我國長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，工業(yè)自動化程度低。主要表現(xiàn)生產(chǎn)生活中的用水量常隨時間而變化，季節(jié)、晝夜相差很大。在用水高峰期，水的供給量常常低于需求量，出現(xiàn)水壓降低供不應求的現(xiàn)象；而在用水低峰期，水的供給量常常高于需求量，出現(xiàn)水壓升高供過于求的情況，此時會造成能量的浪費，同時還有可能造成水管爆裂和用水設備的損壞。傳統(tǒng)調(diào)節(jié)供水壓力的方式，多采用頻繁啟/停電機控制和水塔二次供水調(diào)節(jié)的方式，前者產(chǎn)生大量能耗的，而且對電網(wǎng)中其他負荷造成影響，設備不斷啟停會影響設備壽命;后者則需要大量的占地與投資。且由于是二次供水，不能保證供水質(zhì)的安全與可靠性。而變頻調(diào)速式的運行十分穩(wěn)定可靠，沒有頻繁的啟動現(xiàn)象，啟動方式為軟啟動，設備運行十分平穩(wěn)，避免了電氣、機械沖擊，也沒有水塔供水所帶來的二次污染的危險。由此可見，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)具有供水安全、節(jié)約能源、節(jié)省鋼材、節(jié)省占地、節(jié)省投資、調(diào)節(jié)能力大、運行穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢，具有廣闊的應用前景和明顯的經(jīng)濟效益與社會效益。
設備機組概述
變頻恒壓供水機組是一種對水泵機組進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)從而實現(xiàn)恒壓變量供水的智能型機電一體化裝置，該設備由壓力傳感器(或遠傳壓力表、電接點壓力表)、變頻器、可編程控制器、控制回路、水泵、氣壓罐及其他附件組成，可通過控制水泵的轉(zhuǎn)速實現(xiàn)恒壓變量供水，具有壓力平穩(wěn)、節(jié)能顯著等優(yōu)點。
變頻恒壓供水機組的原理來自于水泵比例律，而水泵比例律是由水泵的相似律推導而來的
圖中顯示全速運轉(zhuǎn)n1與變速轉(zhuǎn)速n2時，水泵的性能曲線。假設我們將Qb與Hb作為水泵額定參數(shù)，在系統(tǒng)需水量為Qa時，從上圖n2曲線我們可以看出，轉(zhuǎn)速下降為n2時，依然可以保證系統(tǒng)壓力Hb，但從功率曲線可以看出此時與n1轉(zhuǎn)速時的功率差ΔP=Pa-P，即節(jié)省的電能，ΔH可看作是節(jié)省的無用揚程，由此可知，利用變頻控制可實現(xiàn)穩(wěn)壓和省電的功能。
變頻供水工作模式
●變頻恒壓供水通常有兩種工作模式：
1.變頻泵固定工作模式：
投入：當用水量小于一臺泵在工頻恒壓條件下的流量，由一臺變頻泵調(diào)速恒壓供水；當用水量增大時，變頻泵的轉(zhuǎn)速上升，當變頻泵轉(zhuǎn)速上升到工頻轉(zhuǎn)速，而用水量進一步增大，由變頻供水控制器自動啟動一臺工頻泵投入，該工頻泵提供的流量是恒定的(工頻轉(zhuǎn)速恒壓下的流量),其余各并聯(lián)工頻泵按相同的原理投入。
退出：當用水量下降，變頻調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速下降，當頻率下降 到零流量的時候，變頻供水控制器發(fā)出一個指令，自動關閉一臺工頻泵使之超出并聯(lián)供水。為了減少工頻泵自動投入或超出時的沖擊（水力的或電流的沖擊）。在投入時，變頻泵的轉(zhuǎn)速 自動下降，然后慢慢上升以滿足恒壓供水的要求。
2.變頻循環(huán)軟啟動工作模式
投入：在這種供水模式中，當供水流量小于變頻泵在恒壓工頻下的流量時，由變頻泵自動調(diào)速供水，當用水流量增大，變頻泵的轉(zhuǎn)速升高，當變頻泵的轉(zhuǎn)速升高到工頻轉(zhuǎn)速，由變頻供水控制器控制把該臺水泵切換到由工頻電網(wǎng)直接 供電(不通過變頻器供電)變頻器則另外啟動一臺并聯(lián)泵投入工作。隨著用水流量繼續(xù)增大，其余各并聯(lián)泵均按上述相同的方式軟啟動投入。
退出：當用水流量減小，各并聯(lián)工頻泵按次序關泵退出，并且泵退出的順序按先投入先關泵退出的原則由變頻控制器單板計算機控制。
●兩種工作模式的比較
-在變頻泵固定方式中，各并聯(lián)水泵是按工頻方式自動投入或退出的。當用水流量變化，變頻泵始終處于運行狀態(tài)，變頻泵運行時間最長。為了均衡各水泵的運行時間，對于變頻泵固定運行方式，可以設計成變頻泵定時輪換運行方式。變頻泵定時輪換，即任何一臺并聯(lián)泵都有可能成為變頻泵。
-按變頻器工作原理，在運行中的變頻器不允許在其輸出端進行切換；否則在切換過程中會使變頻器中的某些電子器件受到大電流沖擊而降低其壽命。在變頻泵自動輪換過程中，要在變頻器的輸出端進行切換；為了保護變頻器，在進行自動切換之前應使變頻器停止運行。在變頻器停止運行的條件下， 在其輸出端進行切換。在切換好后再重新啟動變頻器恢復正常運行。因此，自動輪換控制的電路比較復雜，會增加變頻控制柜的造價并降低其使用可靠性。
-當變頻恒壓變量供水系統(tǒng)具有變頻泵自動輪換功能，其優(yōu)點是各并聯(lián)泵可定時輪換到變頻運行，使各并聯(lián)泵的磨損均衡 。但是，在任一臺泵變頻運行時，萬一水泵故障有可能使變頻器保護跳閘而停止工作。各并聯(lián)水泵是由變頻器控制運行的；當變頻器跳閘，必然使所有并聯(lián)水泵停機而中斷供水。
變頻供水設備適用范圍
●高層建筑、城鎮(zhèn)居民小區(qū)、企事業(yè)等生活用水
●各種類型的工業(yè)用水
●各種水廠、污水處理廠、農(nóng)業(yè)排灌站等供水系統(tǒng)
●空調(diào)冷熱水循環(huán)系統(tǒng)
●鍋爐恒壓補水系統(tǒng)
●各類舊有供水系統(tǒng)的改造
設備特點
●采用變頻恒壓可編程控制，可滿足用戶多種需求
●無級變速運行，節(jié)能效果顯著
●可保持給水系統(tǒng)壓力恒定，工作壓力按需設定
●采用變頻器啟動和停泵，無啟動電流，延長水泵壽命
●實現(xiàn)無人值守，PLC控制智能化運行
●有效防止水錘，延長管路管件壽命
●結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，投資小，施工期短，不需水塔或高位水箱
●供水可靠性高，對過流、過欠壓、水位過低及變頻器故障可自行判斷處理，具有完備的電氣安全保護及電機故障跨越功能
