恒压供水系统

工程师站
管理计算机
通讯服务器
单系统
RS-485
(PLC05)
1# RTU站 （PLC04等）
其他控制器
VF01
PLC01
VF03 VF02
触摸屏
PLC02
变频器
PLC03
T 泵 P F 可编程控制器
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恒压供水系统应用场合

恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
内部资料
可广泛用于工业企业、生活、生产供水系统及企业自备 并改造工程，自来水厂、生活小区及消防供水系统。 可用于各种场合的恒压、变压、冷却水和循环供水系统。
内部资料
•恒压供水系统
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常用供水工艺
恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
内部资料
传统供水方式 水箱/水塔供水：重力供水

特点：供水压力比例恒定，有储水 缺点：要建水塔或水箱，面积大，不美观等
气压供水：管道加压
特点：灵活，建设快，无污染，改变压力罐 压力来改变供水压力 缺点：需要压力罐，投资大，压力变化大， 运行效率低，能耗大



可用于污水泵站、污水处理及污水提升系统。
可用于农业排灌、园林喷淋、水景和音乐喷泉系统。 可用于宾馆、大型公共建筑供水及消防系统。
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泵的分类
内部资料
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离心泵工作原理
内部资料
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罗茨泵工作原理
内部资料
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风机分类
内部资料
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恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
内部资料
多台水泵同时供水，多用多开，少用少开 1控1 2控3 2控4 3控5 1控X
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变频调速恒压供水系统
1控X切换过程分析
恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
内部资料
电磁过渡过程：发电状态
冷冻水循环系统 压差控制 以压差作为控制依据，保证最高楼层的冷冻水足够的 压力 温度或温差控制
保证房间的温度

综合控制

压差为主，温度为辅 温度为主，压差为辅
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典型系统结构
内部资料
恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
TCP/IP 集线器 打印机
监控站 TCP/IP
内部资料
程越大，曲线1 扬程特性：流量越大，系 统扬程越小，曲线2 系统工作点 扬程曲线和管阻曲线的交 点，供水工作点，A 阀门开度100%，转速100%， 额定工作点，自然工作点 H 供水功率： PG=CPHTQ HTA Cp为比例常数 供水系统的额定功率与面 积ODAG成正比
HTB HTA F G
H
3
B A
2
1 C HTC H 4
E O QB
D QA Q
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节能原理
内部资料
根据水泵流量Q，扬程H，功率P和转速N之间的
恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
关系： Q1/Q2＝n1/n2; H1/H2＝(n1/n2)2; P1/P2＝(n1/n2)3 可知：流量Q与转速N的一次方成正比；扬程H 与与转速N成平方比；而功率P与转速N成立方比。 若转速下降20%，则轴功率对应下降49%，由此 可见，采用变频调速可以大幅降低电机的电耗。

2.
水塔供水

水面（或液面）的位置限制在一定范围内的控制。
当水位低于下限时LL时， 启动水泵；当水位高于 LH时，停水泵，每次启 动都是提供一定容积的 水。
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水箱水位控制
水箱水位控制节能分析 1. 分析依据：
恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
内部资料
不同转速下，提供相同容积的水作为比较的基础 转速N1,流量Q1,提供容积V所需时间t1； 转速N2,流量Q2,提供容积V所需时间t2； 那么，V=Q1*t1=Q2*t2
管阻特性：流量越大，扬
1 G A 2
量
恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
内部资料
阀门控制法 泵供水能力不变，改变管阻力来改变 供水量； 管阻特性随阀门开度改变而改变，扬 程特性不变。 流量从QAQB，管阻曲线从23，供 水功率与面积OEBF正比。 转速控制法 改变泵的扬程来适应用户对流量的要 求； 泵转速改变，扬程特性改变，管阻特 性不变。 流量从QAQB，管阻曲线从14，供 水功率与面积OECH正比。 节能理解 供水功率的比较 节约的功率与HCBF成正比 泵的工作效率的比较 Y=C1(Q/N)-C2(Q/N) C1、C2为常数 电动机效率的比较 裕量大，效率和功率低； 低频低压，提高效率

压力水罐供水：
潜水泵打水到水罐，加压，进行供水
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恒压供水
恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
内部资料
变频恒压供水 恒压要求：
随供用水量等参数变化，保持供水压力不变
恒压供水控制系统构成 变频器 PLC 电控器件 主要应用场合 高层建筑，居民小区，企事业等用水 工业需要恒压供水，冷却水循环，热力水循环，锅炉 补水等 中央空调系统 自来水厂增压系统 农田灌溉，污水处理，人造喷泉 各种流体恒压控制系统
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变频调速恒压供水系统
恒压供水的目的
满足用户对流量的需求。流量为
恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
内部资料
供水系统的基本控制对象 管道供水压力，作为控制流量大 小的参变量 利用变频器内部PID调节压力
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变频调速恒压供水系统
多台水泵变频调速时的切换控制

切换注意事项
一般，电机切换时的转速不低于额定转速的80%； 避免切换冲击电流 切换接触器触点电流加大，1.5~2.5倍
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水箱水位控制
1.
恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
内部资料
水箱水位控制
水面（或液面）的位置限制在一定范围内的控制。 应用场合： 水塔供水； 锅炉或其他水位或液面控制；
2.
节能举例：

额定转速n1=nN下，以额定流量供容积V所需时间t1=1h，那么消 耗电功率为额定功率，消耗的电能为W1=P1*1;
转速下降为n2=0.8nN下，那么供水流量Q2=0.8Q1,供容积V所需时间 t2=t1/0.8=1.25h，那么消耗电功率P2=0.8^3*P1=0.512P1，供容积V的水消 耗的电能为W2=P2*1.25=0.512P1*1.25=0.64W1

那么，两者比较节能为36%
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中央空调变频调速
中央空调系统构成
恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
内部资料
冷冻水循环系统 2. 冷却水循环系统
1.

水泵的转速只改变流量，与扬程无关。 流量与转速成正比，水泵功率与转速的二次方成正比
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中央空调变频调速
内部资料
恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
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水泵机械特性
恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
内部资料
水泵供水基本模型及参数 流量，M3/S 扬程,M 全扬程,M
生活小区 压力表
实际扬程,M 损失扬程,M 管阻 压力
水面
水泵
实际扬程
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水泵机械特性
供水系统特性
恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
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恒压供水
恒压供水状况 水泵机械特性及节能 原理 整体解决方案 应用场合
内部资料
变频恒压供水优点 高效节能 占地面积小，投入小，效率高 配置灵活，自动化程度高，功能齐全， 灵活可靠 运行合理，平均转速下降，轴上扭矩 和摩擦减少，提高水泵寿命 实现水泵的软起和软停，消除水锤效 应 操作简便，省时省力
定子绕组电动势在不同时刻的计算数据，如下表：
计算时间 （ s） E/E0(%) 0.1 0.2 1.0 2.0 3.0
84.6%
54.9%
18.9%
3.57%
0.07%
拖动系统制动过程 自由制动转速，Nt=NMNe^(-T/tM)，tM机械时间常数 不同机械tM差别很大，水泵tM≥0.7~1s