楼宇智能化的给排水系统.ppt

随着社会的发展，城市的高层建筑越来随着社会的发展，城市的高层建筑越来越多，由市政水管网所提供的水压一般越多，由市政水管网所提供的水压一般满足不了高层建筑给水的要求。高层建满足不了高层建筑给水的要求。高层建筑的供水系统一旦不能正常工作，必将筑的供水系统一旦不能正常工作，必将给人们的工作和生活带来麻烦，甚至造给人们的工作和生活带来麻烦，甚至造成巨大的损失。为此，设计一套安全、成巨大的损失。为此，设计一套安全、可靠、高质量的供水系统给高层建筑供可靠、高质量的供水系统给高层建筑供水，具有现实意义。水，具有现实意义。1.2恒压变频供水系统恒压变频供水系统 以前通常采用恒速泵直接供水、高位水箱供水和气压罐以前通常采用恒速泵直接供水、高位水箱供水和气压罐供水几种方式，这些方法供水压力稳定，但存在水质污供水几种方式，这些方法供水压力稳定，但存在水质污染、浪费严重，设备使用寿命不长，需派专人管理等弊染、浪费严重，设备使用寿命不长，需派专人管理等弊端，近年来在供水系统中引入了变频调速技术，较好地端，近年来在供水系统中引入了变频调速技术，较好地解决了以上的问题。采用变频调速恒压供水系统和传统解决了以上的问题。采用变频调速恒压供水系统和传统的恒速泵供水系统、高位水箱供水系统、气罐供水系统的恒速泵供水系统、高位水箱供水系统、气罐供水系统相比，其优点是：相比，其优点是： （1）水压稳定、维护方便、占地面积小、节约能源；）水压稳定、维护方便、占地面积小、节约能源； （2）起动平稳，起动电流可以限制在额定电流以内，从）起动平稳，起动电流可以限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；而避免了起动时对电网的冲击； （3）由于泵的平均转速降低了，从而可以延长泵和阀的）由于泵的平均转速降低了，从而可以延长泵和阀的使用寿命；使用寿命； （4）可以消除起动和停止时的水锤效应）可以消除起动和停止时的水锤效应 。 1.3变频恒压供水系统的参数选取变频恒压供水系统的参数选取 （1）合理选取压力控制参数，实现系统低能耗）合理选取压力控制参数，实现系统低能耗恒压供水。选择管网压力为控制参数，形成闭环恒压供水。选择管网压力为控制参数，形成闭环压力自控系统，使得水泵的转速与压力自控系统，使得水泵的转速与PID调节器设调节器设定压力相匹配，可以达到最大节能效果，而且实定压力相匹配，可以达到最大节能效果，而且实现了恒压供水的目的。现了恒压供水的目的。 （2）变频器在投入运行后的调试是保证系统达）变频器在投入运行后的调试是保证系统达到最佳运行状态的必要手段。变频器根据负载的到最佳运行状态的必要手段。变频器根据负载的转动惯量的大小，在启动和停止电动机时所需的转动惯量的大小，在启动和停止电动机时所需的时间不同，设定时间过长会导致变频器在调速运时间不同，设定时间过长会导致变频器在调速运行时使系统变得调节缓慢，反应迟滞，应变能力行时使系统变得调节缓慢，反应迟滞，应变能力差，系统易处在短期不稳定状态中。差，系统易处在短期不稳定状态中。1.4 采用可编程序控制器采用可编程序控制器 恒压供水控制系统的基本控制策略是：采恒压供水控制系统的基本控制策略是：采用电动机调速装置与可编程序控制器用电动机调速装置与可编程序控制器（PLC）构成控制系统，进行优化控制泵）构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。目的。 1.4.1 运行特征运行特征 以台水泵的恒压供水系统为例，系统在自以台水泵的恒压供水系统为例，系统在自动运行方式下，可编程序控制器控制变频动运行方式下，可编程序控制器控制变频器、软启动器、软启动1#泵，此时泵，此时1#泵进入变频运行泵进入变频运行状态，其转速逐渐升高，当供水量状态，其转速逐渐升高，当供水量Q 1/3Qmax时（时（Qmax为为4 台水泵全部工频运台水泵全部工频运行时的最大流量），可编程序控制器行时的最大流量），可编程序控制器CPU根据供水量的变化自动调节根据供水量的变化自动调节1#泵的运行转泵的运行转速，以保证所需的供水压力。速，以保证所需的供水压力。 1.4.2 系统方案系统方案 目前，住宅小区变频恒压供水系统设计方案主要目前，住宅小区变频恒压供水系统设计方案主要采用采用“一台变频器控制一台水泵一台变频器控制一台水泵”（即（即“一拖一拖一一”）的单泵控制系统和）的单泵控制系统和“一台变频器控制多台一台变频器控制多台水泵水泵”（即（即“一拖一拖N”）的多泵控制系统。随着经）的多泵控制系统。随着经济的发展，现在也有采用济的发展，现在也有采用“二拖三二拖三”、“二拖二拖四四”、“三拖五三拖五”的发展趋势。的发展趋势。“一拖一拖N”方案虽方案虽然节能但效果略差，但有投资节省，运行效率高然节能但效果略差，但有投资节省，运行效率高的优势；具有变频供水系统启动平稳，对电网冲的优势；具有变频供水系统启动平稳，对电网冲击小，降低水泵平均转速，消除击小，降低水泵平均转速，消除“水锤效应水锤效应”，延长水泵阀门、管道寿命，节约能源等优点，因延长水泵阀门、管道寿命，节约能源等优点，因此目前仍被普遍采用。此目前仍被普遍采用。1.4.3 “一拖一拖N”多泵系统的一般控多泵系统的一般控制要求制要求 多泵循环运行程序控制。以多泵循环运行程序控制。以“一拖三一拖三”为例：先由变频器为例：先由变频器启动启动1#水泵运行，若工作频率已达到变频器的上限值水泵运行，若工作频率已达到变频器的上限值50Hz而压力仍低于规定值时，将而压力仍低于规定值时，将1#水泵切换成工频运行，水泵切换成工频运行，此时变频器的输出频率迅速下降为此时变频器的输出频率迅速下降为0，然后启动，然后启动2#水泵，水泵，供水系统处于供水系统处于“1工工1变变”的动行状态；若变频器再次达到的动行状态；若变频器再次达到上限值上限值50Hz而压力低于规定值时，将而压力低于规定值时，将2#水泵也切换成工水泵也切换成工频运行，再由变频器去启动频运行，再由变频器去启动3#水泵，供水系统处于水泵，供水系统处于“2工工1变变”的运行状态。反之，若变频器工作频率已下降至下的运行状态。反之，若变频器工作频率已下降至下限值（一般设定为限值（一般设定为2535Hz）而压力仍高于规定值时，）而压力仍高于规定值时，令令1#水泵停机，供水系统又处于水泵停机，供水系统又处于“1工工1变变”的运行状态；的运行状态；若变频器工作频率又降至下限值而压力仍高于规定值时，若变频器工作频率又降至下限值而压力仍高于规定值时，令令2#水泵停机，系统恢复到一台水泵变频运行状态，如此水泵停机，系统恢复到一台水泵变频运行状态，如此循环。其他的循环。其他的“一拖一拖N”程序控制，以此类推。程序控制，以此类推。1.4.4 常用的常用的“一拖一拖N”多泵系统控多泵系统控制方式制方式 （1）变频器）变频器PLC。这种配置不仅可以灵活地实。这种配置不仅可以灵活地实现上述控制，而且可以实现更复杂的控制。缺点现上述控制，而且可以实现更复杂的控制。缺点是需要专业技术人员编制并现场调试是需要专业技术人员编制并现场调试PLC程序，程序，安装调试费工、费时，设备投资也较大。安装调试费工、费时，设备投资也较大。 （2）变频器专业供水控制器。最近，有的厂）变频器专业供水控制器。最近，有的厂家专门为变频恒压供水研制了能实现上述控制要家专门为变频恒压供水研制了能实现上述控制要求的专业供水控制器，操作简单，调试方便，功求的专业供水控制器，操作简单，调试方便，功能齐全，产品价格也与能齐全，产品价格也与“变频器变频器PLC”接近。接近。1.5 排污系统的监控和处理排污系统的监控和处理 对排水系统实现的监控功能有以下对排水系统实现的监控功能有以下2方面。方面。 （1）监测潜水泵运行状态、故障报警、手）监测潜水泵运行状态、故障报警、手/自动转换状态，并记录运行时间。自动转换状态，并记录运行时间。 （2）潜污泵启停控制。集水井超高液位报）潜污泵启停控制。集水井超高液位报警：高液位时，启动水泵；低液位时停止警：高液位时，启动水泵；低液位时停止水泵。水泵。