專(zhuān)利名稱(chēng)：聯(lián)合供水系統(tǒng)恒壓供水和氣壓給水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變頻調(diào)速恒壓供水與氣壓給水聯(lián)合供水系統(tǒng)，特別是涉及ー種聯(lián)合供水系統(tǒng)恒壓供水和氣壓給水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法。
背景技術(shù)：
在二次供水領(lǐng)域，變頻調(diào)速恒壓供水方式普遍應(yīng)用于微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備及各種管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備中，但上述設(shè)備在小流量運(yùn)行時(shí)存在不節(jié)能的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，通常在供水系統(tǒng)中設(shè)置氣壓水罐及氣壓給水泵，組成變頻調(diào)速恒壓供水與氣壓給水聯(lián)合供水系統(tǒng)。該系統(tǒng)變頻調(diào)速恒壓供水與氣壓給水的切換時(shí)機(jī)，主要依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，對(duì)切換時(shí)機(jī)的選取缺少科學(xué)的方法，導(dǎo)致變頻調(diào)速供水主泵供給小流量水量，エ況點(diǎn)偏離高效區(qū)，變頻調(diào)速供水主泵機(jī)組效率大幅下降，造成大量的能量浪費(fèi)。此外，對(duì)于不同型號(hào)的變頻調(diào)速供水主泵來(lái)說(shuō)，水泵的運(yùn)行參數(shù)各不相同，水泵的啟停切換點(diǎn)應(yīng)是不同的。因此，只采用經(jīng)驗(yàn)的方法控制變頻調(diào)速供水主泵的啟停不能帶來(lái)明顯的節(jié)能降耗效果，也不適于推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種聯(lián)合供水系統(tǒng)恒壓供水和氣壓給水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法，采用該方法能夠降低供水系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，提高能源的利用效率。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是一種聯(lián)合供水系統(tǒng)恒壓供水和氣壓給水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法，該聯(lián)合供水系統(tǒng)包括恒壓供水部分和氣壓給水部分，所述恒壓供水部分包括最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵和最先啟動(dòng)的一臺(tái)供水主泵，所述氣壓給水部分包括氣壓給水泵，該確定方法包括恒壓供水轉(zhuǎn)入氣壓給水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法和氣壓給水轉(zhuǎn)入恒壓供水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法；所述恒壓供水轉(zhuǎn)入氣壓給水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法繪制所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵的水泵裝置特性曲線圖，在該圖中標(biāo)出所述供水系統(tǒng)的恒壓線，做所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)高效區(qū)左端點(diǎn)處的相似エ況拋物線，該拋物線與所述供水系統(tǒng)的恒壓線交于一點(diǎn)，該點(diǎn)即為所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵的停泵點(diǎn)，所對(duì)應(yīng)的流量即為所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵的停泵流量；所述聯(lián)合供水系統(tǒng)在恒壓供水模式下，當(dāng)所述聯(lián)合供水系統(tǒng)的供水量達(dá)到停泵流量吋，關(guān)閉最后一臺(tái)供水主泵，轉(zhuǎn)入氣壓給水模式；所述氣壓給水轉(zhuǎn)入恒壓供水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法在所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵的水泵裝置特性曲線圖中，做所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵停泵流量的恒流量線，該恒流量線與管路特性曲線交于一點(diǎn)，該點(diǎn)即為所述最先啟動(dòng)的一臺(tái)供水主泵的啟泵點(diǎn)，所對(duì)應(yīng)的壓カ值即為所述最先啟動(dòng)的一臺(tái)供水主泵的啟泵壓カ值，所述聯(lián)合供水系統(tǒng)在氣壓給水模式下，當(dāng)所述聯(lián)合供水系統(tǒng)的供水壓カ達(dá)到供水主泵啟泵點(diǎn)的壓カ值時(shí)，啟動(dòng)一臺(tái)供水主泵，轉(zhuǎn)入恒壓供水模式。在所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵的水泵裝置特性曲線圖中繪制所述氣壓給水泵的水泵特性曲線，所述最先啟動(dòng)的一臺(tái)供水主泵的啟泵點(diǎn)位于所述氣壓給水泵的水泵特性曲線高效區(qū)的下部。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是利用葉片式水泵的相似理論和恒壓給水理論，科學(xué)地確定了最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主栗的聞效區(qū)范圍，在保證正常給水的如提下，本著確保供水主泵在高效區(qū)內(nèi)運(yùn)行的原則，確定最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵的停泵流量和最先啟動(dòng)的一臺(tái)供水主泵的啟泵壓力，保證聯(lián)合供水系統(tǒng)的供水主泵始終在高效區(qū)范圍內(nèi)運(yùn)行，不僅可以降低聯(lián)合供水系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，提高能源的利用效率，還可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性，達(dá)到節(jié)能的目 的。并且通過(guò)選用水泵特性曲線高效區(qū)下半部分過(guò)啟泵點(diǎn)的氣壓給水泵，能夠進(jìn)一歩縮小聯(lián)合供水系統(tǒng)的規(guī)模，降低建設(shè)成本。


圖I為ー種聯(lián)合供水系統(tǒng)模型不意圖；圖2為確定圖I所示聯(lián)合供水系統(tǒng)供水主泵停、啟泵參數(shù)的曲線圖。
具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一歩了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如下請(qǐng)參閱圖1，在本實(shí)施例中，供水系統(tǒng)選用三臺(tái)型號(hào)相同的離心泵，并配有變頻調(diào)速器組成變頻調(diào)速恒壓供水部分，其中一臺(tái)離心泵9為備用泵，另外兩臺(tái)離心泵8、10為供水主泵，供水系統(tǒng)配備有氣壓給水泵7和氣壓水罐6組成的氣壓給水部分，是ー種變頻調(diào)速恒壓供水與氣壓給水聯(lián)合供水系統(tǒng)。請(qǐng)參閱圖2，上述變頻調(diào)速恒壓給水部分的工作過(guò)程當(dāng)系統(tǒng)的用水量達(dá)到設(shè)計(jì)流量Qs (兩臺(tái)供水主泵并聯(lián)后的特性曲線4與管路特性曲線5的交點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量)時(shí)，
系統(tǒng)中兩臺(tái)供水主泵8、10在額定轉(zhuǎn)數(shù)下同時(shí)工作；當(dāng)系統(tǒng)的用水量下降至·^時(shí)，關(guān)閉供水
主泵8，另一臺(tái)供水主泵10在額定轉(zhuǎn)數(shù)下工作；當(dāng)系統(tǒng)的用水量進(jìn)ー步下降至小于% 吋，
2
僅保持供水主泵10工作并通過(guò)變頻調(diào)速器在恒定壓力Hs下調(diào)速運(yùn)行；當(dāng)系統(tǒng)的用水量繼續(xù)下降至停泵流量時(shí)，關(guān)閉供水主泵10，變頻恒壓給水工作方式結(jié)束，改用氣壓給水工作方式。恒壓供水轉(zhuǎn)入氣壓給水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法繪制供水主泵10的水泵裝置特性曲線圖，畫(huà)出供水主泵10在額定轉(zhuǎn)速nQ下的Q-H曲線1，并標(biāo)出高效區(qū)的左右兩個(gè)端點(diǎn)a、b，由點(diǎn)a (Qa，Ha)，計(jì)算相似エ況拋物線的曲
H
率Κι值，繪制出相似エ況拋物線Ka ;由點(diǎn)b (Qb, Hb),計(jì)算ち值，繪制出相似
エ況拋物線Kb ;依據(jù)供水系統(tǒng)的恒壓值Hs在該圖中畫(huà)出所述供水系統(tǒng)的恒壓線，與相似エ況拋物線Ka交于點(diǎn)c (Qc, Hc),過(guò)點(diǎn)c (Qc, H。)做調(diào)速后供水主泵10在轉(zhuǎn)速I(mǎi)i1時(shí)的水泵特性曲線2，H1為供水主泵10調(diào)速后的轉(zhuǎn)速，利用水泵相似定律，供水主泵10調(diào)速后的轉(zhuǎn)速 I = TT=*并滿足η/η。彡O. 70。曲線I、相似エ況拋物線Ka、曲線2及相似エ況
UaV H a
拋物線Kb共同劃定了供水主泵10運(yùn)行的高效區(qū)范圍。當(dāng)系統(tǒng)用水量下降至小于I時(shí)，供
水主泵10工作，并通過(guò)變頻調(diào)速器在恒定壓力Hs下調(diào)速運(yùn)行，調(diào)速后的水泵運(yùn)行エ況點(diǎn)在Hs的恒壓線上變化，并且エ況點(diǎn)隨用水量減小而向左移動(dòng)。當(dāng)系統(tǒng)用水量減小至Q。吋，エ況點(diǎn)移動(dòng)到供水主泵10高效區(qū)左邊界線(相似エ況拋物線Ka)上，即點(diǎn)c (Qc, H。)，所對(duì)應(yīng)的流量表示在恒壓供水條件下水泵運(yùn)行在高效區(qū)上所能提供的最小流量。若系統(tǒng)供水量繼續(xù)減小，恒壓供水エ況點(diǎn)落在供水主泵高效區(qū)界線(相似エ況拋物線Ka)左側(cè)，エ況點(diǎn)不在水泵運(yùn)行的高效區(qū)的范圍內(nèi)，水泵運(yùn)行能耗增加，大量的能量轉(zhuǎn)換為無(wú)功功率而浪費(fèi)。因此，當(dāng)供水主泵10運(yùn)行エ況點(diǎn)不在高效區(qū)的范圍內(nèi)吋，應(yīng)關(guān)閉供水主泵10，供水系統(tǒng)轉(zhuǎn)入氣壓給水方式，點(diǎn)c (Qc, Hc)即為最后關(guān)閉的一 臺(tái)供水主泵10的停泵點(diǎn)，所對(duì)應(yīng)的流量Q。即為最后關(guān)閉的供水主泵10的停泵流量。上述氣壓給水部分的工作過(guò)程利用氣壓罐6內(nèi)氣體的壓カ將水送至給水系統(tǒng)，罐內(nèi)壓カ隨之下降，當(dāng)達(dá)到氣壓給水的最低工作壓カ吋，由壓カ傳感器11將信號(hào)傳送到控制柜13，控制柜13控制氣壓給水泵7啟動(dòng)，氣壓給水泵7將水輸送至用水管網(wǎng)的同吋，多余的水進(jìn)入氣壓水罐6，若氣壓水罐6內(nèi)壓カ上升并最終達(dá)到最高工作壓カ時(shí)，停止氣壓給水泵7工作，重復(fù)氣壓給水過(guò)程；若氣壓水罐6中的壓カ沒(méi)有升高反而下降，則表明氣壓給水無(wú)法滿足管網(wǎng)所需水量和水壓的要求。需啟動(dòng)一臺(tái)供水主泵，轉(zhuǎn)入變頻恒壓供水工作方式。否則不能滿足管網(wǎng)系統(tǒng)所需的允許最低壓カ的要求。氣壓給水轉(zhuǎn)入恒壓供水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法在供水主泵10的水泵裝置特性曲線圖中，做供水主泵10停泵流量Q。的恒流量線，與管路特性曲線5交于點(diǎn)e(Qe，He)，Qe=Q。，扎表示系統(tǒng)用水量為Qe時(shí)，管網(wǎng)系統(tǒng)所需的允許最低壓力。當(dāng)氣壓給水泵7給水的壓カ繼續(xù)下降至扎吋，需啟動(dòng)一臺(tái)供水主泵，否則不能滿足管網(wǎng)系統(tǒng)所需的允許最低壓カ的要求，供水系統(tǒng)應(yīng)轉(zhuǎn)入變頻調(diào)速恒壓供水模式，點(diǎn)e (Qe，He)即為最先啟動(dòng)的一臺(tái)供水主泵8的啟泵點(diǎn)，所對(duì)應(yīng)的壓カH6即為最先啟動(dòng)的一臺(tái)供水主泵8的啟泵壓力。當(dāng)點(diǎn)e位于所述氣壓給水泵7的水泵特性曲線3高效區(qū)的下部時(shí)，在恒壓供水部分規(guī)模相同的情況下，聯(lián)合供水系統(tǒng)的規(guī)模最小，建設(shè)成本較為經(jīng)濟(jì)。上述供水系統(tǒng)的供水量由流量傳感器12感知獲得。盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式
，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗g和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種聯(lián)合供水系統(tǒng)恒壓供水和氣壓給水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法， 該聯(lián)合供水系統(tǒng)包括恒壓供水部分和氣壓給水部分，所述恒壓供水部分包括最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵和最先啟動(dòng)的一臺(tái)供水主泵，所述氣壓給水部分包括氣壓給水泵， 其特征在干， 該確定方法包括恒壓供水轉(zhuǎn)入氣壓給水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法和氣壓給水轉(zhuǎn)入恒壓供水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法； 所述恒壓供水轉(zhuǎn)入氣壓給水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法 繪制所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵的水泵裝置特性曲線圖，在該圖中標(biāo)出所述供水系統(tǒng)的恒壓線，做所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)高效區(qū)左端點(diǎn)處的相似エ況拋物線，該拋物線與所述供水系統(tǒng)的恒壓線交于一點(diǎn)，該點(diǎn)即為所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵的停泵點(diǎn)，所對(duì)應(yīng)的流量即為所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵的停泵流量；所述聯(lián)合供水系統(tǒng)在恒壓供水模式下，當(dāng)所述聯(lián)合供水系統(tǒng)的供水量達(dá)到停泵流量吋，關(guān)閉最后一臺(tái)供水主泵，轉(zhuǎn)入氣壓給水模式； 所述氣壓給水轉(zhuǎn)入恒壓供水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法 在所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵的水泵裝置特性曲線圖中，做所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵停泵流量的恒流量線，該恒流量線與管路特性曲線交于一點(diǎn)，該點(diǎn)即為所述最先啟動(dòng)的一臺(tái)供水主泵的啟泵點(diǎn)，所對(duì)應(yīng)的壓カ值即為所述最先啟動(dòng)的一臺(tái)供水主泵的啟泵壓カ值，所述聯(lián)合供水系統(tǒng)在氣壓給水模式下，當(dāng)所述聯(lián)合供水系統(tǒng)的供水壓カ達(dá)到供水主泵啟泵點(diǎn)的壓カ值時(shí)，啟動(dòng)一臺(tái)供水主泵，轉(zhuǎn)入恒壓供水模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聯(lián)合供水系統(tǒng)恒壓供水和氣壓給水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法，其特征在于，在所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵的水泵裝置特性曲線圖中繪制所述氣壓給水泵的水泵特性曲線，所述最先啟動(dòng)的一臺(tái)供水主泵的啟泵點(diǎn)位于所述氣壓給水泵的水泵特性曲線高效區(qū)的下部。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聯(lián)合供水系統(tǒng)恒壓供水和氣壓給水轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的確定方法，繪制所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵的水泵裝置特性曲線圖，在該圖中標(biāo)出所述供水系統(tǒng)的恒壓線，做所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵在額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)高效區(qū)左端點(diǎn)處的相似工況拋物線，該拋物線與所述供水系統(tǒng)的恒壓線交于一點(diǎn)，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的流量即為停泵流量；在所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵泵的水泵裝置特性曲線圖中，做所述最后關(guān)閉的一臺(tái)供水主泵停泵流量的恒流量線，該恒流量線與管路特性曲線交于一點(diǎn)，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的壓力值為啟泵壓力值。本發(fā)明能夠降低供水系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，提高能源的利用效率。
文檔編號(hào)E03B1/00GK102691334SQ20121016756
公開(kāi)日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者侯鈞, 劉洪海, 周冬冬, 李明, 李鴻敬, 沈優(yōu)越, 田宇 申請(qǐng)人:天津大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院