隨著人們對供水質量和供水可靠性的不斷調高，同時考慮到選擇節能要求，利用自動化技術實現恒壓供水的系統應運而生。

一、首先談一談為什么要恒壓供水呢？恒壓供水是指供水管內水壓力恒定不變的供水，只有供水系統中供水流量等于用水流量時，供水管中壓力不變；當供水流量大于用水流量時，水管的壓力會增加；當供水流量小于用水流量時，水管的壓力會降低。所以說供水與用水流量之間的矛盾具體反應在壓力的變化上。

 

 

二、恒壓供水的優點有哪些呢？1、恒壓供水減低了“水錘”效應，提高了管網使用壽命。所謂“水錘”效應是指工頻供電的水泵在起動和停車時，突然加壓和減壓使水流沖擊管道，產生“咣咣咣”的撞擊聲音，減低了水管的使用壽命，像錘子敲擊水管一樣，所以說“水錘”效應是一種特別形象的說法。如果采用恒壓供水，通過變頻器對水泵的啟動時間和停車時間進行延長控制，從而降低動態轉矩，從在很大程度減少了“水錘”效應。采用恒壓供水可以節約能源，實現節能運行。比如對于一個小區的供水，在晚上12點之后，居民基本休息了，用水量很少，如果多臺大容量水泵還是同時運行為了保證水壓的話，非常浪費能源。此時，通過啟用休眠泵保證水管的水壓，等到早晨6點左右，居民起床了，用水量增加了，此時讓多臺大容量的水泵同時啟動，從而實現了全流量用水。

 

 

三、恒壓供水的變頻控制有哪幾種？

恒壓供水的變頻控制有兩種，分別為多臺常規泵同步變頻調速和變頻泵－工頻泵并聯運行。多臺常規泵同步變頻調速是指多臺水泵同時采用變頻控制工作，如果用水量較低時多臺水泵工作在低頻狀態，這種控制方式造成一次性投入較高，運行不經濟，這種恒壓供水的變頻控制一般很少采用。現在普遍采用變頻泵－工頻泵并聯切換運行的控制方式，使用變頻泵-工頻泵并聯運行控制方式時，電動機的電源不僅來自變頻器輸出也可以來自工頻電源，如下圖所示。下圖為恒壓供水系統圖，在這個恒壓系統是由三臺水泵、一臺變頻器、一臺PLC和一個壓力傳感器及若干輔助元件構成。系統中壓力傳感器是用來檢測供水管中壓力，變頻器是恒壓供水系統中核心元件，可以通過改變電動機的頻率從而實現電動機的軟起動、無極調速和無波動穩壓效果等功能。每臺電動機有兩個電源，即工頻電源和變頻器輸出的電源。

 

 

四、恒壓供水系統的工作原理是什么？
以上圖為例，介紹一下恒壓供水系統的工作原理。接通電源，供水系統投入運行，讓系統工作在自動狀態，PLC控制變頻器啟動。PLC通過壓力設定值與壓力實際值的偏差進行PID調節，并輸出頻率給定信號給變頻器。變頻器根據頻率給定信號及預先設定好的加速時間控制水泵的轉速，從而保證水壓保持在壓力設定值的上、下限范圍之內，實現恒壓控制。增泵工作過程:假定增泵順序為1、2、3泵。開始時，1泵電動機在PLC控制下先投入調速運行，其運行速度由變頻器調節。當供水壓力小于壓力預置值時變頻器輸出頻率升高，水泵轉速上升，從而供水量增加，供水壓力增加。當變頻器的輸出頻率達到上限，并穩定運行后，如果供水壓力仍沒達到預置值，則需進入增泵過程。在PLC的邏輯控制下將1泵電動機與變頻器連接斷開，1泵電動機切換到工頻運行。與此同時，變頻器與2泵電動機連接，控制2泵投入變頻調速運行。如果還沒到達設定值，則繼續按照以上步驟將2泵切換到工頻運行，控制3泵投入變頻調速運行。減泵工作過程：假定減泵順序依次為3、2、1泵，當供水壓力大于預置值時，變頻器輸出頻率減低，供水量減少，當變頻器的輸出頻率達到下限，并穩定運行段時間后，變頻器控制的3水泵停機。如果供水壓力仍大于預置值，則將下一臺2水泵由工頻運行切接到交頻調速運行，并繼續進行減泵工作。

五、恒壓供水變頻器控制原理

1、調速原理

交流電機轉速特性:n=60f(1-s)/p，其中n 為電機轉速，f為交流電頻率，s 為轉差率，p為極對數。

電機選定之后s 、p則為定值，電機轉速n和交流電頻率f 成正比，使用變頻器來改變交流電頻率，即可實現對電機變頻無級調速。

2、根據離心泵的負載工作原理可知:

流量與轉速成正比:Q∝N

轉矩與轉速的平方成正比:T∝N2

功率與轉速的三次方成正比:P∝N3

而且變頻調速自身的能量損耗極低，在各種轉速下變頻器輸入功率幾乎等于電機軸功率，由此可知在使用變頻調速技術供水時，系統中流量變化與功率的關系:

P變=N3P額=Q3P額

采用出口閥控制流量的方式，電機在工頻運行時，系統中流量變化與功率的關系:P閥=(0.4 0.6Q)P額

其中，P為功率

N為轉速

Q為流量

例如設定當前流量為水泵額定流量的60%，則采用變頻調速時P變=Q3P額=0.216P額，而采用閥門控制時P閥=(0.4 0.6Q)P額=0.76P額，節電=(P閥-P變)/P閥*100%=71.6%。

由此可見從理論計算結果可以看到節能效果非常顯著，而且在實際運行中小區變頻恒壓供水技術比傳統的加壓供水系統還有自動控制恒壓、無污染等明顯優勢。

流量% 100% 90% 80% 70% 60% 50%

節電率% 0% 22.5% 41.8% 61.5% 71.6% 82.1%

而且新型的小區變頻恒壓供水系統能自動地控制一至多臺主泵和一臺休眠泵的運行。在管網用水量減少到單臺主泵流量的約1/6-1/8時，系統自動停止主泵，啟動小功率的休眠泵工作，保證系統小流量供水，解決小流量甚至零流量供水時大量電能的浪費問題，從運行控制上進一步節能。

根據反饋原理:要想維持一個物理量不變或基本不變，就應該引這個物理量與恒值比較，形成閉環系統。我們要想保持水壓的恒定，因此就必須引入水壓反饋值與給定值比較，從而形成閉環系統。但被控制的系統特點是非線性、大慣性的系統，在控制和PID相結合的方法，在壓力波動較大時使用模糊控制，以加快響應速度;在壓力范圍較小時采用PID來保持靜態精度。這通過PLC加智能儀表可時現該算法，同時對PLC的編程來時現泵的工頻與變頻之間的切換。實踐證明，使用這種方法是可行的，而且造價也不高。

要想維持供水網的壓力不變，根據反饋定理在管網系統的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件，由于供水系統管道長、管徑大，管網的充壓都較慢，故系統是一個大滯后系統，不易直接采用PID調節器進行控制，而采用PLC參與控制的方式來實現對控制系統調節作用。

六、恒壓供水變頻器特點

1、節電:變頻恒壓供水系統的最顯著優點就是節約電能，節能量通常在10-40%。從單臺水泵的節能來看，流量越小，節能量越大。優化的節能控制軟件，使水泵實現最大限度地節能運行。

2、衛生節水:根據實際用水情況設定管網壓力，自動控制水泵出水量，減少了水的跑、漏現象;系統實行閉環供水后，用戶的水全部由管道直接供給，取消了水塔、天面水池、氣壓罐等設施，避免了用水的'二次污染'，取消了水池定期清理的工作。

3、運行可靠:變頻恒壓供水系統實現了系統供水壓力穩定而流量可在大范圍內連續變化，從而可以保證用戶任何時候的用水壓力，不會出現在用水高峰期熱水器不能正常使用的情況由變頻器實現泵的軟起動，使水泵實現由工頻到變頻的無沖擊切換，防止管網沖擊、避免管網壓力超限，管道破裂。

4、控制靈活:分段供水，定時供水，手動選擇工作方式。

5、自我保護功能完善:新型的小區變頻恒壓供水系統具備了過流、過壓、欠壓、欠相、短路保護、瞬時停電保護、過載、失速保護等。