專利名稱：恒壓供水控制裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種恒壓供水控制裝置及方法。
背景技術：
一般城市中管網的水壓只能保證建筑物4層以下的用水，其余上部各層均須“提升”水壓才能滿足用水要求。以往大多采用水塔、高位水箱或氣壓罐式增壓設備，但它們都必須由水泵以高出實際用水高度的壓力來提升水量，其結果增大了水泵的軸功率和能量損耗。變頻調速恒壓供水是一種節能的有效途徑，它采用交流變頻調速技術滿足恒壓供水的要求，避免了由于超壓供水而造成的能量浪費。但目前變頻調速恒壓供水都是采用一臺水泵變頻，多臺水泵工頻的方式供水。圖3中示出了一臺變頻水泵、兩臺工頻水泵運行時揚程H和流量Q的關系曲線，曲線1、2為穿過A、B兩點的等效曲線，曲線I為單臺水泵在額定轉數no時的特性曲線，曲線I為單臺水泵在最小轉數nmin時的特性曲線，曲線II為兩臺水泵在額定轉數no時的特性曲線，圖中A至B為工頻水泵的高效區，由上述比律可知，當水泵轉速由no下調至nmin時其高效區為拋物線1與2所夾的范圍為，若設定恒壓值為Hb，由圖可知，2臺水泵工頻時的流量為Qc，2臺工頻1臺變頻時，在高效區內水泵并聯運行的最小流量為Qd，顯然Qd＞Qc，因為管網的工況點是任意的，當流量Q在Qc與Qd之間變化時，調頻水泵的工況點就會落在高效區之外，也就是說調頻水泵工作在低效區，從而造成能量浪費。
發明內容
本發明的目的在于提供一種結構簡單、節能效果好的恒壓供水控制裝置及方法，以克服恒壓供水系統單臺調頻水泵中運行在“低效區”浪費能源的缺點。
本發明的另一目的是提供一種恒壓供水方法。
為實現上述目的，本發明包括PLC控制器、驅動與保護單元、第一變頻器、第一水泵及至少一個工頻泵，PLC控制器的輸入端接有壓力反饋信號，其輸出端分別接驅動與保護單元、第一變頻器的輸入端，驅動與保護單元的輸出端分別接第一變頻器的輸入端及至少一個工頻泵，第一變頻器的輸出端接第一水泵，其特征在于所述PLC控制器及驅動與保護單元的輸出端還接有第二變頻器，第二變頻器的輸出端接第二水泵。
本發明的恒壓供水方法包括以下步驟設置氣壓罐，并儲存壓力水；設置兩臺調頻水泵及至少一臺工頻水泵；水泵滿足α≥β，α＝Qb/Qa，β=2Hb/Ha.]]>上述方法中水泵恒壓值取水泵高效段內的最小揚程值或最小揚程值的105％-140％。
本發明的優點采用兩臺調頻水泵的恒壓供水系統中，當水泵參數滿足α≥β時，α＝Qb/Qaβ=2Hb/Ha,]]>并聯工作的水泵流量連續，且兩調頻水泵均工作在高效區，從而克服恒壓供水系統單臺調頻水泵中運行在“低效區”浪費能源的缺點，提高了節能效果。
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的說明。
圖1為本發明的結構示意圖。
圖2為包含兩臺調頻水泵的恒壓供水系統。
圖3為型號相同的一臺變頻水泵、兩臺工頻水泵并聯工作的Q-H特性曲線圖。
圖4為型號相同的兩臺變頻水泵、一臺工頻水泵并聯工作的Q-H特性曲線圖。
圖5為水泵的Q-H特性曲線。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明由PLC控制器1、驅動與保護單元2、第一變頻水泵3、第二變頻水泵4、第一工頻水泵5、第二工頻水泵6組成，PLC控制器1的輸入端接有壓力反饋信號及開關信號，其輸出端與驅動與保護單元2的輸入端耦接，驅動與保護單元2的輸出端接第一變頻器3、第二變頻器4的輸入端，驅動與保護單元2的輸出端接第一變頻水泵3、第二變頻水泵4、第一水泵5、第二水泵6，PLC控制器1的模擬控制信號輸出到第一變頻水泵3、第二變頻水泵4的輸入端。
如圖2所示，恒壓供水系統的進水管道7上并聯第一變頻水泵3、第二變頻水泵4、第一工頻水泵5、第二工頻水泵6，出水管道8上設有氣壓罐9、壓力表10，控制裝置11分別與第一變頻水泵3、第二變頻水泵4、第一工頻水泵5、第二工頻水泵6、壓力表10。
圖4是型號相同的兩臺變頻水泵、一臺工頻水泵并聯工作的Q-H特性曲線圖。圖中曲線1、2為穿過A、B兩點的等效曲線；曲線I為單臺水泵在額定轉數no時的特性曲線；曲線I為單臺水泵在最小轉數nmin時的特性曲線；曲線II為兩臺水泵在額定轉數no時的特性曲線；曲線III為3臺水泵以額定轉數no并聯運行時的特性曲線；曲線IV為2臺以額定轉數no運轉，1臺以最小轉數nmin運轉時并聯運行的特性曲線；曲線V為2臺以最小轉數nmin運轉，1臺以額定轉數no運轉時并聯運行的特性曲線；曲線VI為2臺以以最小轉數nmin運轉時的特性曲線；Hb為設計恒壓值；Ha為水泵特性曲線高效段內揚程的最大值；Qb、Qa分別為Hb、Ha相對應的流量值。
如圖4所示，要保證3臺水泵的高效區并聯工作時的流量連續，而不至使調頻水泵工況點落在高效區之外，就必須使IV曲線穿過B點或在B點之下，相應的V曲線就會穿過C點或在C點之下，這樣就有Qb≥2Qe(1)由水泵比例律可知，相似工況點A、E的關系為Qa/Qe=Ha/He]]>由圖4可知，為保證3臺水泵工聯工作時，工頻水泵與調頻水泵的工況點都落在其相應的高效區內，調頻水泵轉數下調以后的特性曲線不能在E點以下穿過，也就是說在高效區內調頻水泵以最小轉數nmin運行時的特性曲線必定穿過E點，因此有He＝Hb則Qa/Qe=Ha/He]]>Qe=QaHb/Ha---(2)]]>將(2)式代入(1)就可得到(3)式Qb/Qa≥2Hb/Ha---(3)]]>設Qb/Qa＝α2Hb/Ha=β]]>則可得到α≥β(4)因此，當2臺變頻水泵和1臺工頻水泵并聯運行時，只要設定水泵參數滿足α≥β，就可保證調頻水泵和工頻水泵工作在高效區，達到節能的目的。此結論同樣適合3臺以上水泵并聯工作時的情況。
圖5表示水泵的Q-H特性曲線，其中A～B段表示水泵的高效段，A、B、C三點表示水泵樣本中提供的三個高效點，圖中陰影部分表示調頻水泵在不同恒壓值的節能量，由圖5可知，當調頻水泵出口恒壓設定值為Hc時的節能量顯然要大于恒壓設定值為Hb時的節能量，一般水泵恒壓值取水泵高效段內的最小揚程值或最小揚程值的105％-140％。
上述的水泵可為型號相同的DL、IS、LG水泵。
權利要求
1.一種恒壓供水控制裝置，包括PLC控制器、驅動與保護單元、第一變頻水泵及至少一個工頻泵，PLC控制器的輸入端接有壓力反饋信號，其輸出端分別接驅動與保護單元、第一變頻器的輸入端，驅動與保護單元的輸出端分別接第一變頻器及至少一個工頻泵，其特征在于所述PLC控制器及驅動與保護單元的輸出端還接有第二變頻水泵。
2.根據權利要求1所述的恒壓供水控制裝置，所述的水泵為型號相同的DL、IS或LG水泵。
3.一種恒壓供水方法，包括以下步驟設置氣壓罐，并儲存壓力水；設置兩臺調頻水泵及至少一臺工頻水泵；水泵滿足α≥β，α＝Qb/Qa，β=2Hb/Ha.]]>
4.根據權利要求3所述的恒壓供水方法，其特征在于水泵恒壓值取水泵高效段內的最小揚程值或最小揚程值的105％-140％。
全文摘要
本發明公開了一種恒壓供水控制裝置及方法，其恒壓供水控制裝置包括PLC控制器、驅動與保護單元、第一變頻水泵及至少一個工頻泵，PLC控制器的輸入端接有壓力反饋信號，其輸出端分別接驅動與保護單元、第一變頻器的輸入端，驅動與保護單元的輸出端分別接第一變頻器及至少一個工頻泵，其特征在于所述PLC控制器及驅動與保護單元的輸出端還接有第二變頻水泵。上述恒壓供水控制裝置的水泵滿足α≥β，α＝Q
文檔編號E03B11/16GK1667210SQ200410022970
公開日2005年9月14日 申請日期2004年3月10日 優先權日2004年3月10日
發明者姚志強, 王克超 申請人:姚志強, 湖南長沙綠泉實業有限公司, 王克超