論城市供水中變頻恒壓供水系統的應用

摘要：社會經濟的快速發展推動了我國工業建設的不斷進步，而工業建設水平的全面提升使人們對于生活質量的要求標準越來越高。因此，城市供水系統也必須針對社會發展以及人們盛會水平的提升來進行適當的調整與改善，以滿足社會生產與人們日常生活的要求。因此，基于城市供水的問題，本文將主要圍繞城市供水系統中變頻恒壓供水系統的應用問題進行簡單探討。

關鍵詞：城市供水；變頻恒壓供水；供水系統

西昌市位于安寧河中段的邛海之濱、安寧河畔。安寧河兩岸群山起伏，呈南北向帶狀分布，東有帽兒山、螺髻山，西有牦牛山、磨盤山，隔河對峙。境內絕大部分地域處于海拔1500米以上，以高原中山為主，約占80%，其余20%為斷陷河谷平原或山間盆地，形成“八分山地二分壩，壩內八分土地二分水”的地貌形態。全市地勢呈北高南低，由北向南傾斜，地勢以高原中山為主。境內嶺谷高差十分懸殊，最高點在西昌、普格、德昌三市縣交匯處的螺髻山，主峰海拔4359米；最低點在雅礱江深切河谷的蕎地鄉桐子林，海拔1160米。

西昌市的氣候季節性差異很大，冬半年受熱帶大陸性氣團控制而晴暖干燥，夏半年受赤道海洋性氣團的影響，雨量充沛，這兩種不同氣團的更替，在西昌的地理條件下形成西昌的氣候特點是冬暖夏涼，氣溫年變化小，日照充足，溫差小，干、濕季分明。全年盛行偏南風，大風較多。

西昌市主導風向以南風、南偏西風為主，其次是北風和北偏西風，歷年平均風速1.3m/s，靜風頻率為40%。

由于西昌市的地理氣候特點，市內的高層建筑設計上都考慮了二次供水裝置，以解決城市高低和枯水期造成的供水不足現象，實施二次供水有很大的必要性。

目前，城市供水系統為實現恒壓供水，常采用的供水系統控制方案主要有三種，即邏輯電子電路控制供水方案、單片機電路控制供水方案和變頻器與控制器集成控制供水方案。作為城市供水系統常用系統方案中的一種，變頻恒壓供水系統的工作原理是怎樣的？其有何特點？該系統方案在城市供水系統中的應用有何重要意義？而在我國現有的城市供水系統中，變頻恒壓供水系統又有著怎樣的廣泛應用呢？以下主要從這幾個對城市供水系統中變頻恒壓供水系統的應用問題進行簡單介紹。

1 變頻恒壓供水系統工作原理及特點分析

（一）變頻恒壓供水系統工作原理

結合圖1中我國城市變頻恒壓供水系統的圖示來看，工作過程中，系統根據管道中壓力傳感器檢測到的水壓的變化情況，通過DP3-SVAB把水壓變化信息轉化成為標準的4—20mA的連續性的電流信號，通過電流信號對變頻器進行控制，調整其運行的頻率，進而實現對水泵轉速的自動調整與控制，實現恒壓供水的基本功能。

（二）變頻恒壓供水系統特點分析

結合以上對城市變頻恒壓供水系統工作原理的介紹來看，由于系統是結合城市實際用水狀況對水泵的開動臺數進行選擇，通過對水泵轉速的調整使其始終保持在一種高效運行的狀態。因此，變頻恒壓供水系統具備節水、節電和運行可靠的基本特點。

1．節水

變頻恒壓供水系統是根據城市實際的用水情況來進行管網壓力的設定，對水泵的出水量進行自動的控制和調整，這有效避免了城市供水中水資源的跑。漏問題。

2．節電

從本質上來看，變頻恒壓供水系統是一種經過優化的節能系統，其能夠根據供水需求來調節水泵的開關臺數，使水泵可以實現最大限度的節能化運行，有效控制供水系統對電力資源的消耗，實現節電的效果。

3．運行可靠

變頻恒壓供水系統通過變頻器來實現對水泵的軟啟動，使水泵能夠完成由工頻向變頻的無沖擊性切換，避免了城市供水管網的沖擊、管網壓力超限以及管道破裂等問題的發生，維持了城市供水系統整體運行的穩定性與可靠性。

2 城市供水系統中變頻恒壓供水系統的應用價值

結合目前變頻恒壓供水系統在我國城市供水中的應用來看，作為一種具備節水、節電和運行可靠等特點的供水系統，變頻恒壓供水系統的應用價值相對突出，概括來看可歸納為三點：

1．能夠提升城市供水的整體質量

在我國大部分城市中，不管是工廠還是小區，其用水量的多少始終處于動態性的變化當中國，因此城市供水中供水不足與供水過剩的問題時有發生。這種用水與供水的不平衡集中體現在供水壓力方面：用水多、供水少，供水壓力則低；用水少、供水多，供水的壓力則大。而變頻恒壓供水系統的應用則可以維持城市供水壓力的相對恒定，使城市供水與用水之間保持一種平衡的狀態，使城市供水的整體質量得到有效提升。

2．具備較突出的社會和經濟意義

對城市中某些特殊的用戶或者是部分工業產業而言，城市供水系統的恒壓狀態是相對重要的。舉例來看，對于某些特殊的生產項目，若生產過程中出現供水不足的問題，則會對產品質量形成一定影響，使產品報廢，嚴重的情況下還有可能造成設備的損壞。

3．可以提高城市供水系統的運行效率

在現代電力技術不斷發展完善的條件下，變頻恒壓供水系統也處于不斷完善和優化的發展狀態，系統的啟動更平穩；系統啟動電流可始終維持在額定電流的范圍內，避免系統啟動時對整個電網的不良沖擊；系統啟動與停機過程中存在的水錘效應也可以被消除；同時水泵轉速的降低還能夠延長其使用壽命。

3 城市供水系統中變頻恒壓供水系統的應用

基于變頻恒壓供水系統的應用特點和應用價值，目前我國城市供水中對該系統的應用相對廣泛。具體來看，普通循環的軟啟動變頻供水系統、全流量的高效變頻供水系統、生活消防合用的變頻供水系統、消防變頻恒壓供水系統以及帶有小流量的循環軟啟動的變頻供水系統等，這些變頻恒壓供水系統在我國城市供水系統中都有著較為普遍的應用。

（一）普通循環的軟啟動變頻供水系統

這種變頻恒壓供水系統是目前城市供水中應用最廣泛的系統類型，其適用于城市供水的直供模式，同時也可被用于水箱供水體系當中。該系統主要由循環軟啟動變頻柜、水泵機組、遠傳壓力表、水箱及管路等系統構成，其中變頻柜的組成較為復雜，其包括變頻調速器、電壓表、電流表、微機供水控制器和接觸器等低壓的電器部件。但普通循環的軟啟動變頻供水系統只適用于規模較小的住宅小區或者是工業生產。

（二）全流量的高效變頻供水系統

若城市供水中小區用水量相對較大，如果單配小流量的主泵和小流量泵機組，則有可能因主泵與小流量泵之間較大的流量差而造成水泵整體運行效率的不足，形成電能的浪費。另外，如果水流量接近或者是高于小泵的流量的時候，則會因頻繁的換泵操作而造成經濟性的損失。因此在這種情況下，一般應用全流量的高效變頻供水系統，增設中流量水泵，以便于實現水泵的階梯式選擇，滿足不同流量的運行需求。

（三）生活消防合用的變頻供水系統

生活消防合用的變頻供水系統，顧名思義就是將消防、生活、生產放入一個體系中進行供水。但根據我國現代建筑設計及防火規范的相關要求來看，多層建筑當中，消防的給水與生產生活合用給水管道；而高層的建筑則應當將消防給水和生活、生產給水系統進行獨立的設置。因此，在選用生活消防合用的變頻供水系統的時候，需要對消防和生活兩方面的因素進行全面考慮，主泵流量以兩者的最大需求來進行選擇。

（四）消防變頻恒壓供水系統

消防變頻恒壓供水系統主要應用于使用自動消火栓和自動噴水滅火的多層建筑。該系統應用的過程中，應注意利用主泵的變頻來進行穩壓，一般情況下不需要額外增加穩壓的水泵。系統運行的過程中，消防主泵能夠周期性的輪換工作，實現自動換泵、穩壓運行，同時還能夠完成穩壓供水、自動巡檢和智能消防的功能。

（五）帶有小流量的循環軟啟動的變頻供水系統

當供水管網中水流量相對較小甚至是處于零流量的時候，整個供水系統的用水量并不是很大，此時水泵的工作效率是相對較低的，為避免因此而造成電能資源的浪費，所以我們針對城市夜間供水管網流量較小的特點，采用變頻主泵與工頻輔泵的結合、變頻主泵與工頻輔泵以及氣壓罐相結合、變頻主泵與氣壓罐相結合或者是變頻主泵與變頻輔泵相結合這四種方式，來對城市供水進行調節。

4 結論

可以說，隨著我國社會經濟的發展、現代生產的不斷進步以及人們生活水平的逐步提升，變頻恒壓供水系統在我國城市供水中的應用將更為廣泛。而隨著各種城市供水需求以及城市供水狀況的出現，變頻恒壓供水系統也將在技術水平允許的條件下不斷完善，為城市供水的安全性、穩定性、高效性和經濟性發展提供良好的保障。

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