参考文献：
变频供水设备篇2
关键词：自动变频恒压，安全性，功能设计，远程监控，安全阀
0.前言
随着国民经济的发展、变频调速技术的日趋成熟和人们对生活饮用水品质要求的不断提高，自动变频恒压供水设备做为目前市场上最先进、最合理的节能型供水设备，已广泛应用于住宅小区及高层建筑的生活消防供水系统。
恒压供水是一个供水体系正常运转的重要因素，自动变频恒压供水设备能够根据系统状态快速调整供水压力，实现全自动、无人值守、水压恒定。自动变频恒压供水设备以其投资少、投资回收期短、系统运行稳定可靠、占地面积小、高效节能、自动化程度高、操作控制方便等优势，已逐步替代了传统的水塔、高位水箱以及各种气压式供水设备。
1.自动变频恒压供水设备的工作原理
自动变频恒压供水设备系统由蓄水池、水泵机组、循环软启动变频柜、压力传感器、管路网络等构成，变频柜由变频调速器、变频控制器（PLC）、低压电器等组成，水泵一般选择同型号2~4台。
设备通过压力传感器检测管网压力并变为电信号送至变频控制器，经分析处理，将信号传至变频控制器来控制水泵转速。当用水量增加时，管网压力下降，此时水泵电机频率升高，水泵转速变快，出水量增加；当用水量减少时，水泵转速变慢，减少出水量，使管网压力维持设定压力值。在多台泵运行时，逐机软启动，由变频转工频至压力流量满足为止，实现了水泵的循环控制。系统设定的定时换泵控制功能，可均衡各泵的运行时间和磨损程度，延长泵组的整体使用寿命。
自动变频恒压供水设备有着高效节能、压力调节精度高、流量可连续调节、自动化程度高、功能齐全、运行合理等特点。
2.自动变频恒压供水设备的安全性分析
2.1变频控制器：
变频控制器虽然功能完善、可靠性高、适用性强、抗干扰能力突出，但也有其安全隐患：对环境温度及湿度的要求较高，通风散热不足以及过高的湿度等恶劣工作环境，会使变频控制器过热或绝缘性能降低，引发故障；另外，设备本身的安全质量问题、参数设定不合理、电磁干扰强烈等情况也会引起变频控制器的故障；如果使用不当，维护保养工作不到位，也会出现运行故障，导致变频器不能正常工作，甚至造成变频器过早的损坏，而影响正常运行。故障可表现为程序及运算的错误，产生误输入、误输出，系统出现误动作甚至失控。
2.2水泵机组：
在变频控制器故障的状态下，水泵电机可能无法实现在工频与变频之间的转换，水泵长时间工频运转，加大机械磨损，或可能出现机组频繁启、停，水泵承受剧烈的温度变化和交变应力，引起汽蚀和水锤现象，产生振动、磨损和泄漏等事故，导致水泵、电机和开关器件寿命损耗，或几台水泵可能无法正常轮转，长期不使用的水泵出现生锈堵转；生活、消防合用的供水设备，可能由于消防或水位信号误传，造成泵组全部工频启动，供水管网压力骤增，严重威胁供水管道及用水设施的安全，同时由于供水量的急剧增大，蓄水量一旦无法满足，就会有水泵空转、烧毁的危险；无正确操作规程、操作不当、管理不善等人为因素，也会给水泵机组带来极大的安全隐患。。
3.自动变频恒压供水设备安全性的提高
3.1完善功能设计：
（1）根据系统控制要求，进行合理的设备选型、可编程控制器的选取、参数的设定和程序的设计；
（2）变频控制器具备过流、过压、欠压、过载、短路、过热、失速防止、瞬时停电保护、复电自动启动、小流量自动停机、电机温度自动控制等自我保护与故障处理能力；
（3）水泵运行、切换过程全自动进行，具备故障自动报警、自动定期巡检、自动累计工作时间、自动定时轮换、故障泵自动退出等功能，软启软停，减少冲击电流；
（4）蓄水池水位、温差、压差等监测控制完备；
（5）其它节能、可靠性需求。
3.2变频控制器的安装、使用和维护
环境温度控制在-10~+40℃之间，以25℃±3℃为最佳，不能安装在发热量大的电器元件之下，周围有足够的通风散热空间；空气相对湿度控制在95%以下（无结露）；远离震动源，不可避免时需采取减震措施；控制柜封闭性良好、机械强度高。
抗干扰方面，保证良好的接地，控制回路线使用屏蔽线，合理布线，强电和弱电分离、保持距离，增加抗无线干扰滤波器等元件。
维护保养方面，加强每天的巡检及定期维修，完善日常运行巡检项目，定期对变频器进行断电维修检查，熟悉各种保护功能以确保正确使用变频器及故障查找。
3.3建立远程监控系统：
依据设备的智能化控制系统，对水量、水压、液位等进行远程***监控、监测，监视和记录系统的工作状况，反馈实时信息。对采集的数据进行统计和处理，对整个系统的网络数据库进行管理、查询和分析，从而达到异地操作、监控和故障分析，实现通讯控制。
在实现全自动和远程监控的同时，摆脱对“无人值守”的形式依赖，尤其对故障信息的处理，必须采取远程操控和现场巡查相结合的管理模式。运行部门须建立完善的设备巡视检查制度、定期维护保养制度，制定严密的操作规程和各种紧急预案，加强安全意识，防范安全隐患。。
3.4设置设备出口安全阀
设置安全阀的目的是为防止变频控制器和水泵机组出现故障时的过压情况对供水系统所造成的危害，而并非为防止水锤。供水管网主干道一般采用给水铸铁管，过压情况一旦破坏了铸铁管在地沟内的固定支撑，管道就会发生位移，胶圈接口便会脱开，造成严重后果。另外，管道、设施超压使用不但有爆裂危险，而且用水设施的快速开闭方式将会产生水锤，威胁到供水系统安全。。
在安全阀的选型上，可选用以水等液体为介质的封闭微启式安全阀或安全泄放阀，其工作原理是：当管路内压力超过允许值时，安全阀将随压力超过允许值的增长而按比例开启，继而全量排放，当压力降低到规定值时，安全阀会自动关闭，保证设备和管路的安全运行，安全阀的开度高度是微量的（为阀座喉径的1／40～l／20），不允许突然开启或关闭产生水锤现象。
4.结语
安全是相对的，即便是有着高科技和先进技术的自动变频恒压供水设备也同样如此。作为基础设施的重要组成部分，供水系统的安全问题必须重视，尤其以节能降耗及工艺优化需要为目的的住宅小区供水系统改造项目，需结合改造后的供水设备与住宅小区现有的供水系统的匹配情况，在设备投运初期即对系统运行的工作状况严密监控，对各种参数反复设定，确保自动变频恒压供水设备的节能性、安全性真正达到长期的稳定与可靠。
【参考文献】
[1]宋书中.交流调速系统.机械工业出版社,2009,1.
[2]黄坚.自动控制原理.高等教育出版社,2001,7.
[3]中华人民共和国 建筑给水排水设计规范 GB50015-2003.
[4]中国安全阀网.安全阀的概念及选用技巧.
变频供水设备篇3
关键词：能耗分析；变频调速；优缺点
水设备在我国发展很快，但是随着应用也暴露出来了一些弊端。在实际给水系统中，为了提高供水的可靠性，水泵的选型都是根据最不利工况点的流量和扬程而选定的，但是用户高峰用水量时间并不长，大部分时间用水量都小于最不利工况点的流量，而水泵扬程随着流量的减少而增加，所以水泵常期在扬程过剩情况下运行，也就是水泵常处于低效率运行，能耗增加。为解决供需不相吻合的矛盾，提高水泵效率，与此同时随着计算机、自动控制、PLC技术的迅速发展，产生了一种新型的给水方式——变频调速给水方式。此种给水方式，已被广泛应用于社区、高楼大厦、工矿企业、农村城镇的生活给水和一些生产工艺特殊要求的生产给水系统，随着我国科技的发展和生产能力的提高，变频调速给水控制方式也从一般的逻辑电子电路控制方式发展到可编程序控制器控制方式，从一台泵固定不变逐步发展到可编程序自动切换变频方式，使其运行更加可靠、合理、节能[1]。
1.变频调速水设备的组成
变频调速给水设备是现在供水系统中常用的给水方式，它是水池恒速泵供水方式的改进，把恒速泵变为变速泵，大大改善了在供水中出现的水泵低效率、高能耗的运行情况，增加了其应用的范围。变频调速给水设备主要由水泵机组、压力传感器、控制柜（智能控制器、变频器、电控设备）等组成，具体各部件组成情况见***1-1。
***1-1
1-水池；2-水位传感器；3-压力传感器；4-智能控制器；5-变频器；6-恒速泵控制器；7-变频调速泵；8-恒速泵；9-用户水龙头；10-控制柜；11-液位自动控制阀
2.变频调速给水设备的分类
2.1恒压变流量供水设备
该设备可单泵运行，亦可几台水泵组合运行，组合运行时其中一台为变频调速泵，其他为恒速泵（含一台备用泵）。设备中除水泵机组外，还由电器控制柜（箱）、测量和传感仪表、管路和管路附件、底盘等组成。
恒压变流量供水设备控制参数的设定：一般设置为设备出口恒压。所以，自动控制系统比较简单，容易实现，运行调试工作量比较少。
2.2变压变流量供水设备
变压变流量供水设备是指设备的出口按给水管网运行要求变压变流量供水。设备的构造和恒压变流量供水设备基本相同，只是控制信号的采集和处理及传感系统与恒压变流量设备不一致。
变压变流量供水设备控制参数的设定：可以在给水管网最不利点（控制点）恒压控制，亦可以在设备出口按时段恒压控制，还可以在设备出口按设定的管网运行特性曲线变压控制。所以此设备节能效果好，可以改善给水管网对流量变化的适应性，提高了供水安全可靠性，但是此设备控制信号的采集和传感系统比较复杂，调试的工作量也大。因此解决好此设备的关键是控制参数的设定和传感问题[2]。
2.3带有小水泵或小气压罐的变频调速供水设备
该设备可以解决小流量或零流量供水情况下水泵耗能比较大的问题，在设备中加设了小流量的供水小泵或小型气压罐，由流量传感器或可编程序控制器进行控制，可以进一步降低耗电量。
3.变频调速给水的工作原理
变频调速给水方式以控制方式分为恒压变流量和变压变流量两种，下面就以恒压变流量的给水方式为例介绍其工作原理。如***1-2所示，当水池中的水位高于设定的水位值时，这时监测器就把此信号传给智能控制器，使其自动工作；当水位低于设定的水位时，就会自动停机；变频器根据控制器的信号控制水泵的运行，因此当用水量增加时，管道出口压力低于设定恒定压力值时，压力传感器就会把此信号传给智能控制器，这时如果1号泵变频运行，转速将随着用水量的增加而变大，当增加到额定转速时，仍不能达到设定压力值时，1号泵就转换为工频运行，变频器频率则由50Hz滑行到0Hz，2号泵开始变频运行。同上，如果还不能达到，就继续启动3号和4号泵，直到达到设定的压力值。
当用水量减少时，管道出口的压力就会高于预先设定的恒定压力值，这时压力传感器就会把此信号传给智能控制器，由其控制变频器和电控设备来控制水泵机组的启停，随着用水量的减少，变频器就会按设定顺序逐步减少水泵运行的台数，直到用户维持恒定压力[3]。
***1-2变频恒压供水工作原理流程***
4.变频调速给水的能耗分析
由于变频调速分为恒压变量和变压变量两种运行方式，所以在分析水泵能耗时可以将这两种供水方式与水泵恒速时运行进行比较，可以利用***2-8进行分析说明。
***1-3水泵的能耗分析曲线
从***1-3中可以看出，当水泵以额定转速运行，用户用水量从降到时，水泵的工况点将从点移到点，其供水压力则从设计供水压力点上升到，理论上水泵此时需要输出的功率是，然而，从***中的曲线分析可知，此时管网需要消耗的功率只要，因此水泵多消耗的功率为，这些多消耗的功率实际上被无效地消耗在管网当中。
如果采用恒压变流量供水方式，设定的恒定压力值为水泵出口压力，当流量从降到时，由于水泵是变频调速的，为了保持恒定压力，水泵的转速就从降到，理论上水泵需要输出的功率为，从***中可以看出此功率小于水泵恒速时消耗的功率，但仍大于管网所需的功率。而多消耗的功率仍然是无效地消耗掉了。
如果采用变压变流量供水，流量从降到，转速从变到时，水泵的扬程降低到刚好管网所需的扬程。此时理论上水泵需要输出的功率也就等于管网所需的功率，所以此种运行方式最节能[4][5]。
5.调速给水的优缺点
5.1优点
5.1.1基建投资少，比建水塔、高位水箱、气压罐都节省。
5.1.2运行可靠性高，由于对水泵采用了变频循环软启动技术，减少了机械冲击，也使水泵启动时对电网的冲击电流大大减少。
5.1.3自动化程度高，采用了智能控制器，变频器大大方便了现场调试和用户的使用，日常无需专人操作。
5.1.4效率高，能耗低。由于采用了变频调速大大减少了电能的消耗和提高了水泵的效率。
5.2缺点
5.2.1需建生活贮水池，占用一定的建筑面积。
5.2.2造成资源的浪费。将自来水放入水池（或水箱）中，使原有压力全部变为零，再从零开始重新加压供水，造成市***管网压力的浪费。
5.2. 3存在二次水质污染问题，对饮用者造成健康隐患。
6.结论
本文主要介绍了传统的变频调速加压供水方式。此供水方式运行可靠性高，效率高，能耗低，但是仍然存在水质的二次污染问题，没有利用市***管网的余压，造成能量浪费等缺点。
参考文献:
[1] 给水排水设计手册 建筑给水排水
[2] 姚福来，张艳芳，韦玉堂编著．水泵变频调速的节电量计算及系统设汁[M]．科学出版社 1998.54-57
[3] 张红星，李鸣，汤志彪，杨大勇．基于变频调速的恒压供水控制系统[J]．机电设备，2005，3（24）：1—4．
变频供水设备篇4
【关键词】 变频无负压；二次供水；优缺点；缺点应对措施
随着我国国民经济的不断发展，城镇人口的不断增多，城市寸土寸金，越来越多的开发商对高层建筑格外青睐。而高层建筑均需采用二次加压供水，于是二次加压供水已成为城市供水的主要方式之一。随着社会的进步，人民对生活用水水质的要求越来越高，建筑变频无负压供水技术应运而生。何为变频无负压供水技术 ？变频无负压供水技术是以市***管网为水源，充分利用市***管网原有的压力，形成密闭的连续接力增压的供水方式，是变频恒压供水技术的发展与延伸。
我国采用的建筑二次供水大致经历了三个阶段：
第一阶段是采用“储水池+水泵+高位水箱”的供水方式。市***水注入储水池，然后由水泵加压后送至高位水箱，由高位水箱向用户供水保证供水压力。这种方式对于用水低区来说压力过大，可能要加设减压阀，造成能量浪费。储水池起到高峰用水时调节作用，可以应对短时停水、停机、可兼消防前期给水。
第二阶段采用“储水池+恒压变频供水系统”的供水方式。设定了系统的供水压力后，在智能程序控制下，水泵的转速和投入运行的水泵数量随供水量的变化而改变，输出压力恒定，在一定程度上节省了电能。系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都有一定优势。
第三阶段bianpin技改进、贮水调节和加压供水方案；在低压电器的配置上“变频无负压供水系统”的供水方式。设备直接连接在市***自来水管网上，不需要设置储水池，充分利用了市***管网的压力，系统具有高效节能、环保无二次污染、自动化程度高等特性，所以这种供水方式已成为现代高层建筑最常用的供水方式。
变频无负压供水系统主要由变频调速水泵机组、稳流补偿器、真空抑制器、压力和流量传感器、预压自平衡器、控制柜等设备组成。取消了传统供水方式的储水池和屋顶水箱，水泵直接从与自来水管网连接的稳压平衡器吸水加压，然后送至各用水点。变频无负压供水技术作为最常用的建筑二次加压供水的技术，被视为目前较为理想的供水技术，必然有适应市场需求的优点。优点如下：
1、 节约能源。变频无负压供水技术通过智能程序控制变频调速来实现供水。根据实际情况设定用水点工作压力，并时刻监测市***管网压力，当压力低于用户所需压力时，微机自动控制子变频器启动，确定水泵投入运行台数及转速，直到管网压力上升到用户所需压力，并控制水泵以一恒定转速运行进行供水。当用水量增加时转速提高，当用水量减少时转速降低，时刻保证用户的用水压力稳定。无负压供水系统最大限度地利用了市***自来水管网的原有压力，对市***管网不产生负压，节约能源。另外，没有传统二次加压供水的蓄水池等贮水设施，免去定期清洗、消毒等工作，故节能效果十分显著。
2、 安装便捷，占地面积小。变频无负压供水设备成套出厂，体积小，直接与管道进水口和出水口连接即可，安装简便，施工周期短。一体化专业设计，结构紧凑，投资少，外形美观。因为较传统二次加压供水省去了贮水池和屋顶水箱，缩小了占地面积，从而可以节约占地、提高土地利用率。
3、 水质保证。传统的二次加压供水方式将市***自来水注入贮水池，贮水池的水易被灰尘等脏物所污染，尤其在夏天易产生藻类或滋生蚊虫，直接影响到身体健康。无负压供水设备采用全密封方式运行，避免对水的二次污染。
4、 自动化程度高，易管理。系统采用智能化控制原理，完全自动化，设备工作状况一目了然。采用PLC可编程控制全自动运行，操作方便。设备具有过流、过热、缺相、缺水等多种保护功能，管理简单。
变频无负压供水技术节约能源，并且还具有全封闭、无污染、占地面积小、安装便捷、自动化程度高等诸多优点。但它也存在部分弱点：
一、用水可靠性低
1、市***停水。变频无负压供水系统最大的局限就是，无负压供水系统取消了贮水池，自身无法进行流量调节。目前无负压供水设备的稳压平衡器容积一般较小，存水量很少，水位在短时间内降至最低控制水位而使系统停止工作，因此对于那些不能间断供水的特殊用户，它并不适用。其次，由于它是一种新型的技术，技术环节还有待于进一步成熟，应用条件也有待于市***供水条件的变化而不断完善。
2、停电。变频无负压供水系统均为电气设备，一旦市***供电系统停电，则该系统将无法供水，所有二次加压系统停止工作。
二、设备维护难
随着设备使用年限加长，设备房潮湿造成电脑元器件老化加快，供水系统止回阀的失灵，反映故障和处理故障的时间也延长。由于水泵运行是由变频控制柜来完成的，如果变频控制柜出故障，一般的物业电工无法处理，需要设备厂家专业技术人员来解决，造成设备不能及时维修，供水无法保证。
总之，虽然变频无负压供水系统的设备房相对管理简单，节能环保，技术相对较成熟，但对住户用水缺乏保障。
针对以上问题，为了提高变频无负压供水系统的稳定性，采取的应对措施如下：
1、在选择无负压供水时，可以根据项目特点考虑箱式无负压供水设备。或者，与传统二次加压供水有效结合起来。在无负压供水机组的基础上增加储水箱（储水池）可提供不同的储量 ，以满足用户用水需求。目前，国内已有部分厂家生产成套无负压增压水箱给水设备，兼具传统二次供水及无负压供水的优点。另外，为保障供水稳定性，还可采用双电源供电，在末级配电箱自动切换。当常用电突然故障或停电时，通过双电源切换开关，自动投入到备用电源上（小负荷下备用电源也可由发电机供电），使设备仍能正常运行。
2、控制系统是无负压二次加压设备的神经中枢，它的质量直接影响系统运行的稳定以及能耗的高低。它的程序软件直接影响系统的所有功能能否实现。所以，电器元件如，变频器、PLC等建议选配国内外知名品牌，使控制系统具备较高的质量水平。为降低设备房潮湿程度，延长电器元件使用寿命，可为设备间配备除湿机。另外，设备房管理人员应该先熟悉设备原理和机构特点，仔细阅读相关使用说明书，遵循设备的操作规则。
结 语
所有技术应用都存在着一个前提：合理选用，要根据不同工程项目的具体条件及特点选用。如上文所述，目前这种技术还存在一些缺点，还有待于进一步完善改进。这种技术逐渐成熟的过程要依赖于科技的进步、社会的发展以及工程技术人员的共同努力，希望我们在建成一栋栋外观漂亮的高楼的同时，对人民、对环境负一份责任。
参考文献
[1] 刘建明，浅析无负压供水技术及其应用 《城市建设理论研究》，2011（15）
变频供水设备篇5
关键词：变频技术；变频调速；供水系统；改造
Abstract: The traditional domestic water supply system to start and stop relying on manual control, resulting in a tremendous waste of resources; frequency control water supply system transformation, greatly improving the stability of the water supply system and reducing energy consumption. Of great significance to the revitalization of the old industrial base, the construction of energy-saving and environment-friendly society.Keywords: inverter technology; frequency control; water supply system; transformation
中***分类号：TM344.6文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
概述
变频调速恒压供水系统是采用单片机技术、交流变频技术和电机泵组相结合的新型供水系统。它可以直接取代水塔、高位水箱及传统的气压罐供水装置，为局部加压供水开辟了新的途径。变频调速供水系统可随时根据管网用水情况调节水泵转速，改变供水量，因水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系，所以水泵调速运行的节能效果非常明显，平均耗电量较通常供水方式节省40%。与可编程控制器结合使用，可实现循环变频，电机软启动，具有欠压保护、过压保护、短路保护、过流保护功能，工作稳定可靠，大大延长了设备的使用寿命。系统适用范围广，占地面积小，操作方便，已成为二十一世纪供水设备领域发展的必然趋势。
现状
某公司现有生产生活水泵三台，将地下水抽至高位水箱，其控制方法为人工控制起停，相应的水泵电机采用直接起动满载运行的方案。与之相配套的水泵电动机为Y180L-4 型 电机功率7.5Kw，额定电流为15 A；电压380V、频率50Hz、转速1486r/min。运行方式是恒转速运行。
这样的控制方式不但操作人员的劳动强度较大而且由于电机总是处于满载运行状态造成了大量能源的浪费，同时由于电机起动的冲击较大使机械设备使用寿命降低。
改造的可行性 上述方法存在明显的缺陷：水泵起停频繁，设备冲击较大易损坏，需专人监控。因此，对生产生活用水系统实施技术改造，降低能源消耗和设备磨损、减轻工人劳动强度，提高生产生活的效率已成大势所趋。
变频调速技术是电力电子技术和微电子技术相结合的产物，以其优异的调速特性和显著的节能效果，在国民经济的各个领域获得了广泛的应用。当今，变频调速已成为交流电动机转速调节的最佳方法。可靠性高、又可降低能量消耗，使这一问题获得圆满的解决。
改造方案
变频器我们选择了日立公司生产的L100型变频调速器，该变频调速器可靠性高，供电电源允许波动范围宽（380V±10%，50~60Hz±5%），抗干扰能力强，控制精度高。
控制器选择的是北京兰利东方科技有限公司生产的CPS-21B恒压供水控制器，该控制器适用于最多有3台主泵和一台附属泵的供水系统。其内部控制逻辑及控制算法均采用先进的现代控制理论进行设计，PID参数免调试，精度高，系统响应速度快，稳定性好。
1.系统的结构设计
（1）水池：系统设地面(地下)水池，水池的容量应根据厂区生产生活用水量要求确定，应满足生产生活用水的正常需要。为尽大限度的减少造价，充分利用水池容量。
（2）压力传感器：设于水泵出水口管网中，将管网中水的压力信号转变为电信号，传送至变频控制柜中智能恒压供水控制器的输入端。
（3）水泵：水泵是整个系统的动力部分，主要用途是增压供水。泵的选型及数量要以管网在最不利情况(流量最大、扬程最大)为主要依据，为保持泵的经济运行，应尽量使泵在高效区间运行。利用可编程控制器和变频调速技术，可将现有水泵统筹安排，将诸多水泵并联，根据管网压力变化，依照设定程序，按先开先停的原则顺序启停，全部实现变频软启动，循环运行。由于所有水泵均匀使用，避免了以往备用泵因长期闲置而锈蚀的现象，水泵出现故障也能够及时发现，及时处理，从而确保水泵处于最佳性能状态。
（4）变频控制柜：是整个系统的指挥中枢。它是由变频器、恒压给水控制器以及电器元件构成的电路系统，它接收外界各种信息，及时处理，发出指令，控制整套系统自动化、智能化运转。
2.变频生产生活恒压供水系统的工作流程
向生活管网供水时，首先1#泵由变频器供电工作，水泵电机转速随着调节器输出给变频器控制信号的变化而改变，以保持管网力压的稳定。用水量大时，变频器输出频率升高，用水量小时，频率降低。当频率上升到50HZ（即水泵全速运转时）仍不能满足供水需要时，则PLC自动将1#泵切换到工频运行，1#泵由电网供电全速运行，2#泵由变频器供电投入运行，如果2#泵电机达到满转速时仍不能满足供水要求，则PLC自动将A2切换到工频运行，3#泵由变频器供电投入运行，依此规律逐个投入运行。所有水泵电机从静止到旋转工作都由变频器来启动，实现带载软启动，避免了启动冲击电流和启动给水泵电机带来的机械冲击。
当1#～3#泵都处于工频全速运行方式，3#处于变频运行工作方式时，如此时用水量减小，变频器输出频率下降，当频率到达下限后，供水量仍大于用水量，则系统自动将1#泵停止运行，同样，1#泵停机后，如此时供水量还大于用水量，则系统自动将2#泵停止运行，依此类推。如此时用水量又大于供水量，则系统自动将3#泵投入电网工频运行，1#泵由变频器供电运行……如此系统实现了循环带载软启动、循环停机的工作方式，保证了管网压力稳定。
四、 运行效果
该项目于2011年6月24日调试完毕正式投入运行。设定供水管网压力为0.3Mpa.随着实际用水量的变化，变频器输出频率（即电机转速）也随之改变，一般在35―40HZ之间，管网压力始终能够稳定在0.3MPa，系统稳定可靠，操作方便，效果非常显著。
电机启动平稳、运行安全可靠
由于变频器具有软启动功能，因此水泵电机机启动平稳，安全可靠，避免了技术改造前电机启动时电气设备、电机的冲击，减少了噪音污染，降低了上述设备的损耗和维护工作量，延长了设备的使用寿命。
由于变频器有过压、欠压、过流、过载、缺相、短路、过热等保护功能，对电机及相关设备具有保护作用，避免了以往因线路故障后供电交流故障而损坏电机设备的现象。
2．操作方便，提高运行效率，节约能源
由于利用变频调速技术控制供水管网压力，取代了落后的高位水箱 ，工人操作方便，只需通过在控制盘上就可实现。
变频供水设备篇6
【关键词】变频器 恒压供水 电机 冷却
前言
某工厂有生产、试验设备多台套在工作时要水冷却，为节省成本，采用循环供水的方法，供水泵功率的大小是根据全部设备全开时的最大用水需求而确定的，同时还留有一定的设计余量。现场用2台110KW水泵电机供水（其中1台备用）。
根据市场及生产工艺的要求，生产设备不是时时都全部启用，试验设备更是很少同时使用，再者，设计时考虑到以后会增加设备，供水能力的余量比较大。故此供水系统在大多数时间都没有达到满负荷（根据统计，80%的时间只使用60%的负荷）。在没有采取恒压供水前，供水泵不得不一直处于全速运行，多余的水通过节流阀回流到蓄水池，浪费大量的能源；对于水泵和电机来说，它们一直 是全速运行，机械磨损相对也会比较严重，出故障的机率也会有所增多；备用电机和水泵，长时间没运行，容易锈蚀，更容易出现故障。
以变频器控制的恒压供水系统的特点
由于以上原因，对冷却供水系统进行电气改良，改良后的系统，有以下特点：
变频恒压供水能维持冷却供水管网的压力恒定，无级调整压力，供水质量好。
水泵电机经变频器控制后，电机的启动是软启动，可有效地降低电动机的启动电流，（其启动电流仅为硬启动电流的50%），软启动的限流特性可有效限制浪涌电流，避免不必要的冲击力矩对设备和电机的机械冲击以及对配电网络的电流冲击，有效地减少线路刀闸和接触器的误触发动作。对频繁启停的电动机，可有效控制电动机的温升，延长了电动机、水泵的寿命。
变频恒压供水系统可以自动实现多泵循环运行功能，延长了电机水泵的使用寿命。也也避免了备用电机和水泵，长时间没运行而引起的锈蚀，降低了维护费用。
节能
根据P=1.732IUcosφ，当电压、电流相同，功率因数高的功率大，变频器的功率因数接近1，变频器的的应用，能提高电机功率因数，即使电机在工频下运行，用变频器也比不用变频器省电3-7%。
水泵消耗功率与转速的三次方成正比，即N=Kn3 ；
式中：N：为水泵消耗功率；
n：为水泵运行时的转速；
K：为比例系数。
水泵电机设计是按工频运行时设计的，但供水时除高峰外，大部分时间流量较小，电机转速较低，水泵运行平均转速比工频转速低20～50%，从而大大降低能耗，节能率可达20%～60%。
节能的效果是显而易见的。
变频恒压供水系统保护功能齐全，具有欠压、过流、过载、过热、缺相、短路保护等功能，运行可靠，可实现无人值守运行，节省了人力及物力。
降低生产成本，提高经济效益
经测算，恒压供水系统节能率可达20%～60%。3～8个月所节省的电费，就可以收回系统的建设投资。系统无人值守运行，节省人力。
供水系统长期运行，经济效益相当可观。
变频器驱动的恒压供水系统的实现
变频恒压供水的基本原理:以压力传感器和变频器组成闭环系统，根据系统管网的压力来调节电机的转速，实现用水高峰时的水压恒定，和低峰时的变频的休眠功能，得到恒压供水和节能的目的。
工厂的恒压供水系统的水路由：地下水池、水泵、入水管道、水箱、冷却水管网组成；控制部分由：变频器、恒压供水控制器、压力变送器、高水位信号、低水位信号、电机温度传感器、交流接触器、继电器等等组成。
当进行生产或试验时，冷却水不可以停供，否则，会损坏设备或造成材料的损失，因此，系统设计为双备份：出水管网安装2套压力变送器，2台抽水电机，手动工频/自动变频运行切换。
恒压供水系统的示意***。
恒压供水系统的主控制电路：
两台电机为互备，可通过KM4、KM5选择使用1#泵或2#泵运行，KM4与 KM5为机械互锁的接触器，保证水泵电机的正确切换。KM1与 KM2+KM3为手动工频与自动变频运行选择，当自动变频部分出现故障或系统维保时，可切换为手动工作方式。其为机械互锁的接触器，保证选择变频运行和工频运行的正确切换。
实施方案及实施过程中的注意事项如下：
变频器的选择
由于变频器的制造技术已经非常成熟，在市场上都是大品牌的产品，质量上是有保证的，所以在选择变频器时，主要是考虑功能、价格。
恒压供水最好选择水泵、风机类专用变频器，在大陆市场上，变频器比较常见的是欧美系、日系、台系及国内品牌，欧美系价格较高、日系次之、台系及国内品牌相近，经综合考量，台系变频器的性价比较高。参考多家的选型手册，选择台达的F系列水泵、风机类专用变频器：VFD1100F43C。
恒压供水控制器
由于恒压供水系统要实现PID运算、变频泵循环工作方式及无人值守工作，市面上没有能实现全部功能的控制器，故用单片机自行开发了一套恒压供水控制器，它能实现如下功能：
恒压供水的PID运算。
主控、备用电机（水泵）定时轮换工作。
工作时间（小时）自动累计功能。
故障泵退出功能，水泵电机出现损坏时，让故障电机自动退出工作。
与变频器通讯，控制变频器的动作。
在用户不用水的情况下会自动停机
故障声光报警。
压力变送器的选择及安装
工业上使用的压力传感器一般有电流型与电压型，电流型一般输出电流信号：4～ 20mA(也有0～20mA)，电压型一般输出电压信号：0～5V。由于工业现场电磁环境复杂，干扰严重，电流信号的抗干扰能力比较强，故此选用电流型压力变送器。
1米水柱产生的压强为9.8KPa，水箱高度约21米，产生压强约206KPa，故选择量程100～300KPa的压力变送器。
压力变送器尽量安装在水流速度比较小的地方，以减少管路压力受水流速度的影响
制动电阻R的选择
变频器在制动而减速时，由于拖动系统的惯性，电动机处于发电状态，机械能快速回馈到直流母线上，变频器会因母线电压过高而危及系统安全，根据变频器的容量，可用不同功率的制动单元（制动电阻）将该回馈能量迅速消耗掉，保持直流母线电压在某一安全范围以下。
制动电阻与电机的转矩等多个参数有关，而这些参数有些是变化的，因此准确计算制动电阻比较困难，而且没有必要，通常情况是采用下列经验公式算一个近似的值。
制动电阻R≥2UD/Ie
式中，UD＝700V，Ie为变频器额定电流
VFD1100F43C变频器额定电流为210A，则制动电阻为3.3Ω，与商家沟通后，没有这种规格，最后选择制动电阻为：4Ω/21.6KW的电阻。
抗干扰措施
变频器本身是谐波干扰源，所以对输入侧（电源侧）和输出侧的设备会产生影响，在变频器内部，主回路对控制回路也会产生影响。
对控制回路采取抗干扰措施
变频器由主回路和控制回路两大部分组成，由于主回路的非线性，与主回路相比，变频器的控制回路却是小能量、弱信号回路，极易遭受干扰，造成变频器无法工作。必须对控制回路采取抗干扰措施。
电动机和变频器之间电缆应穿钢管敷设或用铠装电缆，并与其他弱电信号在不同的电缆槽分别敷设，避免辐射干扰
信号线采用屏蔽线，且布线时与变频器主回路及易产生电弧的断路器和接触器错开一定距离(至少20cm以上)。分离困难时，将控制电缆穿过铁管铺设。
将控制导线绞合，绞合间距越小，铺设的路线越短，抗干扰效果越好。
变频器使用专用接地线，且用粗短线接地，电缆的接地在变频器侧进行，邻近其他电器设备的地线必须与变频器配线分开，使用短线。这样可在很大程度上抑制内部噪声的耦合，防止外部干扰的侵入，提高系统的抗干扰能力。也能有效抑制电流谐波对邻近设备的辐射干扰。
减少变频器对其他电器设备及电网的干扰
变频器的高频化和大容量化，其内部电压．电流发生剧变，运行时产生高次谐波，不但给器件造成很大的电应力，还在装置的输入、输出引线及周围空间产生高频电磁噪声，对其他电器设备的工作造成干扰，在变频器输入侧安装LC型谐波滤波器，且屏蔽接地，可有效减少变频器对其他电器设备的干扰。
系统的散热
变频器、制动电阻、电机的发热量都较大，需要正确安装及采取必要的散热措施。
在电气控制柜顶部安装1个300mm轴流风机，变频器须垂直安装并紧固在电气柜内。其上部，下部必须留有至少 100mm 的间隙，左部，右部必须留有至少 50mm 的间隙。制动电阻须垂直安装并紧固在隔热的面板上，其上部，下部必须留有至少 100mm 的间隙，制动电阻的两侧不应妨碍冷却空气的流通。
由于水泵电动机不是变频电机，在长时间低速运行时，电机的散热风扇因转速低而散热效果差，电动机易发热，因此增加冷却风机是必要的，可为每台电机专门配备一台300mm轴流风机强制冷却水泵电机。
结束语
恒压供水系统的投入使用，提高了供水质量，满足生产工艺的要求，提高产品质量；电机实现软启动，延长了设备的使用寿命；节能效果显著，可无人值守运行，节省了人力，降低生产成本，提高经济效益。
参考文献
《MICROMASTER 430 简明调试指南》西门子（中国）有限公司技术支持部
《MICROMASTER 430通用型变频器 使用大全》西门子（中国）有限公司技术支持部 2003
变频供水设备篇7
关键词：PLC 变频调速 恒压 供水
1、供水系统中常见的问题
随着现代社会的发展，城市规模不断扩大，高层建筑不断增多，城市供水问题越来越突出。由于用户用水的多少经常发生变动，供水不足或供水过剩就成为城市供水的主要问题，如何在用水高峰保证供水系统压力避免末端供水不足，如何在用水低谷避免供水系统初端压力过大，减少能源消耗，避免供水管道破裂，成为当前供水系统面临的主要问题。同时高层楼房的供水系统同样面临末端供水压力不足，初端供水压力过剩的问题。另外，在一些企业的生产过程当中，由于工艺技术的要求，也可能要求企业提供一种平稳恒定的供水方案。
由于供水系统所面临的上述问题就催生处各种不同的供水方案，按照供水方式、控制方式等的不同，可对供水系统进行如下分类。
1）按供水方式可分为恒压供水系统和变压供水系统。在恒压供水系统中，水泵的出口压力始终保持恒定，设备的供水量可随用户用水量的需求而变化。 与恒压供水系统不同，变压变量供水系统的控制压力检测点设在用户给水系统的末端，用此测定压力来控制水泵转速，因此水泵的出口压力是变化的。
2）按控制方式分微机控制和PC控制。两者的区别是控制核心的不同，微机控制的核心是单片机，而PC控制型的控制核心是可编程控制器。
3）按水泵台数分为单台式（控制一台水泵调速运行，另一台泵备用，两台交替使用）和多台并联式（控制一台水泵变频调速运行，多台工频运行）。
另外，还可按结构形式和系统用途等方面分类。本文将着重对基于PLC变频调速技术的恒压供水系统进行分析。
2、变频调速恒压供水系统
城市供水系统面临的上述问题催生了恒压供水系统的诞生。恒压供水系统城市建设、社会稳定具有非常重要的意义。例如，恒压供水系统能够保证发生火灾时为消防系统提供充足的水源。对于某些工业或特殊用户来说，恒压供水也是非常重要的。例如由于工艺需求，要求生产过程中自来水供水稳定可靠，若不能实现恒压供水可能影响产品质量，严重时可能导致产品报废和设备损坏。因此，采用恒压供水系统，对社会建设、经济发展具有重大意义。
电力技术的不断发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往压力罐和高位水箱等供水设备。其基本原理是：变频调速供水设备在运行时变频调速器控制水泵电机的速度，通过速度的变化保持水压恒定，当管网实际水压低于设定水压时，变频调速器会按顺序循环软启动相应台数的水泵来满足水压恒定，当管网实际水压高于设定水压时，变频调速器按相反顺序切掉相应的水泵电机。变频调速供水系统起动平稳，起动电流可限，因而能够避免起动时对电网的冲击；另外，变频调速供水系统，水泵平均转速降低，水管平均压力稳定，延长了水泵、管道和阀门等器件的使用寿命。其功能齐全周到、操作简单方便、运行稳定安全，使供水实现节电、节水、节省人力，显著提高了其经济效益。
3、基于PLC变频调速技术的恒压供水系统
3.1硬件电路设计
针对生活供水属于用水流量经常变化的问题，恒压供水控制系统的基本策略是：采用可编程控制器和变频器构成的控制系统，对水泵的运行台数和转速进行自动优化控制，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力平衡和节约能耗的目的。
本文以s7—200系列的PLC、ABB系列变频器为核心组件，举例说明基于PLC变频调速的恒压供水系统的设计思路。CPU224XP有14输入/10个输出共24个数字量I/O点、2个输入/1个输出共3个模拟量I/O点，7个扩展模块，最大扩展值达168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间，6个***告诉计数器，2个100KHZ高速脉冲输出。
PLC系统单元组成
传感器采用17F一1压力传感器、胛一1E液位传感器。变频器选用具有矢量控制、过流、过压、变频器热保护、电机热保护、失速、瞬时关断保护、外部故障、脉冲编码、电机过载、变频器过载保护等功能ACS400型7．5 kW变频器。
系统的基本控制过程如下：在用户管道的压力最低点处安装压力检测元件，该压力数值经变送器转换为标准信号后送入到PLC模拟量输入通道。PLC比较输入压力与设定压力相之间的偏差量，经PID运算得出工频运行的电机台数和变频运行的电机转速，再分别由数字量输出通道和模拟量输出通道送到变频器。变频器将该信号转换为频率信号后调节电机转速。同时可以设置报警功能，当管道压力过大是，系统提供报警，同时关闭不必要的水泵。PLC系统控制***
3台电机分别为M1、M2、M3，连接线路如下***所示。接触器KM2、KM4、KM6分别控制M1、M2、M3的变频运行，接触器KMI、KM3、KM5分别控制M1、M2、M3的工频运行； FRI、FR2和FR3为3台水泵电机的过载保护用的热继电器；QSl、QS2、QS3、QS4分别为变频器和3台水泵电机主回路的隔离开关。
3.2软件设计
由于PLC在供水系统中的功能较多，故程序可分为主程序（主程序首先要进行一系列的初始化工作，并使扩展模块、变频器等、最备与PLC的数据传输正常。在系统运行过程中要及时进行检测，以防设备损坏和意外发生）、子程序（其中检测是为了保证系统安全、可靠运行，在该自控系统中，检测的量管网水压信号）和中断程序。系统初始化的一些工作放在初始化子程序中完成；利用定时器中断功能实现PID控制的定时采样及输出控制。初始化子程序如下:
LD ***00
MOVD +1500，VD204Ⅳ设定变频器下限频率：
MOVD +20000，VD208／／设定供水变频运行频率上限值；
MOVR 025，VDll2 ／／设定比例系数脚25；
MOVR 0．2，VDll6 ／／设定采样时间脚0 .2s
MOVR 300，VDl20 II设定积分时间难30 mln；
MOVR 0．0．VDl24 Ⅳ设定微分时间；
MOVB 200。***B34 Ⅳ垃定定时中断时间；
ATCH INT 0，10，设定定时中断执行PID程序
4、结论
变频调速给水设备是采用反馈控制方式，利用压力或流量传感器反馈输出水压，通过变频器控制水泵转速，根据具体用水情况不断改变水泵的流量来适应用户用水量需求的装置。变频供水方式的目的是保持供水压力恒定，保证用水多时供水充足，用水少时供水减少，实现供水和用水之间平衡，从而提高了供水质量。
参考文献：
[1]赵新华.城市配水系统的优化运行的研究叭中国给水排水．1992．
[2]陈立定电气控制与可编程控制【M】．华南理工出版社
[3]陈景文.高层建筑变频恒压供水控制系统设计.2007.12
变频供水设备篇8
关键词：换热站恒压；电机变频调速；PLC控制
中***分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 14-0000-01
传统供暖系统由恒速泵加压供水，电机为了适应供水量的变化需要频繁地启、停水泵，这样不但令水泵电机的工作效率低、使用寿命短，而且电机的频繁启动和停止会给电网造成很大的冲击，导致设备故障率升高。而且这些水泵都是以高出实际用水高度的压力来提升水压，造成了不必要的水泵轴功率和能量损耗。
本文利用PLC控制电路，设计了由供水控制器、变频器和电控设备三大部分组成的换热站补水泵自动恒压系统。与传统控制方法相比，不仅减少了所需的供水功率，更提升了补水泵的工作效率和电机运转的稳定性，具备推广和应用的价值。
一、补水泵二次回水自动恒压原理
维持供暖系统二次回水压力的恒定是系统正常运行的基本前提。在供暖系统中，为防止系统倒吸入空气，回水管的水压高度必须高于用户端的充水高度，以避免管道的腐蚀。在供暖系统中，热水通过循环泵运行，循环过程中管道、阀门的泄漏会降低循环水的水压，需及时通过补水泵向供暖管网补水以确保供暖系统的正常运行。
为保持系统二次回水压力的稳定，需根据设定压力，利用补水泵调整输出频率。压力传感器通过实时监测系统状态，将系统内热水水压转换为反馈信号传送至PLC；PLC比较该反馈信号与给定压力值信号，以此判断所需的补水量，并将相应的操作指令传送至变频控制柜。变频控制柜接收指令后，通过变频器改变速度频率，以此控制补水泵的转速，从而改变系统的补水量，达到维持供暖系统恒压点压力稳定的目的[1]。补水泵变频恒压流程如***1所示。
结合换热站实际运行情况，若给定系统内热水水压稳定值为WMPa，压力传感器将回水主管中的水压转换为10W～50WmA的反馈信号传送至PLC的输入端。设置PLC内的给定值为10Wkg：当系统内热水水压低于10Wkg时，PLC输出操作指令使变频器输出频率上升，回水主管开始补水；当系统内热水水压达到10Wkg时，反馈信号与给定信号基本相等，PLC输出操作指令使变频器输出频率下降，停止补水。供暖系统通过控制补水量确保了系统回水压力的恒定。
二、补水泵变频恒压电路设计
补水泵变频恒压电路如***2所示。系统主要由一台S7—200可编程逻辑控制器、一台ACS550变频器、压力传感器、断路器、热继电器、3台水泵等构成。M1、M2、M3为3台水泵。交流接触器KM4、KM8、KM12分别控制1号、2号、3号水泵变频运行。KM3、KM7、KM11分别控制1号、2号、3号水泵工频运行。FR1、FR2、FR3分别为用于M1、M2、M3过载保护的热继电器。QF1、QF5、QF2、QF3、QF4分别为主电路、变频器、3台水泵工频运行的断路器。FVVV为变频器，QZB为自耦减压变压器。
三、补水泵变频调节程序设计
整个变频恒压供水控制系统要根据检测到的输入信号的状态，按照***1中的控制流程，通过变频调速器和相应的应用元件实现补水泵的恒压供水。
（一）系统通电，在收到有效的自控系统启动信号后，启动变频器拖动调速水泵；通过恒压控制器，根据用户管网实际压力和设定压力的误差来调节变频器的输出频率。当输出压力与设定值相等，供水量与用水量相平衡时，转速稳定。
（二）当用水量增加、水压减小时，通过压力闭环和恒压控制器，增加水泵转速至另一稳定值；反之减小水泵转速。
（三）当用水量继续增加，变频器的输出频率达到上限频率50Hz时，若用户管网的实际压力还未达到设定压力，并且有备用水泵时，系统将变频运行的泵切换为工频运行；同时为满足用户对水量的需求，切换另一台泵作变频启动泵，直至水压达到设定值。
（四）若用水量继续增加，则投入运行新的水泵，继续如上转换。当最后一台水泵投入运行，压力仍未到达设定值时，控制系统发出水压超限报警。
（五）若水量下降水压升高，变频器的输出频率下至下限频率，而实际水压仍高于设定值，则在满足减少水泵的条件下关闭变频水泵，令泵1变频运行，直至压力重新达到设定值。
四、结语
变频调速水泵的电机从零速以无级变速向工频转速过渡，运行较平稳，削弱对电网冲击的同时亦延长了电机的使用寿命[2]。
与此同时，变频调速系统使噪声密度与噪声音量明显降低，改善了换热站的工作运行环境与周边居民的生活环境，经济效益与社会效益兼具。
参考文献
[1]马爱龙.具有远程监控功能的换热站自动控制系统的研究和应用[D].河北工业大学，2007.
[2]邵宗义.变频技术在热水供暖系统中的应用[J].中国建设信息供热制冷专刊，2004.
变频供水设备篇9
【关键词】变频调速；节能；SCADA技术；无人值守
1 前言
计算机自动化SCADA技术是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，它可以对远程现场的运行设备进行监视和控制，以实现远程数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。本自动控制系统包括总站调度室计算机及变频调速控制系统和五个现场工作站视频监控及现场设备监控两部分。具有以下主要功能：变频调速功能，遥控功能，现场视频监控功能，数据采集传输功能，数据显示及分析功能，报警功能，历史数据的存储、检索、查询功能，报表显示及打印功能等。总站与分站共八台离心式水泵采用变频器，运行中电机频率可调，节能效果十分明显，与原电控装置相比，仅用电一项一年可节约电费为40万元。同时优化了设备运行工况，减少了设备维护、维修费用；五个分站实现了无人值守控制，年可节约人工薪酬约36万元，取得了显著的经济效益。各分站通过无线方式实现监视输水管网监测点的各项运行重要参数，可以对所有现场设备的工作或故障状态进行实时监视，并且可以根据需要对任一现场设备进行远程控制等。同时采用现场视频解决方案，通过无线网桥对五个现场工作站的现场情况视频进行密切监视，来达到安全、科学、有效统一调度供水和管理的目的。
2 主要特点
2.1 实现水泵机组变频器恒压自动供水功能
供水的经济性、可靠性、稳定性直接影响到公司厂区住户的正常生活和工作，传统的恒速泵加压供水存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点。不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现泵损坏的同时电机被烧毁的现象。难以满足当前经济生活的需要。出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求，本控制系统设计了一套由计算机、PLC、变频器、压力变送器、多台水泵机组、通信模块等主要设备构成的全自动变频恒压供水及其远程监控系统，具有全自动变频恒压运行、自动工频运行、远程手动控制和现场手动控制等功能。并具有多种辅助功能，增强了系统的可靠性。变频器调速与计算机的有机结合，提升了系统的总体性能。基于水泵供水流量和水泵转速的三次方成正比，利用压力变送器的水压反馈量，根据用水量的变化，通过计算机输出程序，采取PID调节方式，构成闭环系统，通过计算机和PLC之间的通信，完成了上、下位机的通信设置，系统有效地解决了传统供水方式中存在的问题。
2.2 搭建无线远控供水监控系统
2.1.1 实现五个分站无人职守监控
为了充分、合理、科学地利用及调配水资源，提高工作效率，同时考虑到此项目中的五个分站与总站调度室有一定的距离，采用主（总站调度室）、从（各分井）站PLC+数传电台的数据传输方式，并以此为基础，根据供水过程的特点和对控制系统的功能要求，决定采用欧姆龙CPEH系列PLC 完成整个系统的现场数据检测、数据处理以及分井现场数据的采集与深井泵的控制.采用深圳华夏盛MDS2510电成数据无线传输功能，采用三肯变频器完成恒压供水功能，上位机软件采用昆仑通态软件技术公司的MCGS组态软件作为系统的软件开发监控平台，这样开发出来的系统能实现实时通讯，达到自动监视和无人职守的目的。主站与从站采用点对多点通讯，主、从站PLC通过其标准RS232接口与数传电台相连实现无线通讯。鉴于控制的统一性和可靠性，总站调度室与分站所有生产设备均实现了就地控制和总站调度室操作员远程控制。
2.2.2 实现分站视频信号无线监测
为保证分站供水无人职守安全运营，采用无线监控和无线传输技术相结合，将五个分站的现场信息实时通过无线通讯手段传送到总站无线监控中心，分站视频监控摄像机与网桥视频无线传输设备相连，并通过无线电波将数据信号发送到监控中心，利用监控中心的视频控制设备，监控人员可以进行所有分站或选择所辖分站的任意一路视频***像监视，可以对摄像机进行镜头拉伸等操作，实现了分站现场的有效监测，并且可自动形成视频数据库（可保证存储30天以上）便于日后检索，为分站供水安全提供了技术性保障。
3 产生的经济效益分析
（1）改造后五个分站实现了无人职守控制，原每个分站需要4名值班人员，五个分站共需要20名值班人员，按每个值班人员平均月工资1500元计算，一年可节约人工薪酬费用36万元。
（2）变频技术在工贸物业有限责任公司供水控制系统得到广泛应用，其中总站四台水泵、四号分站两台水泵、八号分站两台水泵均由变频器控制，运行中电机频率可调，可充分起到节能降耗的作用。以45KW离心泵一年实际运行情况为例，运行工况通常为90%负荷（电机频率按40Hz计算，阀门调节时电机功耗按95%计算）24小时连续运行，全年运行以360天为计算依据。
则变频调速控制时的节电量为：
W1=45×24×[1-（40/50）3]×360=189734KW.h
阀门控制时的节电量为：
W2=45×24×[1-90%]×360=38880KW.h
两者相比较节电量为：
W=W1-W2=18973-38880=228613 KW.h
按0.45元/ KW.h计算，则一台45KW水泵采用变频调速每年约可节约电费10万元，参照以上计算方式，则八台水泵按投入运行四台计算总功率为180千瓦，一年约可节约电费为40万元。
（3）变频技术的应用使设备损耗降低，减轻了维修人员的工作量，节约了大量的维修费用。
（4）方便了运行人员对辅机及相关设备的启停操作，操作界面方便、直观，同时对运行中设备出现的故障可以进行及时的保护，有效的保证了在机组水位异常时，联锁保护及时动作，避免危险的进一步扩大，动作准确、快捷，保证了机组与设备的运行安全。
4 推广应用前景
4.1 变频调速技术的推广应用前景
在同车公司各单位，风机、水泵等驱动设备的应用非常广泛，风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方式运行，控制方式是通过调节阀门、风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产需求大小，风机、水泵都要全速运转，存在启动电流大、机械冲击、电气保护特性差等缺点，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用居高不下，不仅影响设备使用寿命，而且当负载出现机械故障时不能瞬间动作保护设备，时常出现、风机泵损坏的同时电机被烧毁的现象。出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求，加之变频器易操作、免维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点，因此计算机控制及变频调速控制在公司各项设备技术改造中得到积极推广应用。
在我国各个企业，诸如风机、水泵等驱动设备的应用非常广泛，且水泵及风机电机通常设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，效率低下，造成电能的大量浪费。对于风机、泵类等设备最有效的节能措施就是采用变频器来调节流量和风量。《中华人民共和国节约能源法》第39条就把变频调速技术列为通用技术加以推广。多年来，国家经贸委也一直会同国家有关部门致力于变频器技术的开发及推广应用。应用变频器节能率可达20%-60%，可取得显著的节电效果，是一种理想的控制方式。既可提高设备效率，又可满足生产工艺要求，减少设备维护、维修费用，降低停产周期。可取得显著的经济和社会效益，值得全面推广。
4.2 站房无人控制技术的推广应用前景
基于无线传输的无人监控供水系统综合了工业控制技术和现代软件技术，实现了视频、音频及系统监测监控三网合一，实现了无人值守和远程监控、调度指挥，采用国内先进的水泵变频恒压自动控制系统，安装下位机，通过无线传输，实现了对分站水泵的远程控制，并可实时监测设备运行情况，同时具有的远程联动、本机集控、单击控制和无人值守等多种工作方式也将有效降低运行成本、降低职工劳动强度，实现了减人增效的目的，该系统的使用，将进一步提高系统的安全性和可靠性，更加准确快速地排除故障，对防止事故的发生起到积极的作用。能够有效提高泵站等供水、排水、水利工程的综合自动化水平，提供可靠的技术支持，在供水、排水、水利工程中具有较大的推广应用前景。目前在我国水电行业，水电自动化领域的技术也不断取得长足的发展。随着全国水电厂”无人值班”（少人值守）工作的推进，要求水电厂自动化系统及其自动控制装置应具备高度可靠性、开放性，发展成为一个集计算机、控制、通信、网络、电力电子等新技术为一体的综合系统，完成对电厂生产设备有效的安全监控和经济运行，无线传输监控系统同样存在积极的推广应用前景。
变频供水设备篇10
【关键词】超高层住宅；并联供水；设备层；生活给水系统；消火栓给水系统；自喷给水系统；方案选择
1 引言
近年来，随着中国经济的持续快速发展，城市化的进程加快，人口的迅猛集中，住宅的需求量扩大很快，市中心可用来建设的土地非常有限，超高层住宅早已在国内各一线大城市涌现，一些经济发达土地供应紧张的中小型城市的中心区域也开始出现类似产品。超高层住宅建筑设计中，各给水系统方案的选择关系到整个住宅小区的舒适性、安全可靠性、工程投资运行费用、维护管理及使用效果，因此各给水系统方案选择是至关重要的。超高层住宅，特别是超高层住宅小区，有其自身的特点，不能按超高层公共建筑的思路来设计。按“高规”6.1.13条“建筑高度超过100m的公共建筑，应设置避难层（间）”，6.1.13.4条“避难层可兼作设备层，但设备管道宜集中布置”。所以规范没有强制要求超高层住宅设置避难层，如果在中间单独设置局部设备层，或因为要设置设备层而让建筑专业勉强设一个避难层，均不可取，存在诸多不利因素。个人认为，对于超高层住宅小区，不管其它专业是否设置避难层或设备层，给排水专业应尽量避免在中间设置设备层，就此笔者总结了设计过程中一些经验及体会，供各位同行探讨交流。
2 工程概况
天津某工程项目为超高层住宅小区，位于天津市中心和平区，该小区主要由4栋38层的超高层住宅（约120m，简称1-4号楼）、1栋45层的超高层住宅（约145m，简称5号楼）、沿街商业及地下两层车库组成。1、2层均为大堂、商业等公共用房，各楼层高均相同，总建筑面积约为12万m2。
3 生活给水系统方案选择
现行超高层住宅加压给水设计通常采用以下2种方式：
3.1 水池水泵房屋面水箱用水点；
3.2 水池变频供水设备用水点。
第一种供水方式，因水池、水箱贮备有一定水量，当停水停电时，可延时供水，因此供水可靠，水压稳定，按最大小时流量选泵，水泵功率相对较小，但高度越高，需减压的楼层越多，能耗越大，且需物业管理较好，否则易产生供水的二次污染。第二种供水方式，由于变频供水设备可根据用户实际用水情况，通过调节水泵转速或运行台数以调节水量，因此能耗较少。但无屋顶水箱，供水可靠性较差；按设计秒流量选泵，总功率相对较大，水泵型号较多，选型技术要求高，水泵控制调节复杂，投资较大。综上所述，以上两种供水方式各有利弊，不能一概而论，应结合设计项目的实际情况，经综合比较考虑，选出最适合的供水方式，必要时可采取两种联合使用的给水方式。
本住宅小区超高层住宅有5栋，按照楼层静水压力不宜大于0.45MPa及动压超过压力0.35MPa的楼层设减压阀减压的原则划分竖向分区。共做出了三种给水方案对较。第一种方案：竖向分成6区。
1区：地下室至地上2层，由市***水压直接供水。
2区：3层～10层，由水池+变频泵组1供给。
3区：11层～18层，由水池+变频泵组2供给。
4区：19层～26层，由水池+变频泵组3供给。
5区：27层～38层，由水池+变频泵组4供给。
6区：39层～45层，由水池+变频泵组5供给。各区的水池及变频泵组均设在地下二层集中水泵房内，且1-5号楼各区均共用相应分区的变频泵组。
第二种方案：竖向分成6区，各分区楼层数均与第一种方案同，且1-4区供水方案也与第一种方案相同，但5区及6区的水池及变频泵组均移至每栋楼的中间设备层了，需每栋楼均单独在中间设置设备层，5区及6区由各自设备层中的水池及变频泵组供水。1-5号楼设备层中各水池采用群控技术启停水泵来共用一组地下二层工频泵供水。
第三种方案：竖向分为5个区，1-4区方案也均与第一种方案同。5区：27层～45层，由水池+工频泵组+屋顶水箱联合供给，在每栋屋顶设一个有效容积约4m3的生活水箱。顶部压力不足的4个楼层在每幢楼屋顶水箱间设局部变频加压供水。水池与水泵均设在地下二层水泵房内，1-5号楼各分区均共用相应各区变频泵组，1-4号楼屋顶水箱给水共用一组工频泵，并采用群控技术启停水泵，5号楼屋顶水箱给水单独设一组工频泵。
对于第一种方案，水池及水泵均设在地下车库水泵房内，且不同楼的同一分区能共用一组泵，即节地又节省投资，但对于5区及6区，供水高度超过100m，水泵扬程达到或超过1.60MPa。单台水泵的功率均较大，气压罐承压较高，因此可调节容积较小，调节作用有限，故变频泵需经常启动，且由于功率大，非常峰时段低频运行时也需要费较多的电能。且扬程越高，变频出水压力波动绝对值就越大，导致住户用水舒适性受到较大的影响。当变频器、控制器或压力变送器出现故障时，系统会可能出现超压现象而破坏用水器具。整个系统常年处于高压状态，也容易出现各种问题。对于不超过100m的高层住宅，采用这种并联分区变频的给水方案是可行的，但超过100m后由于上述缺点开始明显，该方案变的不太合理了。故最终放弃了这种方案。
对于第二种方案，5区及6区变频泵组需设在中间设备层，这种方案具有各个系统压力均不高，对管材要求也不高，且相对节能等优点。但存在以下几个问题。1、每栋楼的设备层均需单独设置一组或两组生活变频泵组，以供设备层以上的各层生活用水，不能多栋楼共用，势必造成变频加压泵组分散，不方便管理，泵组较多，初期投资也有较大增加。2、每个设备层水箱及变频泵组需占用约40平米面积，而超高层住宅一般建在市中心，寸土寸金，如本工程毛坯单价达两万，5栋楼共需200多平米面积，价值几百万元。3、设备层的上下层及隔壁均为住宅，生活变频水泵基本上为全天24小时运行，虽然可采取各种措施来减少噪音与震动，但无法将噪音与震动完全消除掉，特别为低频的噪音与震动。事实上，很多的住宅出现过低频噪音与震动严重影响相邻用户的休息，用户投诉却无法根本解决。4、设备间的排水接管处理较困难，排水管不能穿过下层住户室内排水。而不设中间设备层，均可将这些缺点全部避免掉。鉴于该方案缺点远多于优点，也不可取。
对于第三种方案，即避免了第一种方案的耗电、压力波动大、存在超压等问题，又避免了第二种方案中需设置设备层带来的一系列问题。上部1/3区域采用水箱重力供水，下部2/3区域采用变频增加供水，从节能上来说该方案也较优。变频泵组均按二用一备设计，并配有隔膜气压罐，工频泵组均按一用一备设计，并采取了防水锤措施。地下水池及屋顶水箱均设有紫外线消毒设置。各楼由于不超过150m高，采用工作压力2.5Mpa的钢塑复合管能满足将水一次性提升到屋顶水箱，且2.5Mpa的管材长度较短，市场供应充足，造价增加较少。故综上所述，建议不超过150m的超高层住宅，可不设中间设备层，超过150m的超高层住宅，也要尽量少地设置中间设备层。
4 消火栓给水系统方案选择
在一般的高层或超高层建筑中，当消火栓系统最低处消火栓口静压超1.0MPa而需要分区设置的时候，一般有两种设计方案。第一种方案：整个系统采用一套加压设备，高区利用加压设备直接供水，低区经减压阀降压后供水。第二种方案：每个分区***设置加压设备，不设减压阀。第二种方案中还分并联供水与串联供水，并联供水为各分区水泵***运行，串联供水为低区消防泵同时兼高区消防泵的接力泵。本工程室内消火栓系统选用第二种方案，且采用并联供水，具体如下：
低区为地下室负2层～22层，加压水泵设在地下室负2层水泵房内，水泵出水直接打进低区。在最高的5号楼屋顶设置消防水箱，屋顶水箱出水管在5号楼的23层处设减压阀组进行减压，调至0.12Mpa，以保证 22层消火栓满足着火初期0.15MPa的压力要求。
高区消火栓系统为23层～38（45）层，加压水泵也设在地下二层水泵房内，水泵出水直接打进高区管网，其中5号楼38层成一个环，该环与屋顶水箱直接相连，平时由屋顶水箱重力流稳压；5号楼39层及45层均成环管，且45层的环管与屋顶增压装置相连，39层的环管与38层的环管采用两止回阀相连，以防止屋顶增压装置平时稳压时高区各楼的底部几层（23-33层）消火栓超1.0Mpa压力值，利用本小区各楼高度的特点，巧妙地利用止回阀减少一个分区。
相对第一种方案而言，本方案仅在屋顶水箱与低区环管相连的管段上设了减压阀组，而且为一用一备，减少了减压阀在消防系统中使用，增强系统可靠性，可以避免火灾时由于减压阀失灵而造成中低区管网压力太高。栓口动压超过0.5MPa时采用减压孔板或减压稳压消火栓减压。另本设计中采用了新型变流恒压专用消防水泵，通过泵的机械特性实现工频恒压供水，该水泵Q-H曲线平坦，实现小流量（或零流量）不超压，大流量不欠压，避免水泵在超高扬程工况下运行对人身、设备、管网等带来的诸多安全隐患，确保消防效率和消防设备及消防人员的安全性、可靠性，同时，由于该泵能实现单级叶轮扬程达到300米，传统泵受限于扬程的制约只能采用串联加压供水，采用该泵使并联供水有安全保证。各区采用***加压系统，且为并联供水，可以避免由于低区加压设备失灵造成整个大楼消防系统瘫痪的问题，也增加了消防系统的可靠性。因并联供水可将高区加压泵与低区加压泵均设在地下消防泵房内，便于管理，可以避免在中间部位设置加压设备间，从而避免了生活给水方案选择时出现的占用建筑面积、影响上下层住户等系列问题。由于超高层建筑消防立足于自救，提高消防系统的可靠性是高层建筑火灾自救的关键所在。当建筑物高度接近或超过100m 时，在条件许可的情况下，最好每个分区***设置加压设备，减少减压阀在消防系统中的使用。同时避免采用串联加压供水，而采用并联供水，以不需在中间设置设备层。
5 自喷给水系统方案选择
自喷给水系统方案与消火栓给水系统方案基本相同，也是分高、低两区，高、低区***设水泵并采用并联供水，22层以下为低区，23层及以上为高区，为满足规范要求的湿式报警阀承压不超过1.2MPa，低区湿式报警阀设在地下水泵房内，由下往上供，高区湿式报警阀设在屋顶设备机房内，由上往下供，高区水泵及高区湿式报警阀也不需在中间设置设备层，避免以上所述的诸多问题。按现行“高规”中7.6.1条，如住宅内部不设置中央空调系统，且户门为甲级防火门时，住宅内部可不设置自动喷水灭火系统。故设计时户门采用甲级防火门，只在公共走道、电梯厅设置喷头，因为建筑物同一时间火灾次数只考虑1 次, 建筑物内几层走道同时着火的可能性极小。该工程3～38（45）层只在走道、电梯厅单排布置喷头，系统的设计秒流量按每层全部5 个喷头动作考虑，加上安全系数，设计流量取10L / s ，湿式报警阀后喷淋干管取DN80即可，故低区自喷泵流量按30L/s选用，高区自喷泵流量按10L/s选用，大大减少了高区泵的功率，节省设备及管材投资。审***公司及消防部门审核顺利通过。现在，本人又有一个大胆的想法，可将自喷分区按2层及以下为低区，3层及以上为高区，由于高区设计流量为10L/s，可将3～45层的高区自喷系统做成常高压，按火灾持续时间1小时，只要在最高的5号楼屋顶设一个36立方的自喷消防专用水箱，取消高区自喷泵组，改在5号楼屋顶设一套流量为10L/S的低扬程增压泵组，供5号楼39-45层自喷即可。这样还可降低低区自喷泵组的扬程与功率，3-22层的湿式报警阀设置位置及供水方式同以前不变。屋顶原已有一个18立方的自喷水箱（天津当地消防部门要求自喷需单独设置水箱），只要再增加18立方即可，增加的费用可以忽略不计，该方案即安全又节省投资，是一种非常规的新方案，供大家多多探讨，开拓思路。
6 其它
由于超高层建筑并联供水管承受很大的压力，必须解决系统的安全问题，为保障各生活及消防供水的安全，必须在设备的选型、管材的选用、施工安装质量等多方面严格把关，消防系统水泵供水管宜采用内外镀锌的无缝钢管，高区的22层以下部分需采用工作压力2.5MPa的管材；给水管宜采用钢塑复合管，既保证水质又能延长给水管寿命，直供屋顶水箱的水泵加压出水管也需采用工作压力2.5MPa的管材。超高层建筑消防系统的压力较大，需采用新型的高扬程水泵，否则无法实现并联供水。由于科学技术的进步，新型的耐高压管材及新型高扬程水泵的出现，能使超高层建筑的各种供水方案更加合理、可靠、节能、节地、环保、节省投资等。
7 结语
超高层住宅小区的各系统采用何种供水方式一定要根据小区内各楼高度，及住宅的自身特点进行分析，需综合考虑，不能单栋进行设计，也不能按公共建筑的思路来设计，还应结合其他专业的设置统一进行技术经济分析，从而选择最优方案，必要时采用新型设备及管材，以保证使超高层住宅小区的各种供水方案更加经济合理、安全可靠、节能、节地、环保、节省投资等。