[发明专利]一种变频变压智能供水设备及供水控制方法

说明书

本发明公开了一种变频变压智能供水设备及供水控制方法，主要包括进水管路、出水管路、多级离心泵组、变频器和控制器，所述的多级离心泵组并联连接在进水管路和出水管路之间，所述的进水管路上设置有低水位开关和进口压力传感器，出水管路上设置有出口压力传感器、隔膜式压力罐和压力开关，低水位开关、进口压力传感器、出口压力传感器和压力开关分别与所述控制器相连接。本发明的有益效果为：从水泵运行原理出发，兼顾用水需求及管路系统特性，建立一种可靠性高并且在节能效果上明显好于变频恒压供水模式的变频变压智能供水设备，可避免最不利点信息不能直接或及时反馈到水泵控制中心的问题。

技术领域

本发明涉及供水技术领域，主要是一种变频变压智能供水设备及供水控制方法。

背景技术

在供水设备设计时，由于无法预估楼宇供水系统的管路流动损失及用户用水需求的波动性等因素，泵的选型常留有较大余量，另外生活供水需求在各个季节以及每天不同时段都不尽相同，这些常使得泵组运行偏离最佳运行工况点，效率较低。因此，供水设备存在较大的节能空间，在满足用水需求的前提下，降低能耗是供水系统发展的必然趋势。

目前，供水设备普遍采用恒压控制模式，通过调整水泵转速来维持供水压力的不变，满足系统运行过程中用户用水量的变化，从而起到节能效果。虽然恒压供水系统考虑了用户需求，但未兼顾管路系统阻力的变化。在用水高峰时段，管路水流量大，管阻较大；用水低谷时，管路水流量小，管阻较小，使得末端用户侧水压偏高，一方面造成了过余，另外增加了管网渗漏及故障率。

变压供水系统运行时，同样需要保证最不利点处的供水压力恒定。传统设计方法，是通过在最不利点处设置压力变送器，并将采集数据通过无线网络传输至控制中兴，进而实现供水系统节能运行的变频变压供水，然而采用无线数据远程方式，不但增加系统成本和维护费用，而且当供水设备置于地下室时，数据信号远传的稳定性和可靠性有待考究。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种变频变压智能供水设备及供水控制方法，建立一种简易实现供水设备变频变压并且稳定可靠运行的实施方案及控制方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。这种变频变压智能供水设备，主要包括进水管路、出水管路、多级离心泵组、变频器和控制器，所述的多级离心泵组并联连接在进水管路和出水管路之间，所述的进水管路上设置有低水位开关和进口压力传感器，出水管路上设置有出口压力传感器、隔膜式压力罐和压力开关，低水位开关、进口压力传感器、出口压力传感器和压力开关分别与所述控制器相连接；多级离心泵组中每一级供水支路采用球阀A4、离心泵、止回阀和球阀B依次连接的结构；每一个离心泵与变频器采用一对一配置连接，变频器和控制器相连；供水设备运行过程中，传感器信号传入控制器，经过控制算法计算并配合变频器对多级离心泵组进行调节控制实现变频变压供水模式运行。

所述的进水管路上游连接蓄水池或者稳流罐，出水管路下游连接楼宇供水管网。

这种变频变压智能供水控制方法，具有无流量计智能管网流量需求判断功能，通过进口压力传感器和出口压力传感器，并结合变频器输出的转速信号，根据泵特性曲线和相似换算计算得到当前管路系统流量；将实际的控压点放置到了离心泵出口，结合离心泵运行原理和管路损失与流量之间的关系，通过出口压力传感器的压力数据预测最不利点处的用水信息，进而建立一种实施简单的变频变压节能运行方式；运行过程中，供水设备根据用户需求自动调整控压点目标压力，实现最不利点供水压力不小于最低供水压力。

更进一步的，根据管网不同流量需求，自动调整泵出口压力，流量大，出口压力越大；流量小，出口压力越小；出口压力随流量变化关系设定为阶梯线性模式和抛物线模式，任何一种模式下均保证最不利点的供水需求；基于当前控压点目标压力，通过与所述出口压力传感器实测出口压力建立差值信号，通过PID生成变频器的控制信号，并通过变频器调节水泵转速实现出口压力传感器的压力数据与控压点目标压力相同。