建筑设备自动化系统工程给排水自动化原理课件.ppt

1、1建筑设备自动化系统工程第3章 给排水自动化原理 第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 2第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 3 3.1.1 给水排水系统的分类和基本给水方式给水排水系统的分类和基本给水方式 3.2 3.2 建筑给水系统自动控制建筑给水系统自动控制 3.3 3.3 排水系统控制排水系统控制 本章小结本章小结 本章作业本章作业第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 33.1 给水排水系统的分类和基本给水方式给水排水系统的分类和基本给水方式 生活给水监控系统主要是对给水系统的工作状态和参数生活给水监控系统主要是对给水系统的工作状态和参数进行监测与

2、控制，保证系统的运行参数能够满足建筑的供水进行监测与控制，保证系统的运行参数能够满足建筑的供水要求和供水系统的安全。要求和供水系统的安全。3.1.1 3.1.1 给排水系统的分类给排水系统的分类 3.1.2 3.1.2 水泵的控制方式水泵的控制方式第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 43.1.1 3.1.1 给排水系统的分类给排水系统的分类第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 53.1.2 水泵的控制方式1.1.水泵电动机的启停控制水泵电动机的启停控制 2.2.水泵的调节方式水泵的调节方式3.3.恒压供水系统的闭环控制恒压供水系统的闭环控制民用建筑电气设计规范民用建筑

3、电气设计规范，交流电动机起动交流电动机起动时，其配电母线上的电压应符合下列要求时，其配电母线上的电压应符合下列要求：电动机频繁启动时，不宜低于额定电压的电动机频繁启动时，不宜低于额定电压的9090；电动机不频繁；电动机不频繁启动时，不宜低于额定电压的启动时，不宜低于额定电压的8585；当电动机不与照明或其他对电压波动敏感的负荷合用变压器，当电动机不与照明或其他对电压波动敏感的负荷合用变压器，且不频繁启动时，不应低于额定电压的且不频繁启动时，不应低于额定电压的8080；当电动机由单独的变压器供电时，其允许值应按机械要求的启当电动机由单独的变压器供电时，其允许值应按机械要求的启动转矩确定。动转矩确

4、定。对于低压电动机，除满足上述规定外，还应保证接触器线圈的对于低压电动机，除满足上述规定外，还应保证接触器线圈的电压不低于释放电压。电压不低于释放电压。鼠笼电动机全压启动时，配电母线的电压应符合上面的规定；鼠笼电动机全压启动时，配电母线的电压应符合上面的规定；当不符合全压启动条件时，笼型电动机应降压启动。当不符合全压启动条件时，笼型电动机应降压启动。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 61.1.水泵电机的启停控制水泵电机的启停控制 （1）全压起动 容量在及以下的电动机可全压起动。（2）减压起动 采用软起动、星-三角换接或自耦变压器减压的较多。（3）变频起动（4）其他起动方式 采用

5、化整为零的起动方式第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 72.水泵的调节方式第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 8流量的阀门控制方法和转速控制方法第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 9n0n1R1R2ABQ1Q2Q m/s0H1H2HD图图 3 3-3 3 管管 网网 及及 水水 泵泵 的的 运运 行行 特特 性性 曲曲 线线R3/恒压供水系统的闭环控制 在供水系统中，供水管网中的水压能够充分反在供水系统中，供水管网中的水压能够充分反映供水能力与用水需求之间的关系：映供水能力与用水需求之间的关系：供水流量用水流量供水流量用水流量 供水管网压力上升；供水管

6、网压力上升；供水流量用水流量供水流量用水流量 供水管网压力下降；供水管网压力下降；供水流量用水流量供水流量用水流量 供水管网压力不变。供水管网压力不变。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 103.2 建筑给水系统自动控制建筑给水系统自动控制3.2.1 3.2.1 建筑给水方式建筑给水方式1.1.利用市政管网压力的给水方式利用市政管网压力的给水方式 （1 1）直接给水方式）直接给水方式 （2 2）单设水箱的给水方式）单设水箱的给水方式2.2.水泵直接给水方式水泵直接给水方式3.3.设贮水池和水泵的给水方式设贮水池和水泵的给水方式4.4.水泵和水箱的给水方式水泵和水箱的给水方式5.5

7、.水泵和气压水罐联合给水方式水泵和气压水罐联合给水方式第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 11第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 12 1.1.依靠外网压力给水方式依靠外网压力给水方式 （1 1）直接给水方式）直接给水方式 系统简单，能充分利用外网压力；缺点：室内系统简单，能充分利用外网压力；缺点：室内没有贮备水量，外网一旦停水，内部立即断水。没有贮备水量，外网一旦停水，内部立即断水。（2 2）单设水箱的给水方式）单设水箱的给水方式 适用于室外管网水压周期性变化大，短时间不适用于室外管网水压周期性变化大，短时间不能保证建筑物上层用水要求的情况。能保证建筑物上层用水要

8、求的情况。2.水泵直接给水方式水泵直接给水方式（1 1）恒速泵给水恒速泵给水 当建筑内用水量大且较均匀时，当建筑内用水量大且较均匀时，可用恒速水泵供水，多用于生产给水。可用恒速水泵供水，多用于生产给水。（2 2）变频泵给水变频泵给水 当建筑内用水量大并且不均匀时，当建筑内用水量大并且不均匀时，宜采用变频泵给水，可采用变频器拖动一台或多宜采用变频泵给水，可采用变频器拖动一台或多 台水泵变速运行供水，以提高水泵的工作效率。台水泵变速运行供水，以提高水泵的工作效率。（3 3）无负压变频给水无负压变频给水 无负压供水装置直接串接市政无负压供水装置直接串接市政 供水管网，充分利用室外管网压力，节省电能供

9、水管网，充分利用室外管网压力，节省电能。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 13第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 14 3 3.设蓄水池和水泵的给水方式设蓄水池和水泵的给水方式 适用于外网的水量满足室内的要求，而适用于外网的水量满足室内的要求，而水压大部分时间不足的建筑。水压大部分时间不足的建筑。这种供水方式安全可靠，不设高位水箱，这种供水方式安全可靠，不设高位水箱，不增加不增加建筑结构建筑结构荷载。荷载。但是外网的水压没有充分被利用但是外网的水压没有充分被利用。4 4.水泵和水箱的联合给水方式水泵和水箱的联合给水方式 水泵自贮水池抽水加压，利用高位水箱调水泵自贮

10、水池抽水加压，利用高位水箱调节流量，水泵的进水管也可直接与外网连接，节流量，水泵的进水管也可直接与外网连接，外网水压高时，由外网直接供水。适用于外网外网水压高时，由外网直接供水。适用于外网水压经常或间断不足，允许设置高位水箱的建水压经常或间断不足，允许设置高位水箱的建筑。筑。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 155 5.水泵和气压罐联合给水方式水泵和气压罐联合给水方式 气压水罐的作用相当于高位水箱，其位气压水罐的作用相当于高位水箱，其位置可根据需要设置在建筑物的高位或低位。置可根据需要设置在建筑物的高位或低位。气压给水适用于室外给水管网压力低于气压给水适用于室外给水管网压力低于

11、或经常不能满足建筑内给水管网所需水压，或经常不能满足建筑内给水管网所需水压，室内用水不均匀，且不宜设置高位水箱的情室内用水不均匀，且不宜设置高位水箱的情况。况。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 16第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 17 6 6.分区供水的给水方式分区供水的给水方式卫生器具、给水配件承受的最大工作压卫生器具、给水配件承受的最大工作压0.6MPa0.6MPa。)各分区最低卫生器具配水点处静水压不宜大各分区最低卫生器具配水点处静水压不宜大 于于0.45MPa0.45MPa，特殊情况下不宜大于，特殊情况下不宜大于0.55MPa0.55MPa；)水压大于

12、水压大于0.35MPa0.35MPa的入户管的入户管(或配水横管或配水横管)，宜设减压或调压设施；宜设减压或调压设施；)各分区最不利配水点的水压，应满足用水水各分区最不利配水点的水压，应满足用水水 压要求。压要求。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 18竖向分区给水的基本形式 第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 193.2.2 生活用水高位水箱给水系统监控生活用水高位水箱给水系统监控 水池水箱水泵第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 20 通常生活用水与消防用水分设彼此独立通常生活用水与消防用水分设彼此独立的高位水箱。的高位水箱。如果消防用水和生活用水共

13、用一个水箱如果消防用水和生活用水共用一个水箱时，时，可将生活用水的出水管安装在距高位水可将生活用水的出水管安装在距高位水箱底部一定高度的位置，将消防用水出水管箱底部一定高度的位置，将消防用水出水管安装在水箱底部。安装在水箱底部。保证高位水箱在通常用水条件下的水位保证高位水箱在通常用水条件下的水位不会低于消防设计要求。不会低于消防设计要求。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 211.系统组成系统组成供供 水水 管管 道道高高 位位 水水 箱箱水水 泵泵地地 下下 水水 池池供供 水水 部部 分分水水 位位 检检 测测和和 控控 制制 部部 分分电电 气气 控控 制制部部 分分供供

14、水水 用用 户户杠杠 杆杆 式式 浮浮 球球 阀阀溢溢 流流 报报 警警水水 位位 传传 感感 器器D DD DC C 或或 P PL LC C继继 电电 器器 组组图图 3 3.2 2-1 1 高高 位位 水水 箱箱 给给 水水 控控 制制 系系 统统 组组 成成高高位位水水箱箱给给水水控控制制系系统统 第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 222控制原理控制原理 停停泵泵水水位位起起泵泵水水位位城城市市供供水水管管网网FS水水泵泵水水流流开开关关状状态态D DI ID D D D C C水水泵泵水水箱箱供供水水溢溢出出水水位位低低限限水水位位4 42 2FS2 23 3.2 2

15、-2 2 高高位位水水箱箱给给水水系系统统监监控控原原理理水水泵泵启启停停控控制制水水泵泵工工作作状状态态D DO O电电控控箱箱H HL LM ML LO OL LL LL LH HL LM ML LO OL LL LL L1 10 02 2第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 23第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 24控制原理控制原理在高位水箱中，设置四个液位开关：溢流水位溢流水位 停泵水位停泵水位 低限报警水位低限报警水位 启泵水位启泵水位 DDCDDC根据液位开关送入信号来控制生活泵的启停根据液位开关送入信号来控制生活泵的启停 正常位水应在启泵水位和停泵水位

16、之间；正常位水应在启泵水位和停泵水位之间；当到溢流报警水位或低于启泵水位时，控制当到溢流报警水位或低于启泵水位时，控制器发出报警信号。器发出报警信号。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 25 （1 1）在由多台水泵组成的系统中，多台水泵互为备用。）在由多台水泵组成的系统中，多台水泵互为备用。（2 2）当一台水泵损坏时，备用水泵能投入使用，以保）当一台水泵损坏时，备用水泵能投入使用，以保证系统正常工作。证系统正常工作。（3 3）为了延长各水泵的使用寿命，通常要求水泵累计）为了延长各水泵的使用寿命，通常要求水泵累计运行时间数尽可能均衡。运行时间数尽可能均衡。每次启动水泵时，应优先启每

17、次启动水泵时，应优先启动累计运行时间数最少的水泵，控制系统应有自动记动累计运行时间数最少的水泵，控制系统应有自动记录设备运行时间的功能。录设备运行时间的功能。（4 4）控制中心能实现对现场设备的远程控制，监控系）控制中心能实现对现场设备的远程控制，监控系统能够在控制中心实现对现场设备的远程开关控制。统能够在控制中心实现对现场设备的远程开关控制。多泵运行的控制策略多泵运行的控制策略第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 26 3.3.系统运行状态系统运行状态与参数监控点位及常用传感器与参数监控点位及常用传感器 给水泵运行状态给水泵运行状态：取自给水泵配电柜接触器辅助触点。：取自给水泵配

18、电柜接触器辅助触点。给水泵故障报警：给水泵故障报警：取自给水泵配电柜热继电器触点。取自给水泵配电柜热继电器触点。给水泵手给水泵手/自动转换状态：自动转换状态：取自给水泵配电柜转换开关，可选。取自给水泵配电柜转换开关，可选。给水泵启停控制：给水泵启停控制：从从DDCDDC的的DODO输出到给水泵配电箱接触器控制输出到给水泵配电箱接触器控制 回路。回路。水流开关状态水流开关状态：水流开关状态输出点。：水流开关状态输出点。水池水位监测：水池水位监测：取水池水位开关输出点，一般选用液位开关，取水池水位开关输出点，一般选用液位开关，溢流报警水位、启泵水位、停泵水位、低限报警水位。溢流报警水位、启泵水位、

19、停泵水位、低限报警水位。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 27高位水箱给水控制系统监控点表配置表高位水箱给水控制系统监控点表配置表监控点描述监控点描述AIAIAOAODIDIDODO接口及功能接口及功能系统启动系统启动/停止停止2 2启动系统进入工作状态启动系统进入工作状态水箱水位监测水箱水位监测4 4溢流、启泵、停泵、低限水位开关溢流、启泵、停泵、低限水位开关水泵运行状态水泵运行状态2 2 取自水泵配电柜接触器辅助触点取自水泵配电柜接触器辅助触点水流开关水流开关2 2取自水泵供水主管道水流开关取自水泵供水主管道水流开关水泵故障状态水泵故障状态1 1 取自配电柜水泵主电路热继电

20、器触点取自配电柜水泵主电路热继电器触点手自动转换状态手自动转换状态1 1 取自水泵配电柜手自动转换开关取自水泵配电柜手自动转换开关水泵启停控制水泵启停控制 2 2控制器输出接口控制交流继电器主触点控制器输出接口控制交流继电器主触点水位状态指示水位状态指示4 4溢流、启泵、停泵、低限水位指示溢流、启泵、停泵、低限水位指示系统运行状态指示系统运行状态指示6 6水泵工作状态、水流状态、故障报警指示水泵工作状态、水流状态、故障报警指示合计合计12121212第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 28控制器电路设计控制器电路设计 第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 29水泵电气

21、控制系统电路水泵电气控制系统电路 第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 303生活和消防水池的水位控制第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 31 3.2.3 气压给水方式监控气压给水方式监控 补气式气压给水补气式气压给水隔膜式气压给水隔膜式气压给水第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 321.1.空气压缩机补气式气压给水控制原理空气压缩机补气式气压给水控制原理 补气式气压给水设备气与水在气压水罐中直接补气式气压给水设备气与水在气压水罐中直接接触接触，设备运行过程中，部分气体溶于水中，随着，设备运行过程中，部分气体溶于水中，随着空气量的减少，罐内压力下降，不能

22、满足供水需要，空气量的减少，罐内压力下降，不能满足供水需要，为保证给水系统的设计工况，需设补气调压装置。为保证给水系统的设计工况，需设补气调压装置。水位达到下限时，补水泵再次启动，这样循环水位达到下限时，补水泵再次启动，这样循环多次，直到罐内压力、水位都达到所规定的位置时多次，直到罐内压力、水位都达到所规定的位置时补水泵停止，保证罐内随时保持额定工作压力和额补水泵停止，保证罐内随时保持额定工作压力和额定水位。也可采用定期泄空罐内存水方法进行补气。定水位。也可采用定期泄空罐内存水方法进行补气。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 33第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理

23、34监控点描述监控点描述AIAODIDO接口位置及功能接口位置及功能补气罐压力监测补气罐压力监测2电接点压力表的高低压力接点电接点压力表的高低压力接点补气罐水位监测补气罐水位监测3设置启泵、停泵、高位水位开关设置启泵、停泵、高位水位开关水泵运行状态水泵运行状态33取自水泵配电柜接触器辅助触点取自水泵配电柜接触器辅助触点水泵故障状态水泵故障状态31取自配电柜水泵主电路热继电器触点取自配电柜水泵主电路热继电器触点手自动转换状手自动转换状态态11取自水泵配电柜手自动转换开关，可选。取自水泵配电柜手自动转换开关，可选。水泵启停控制水泵启停控制3控制器输出接口控制交流继电器主触点控制器输出接口控制交流继

24、电器主触点空压机启停监控空压机启停监控21合计合计149第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 354.2.2.2 设补气罐补气式气压给水控制原理 补气罐充气过程补气罐充气过程 气压水罐补气过程气压水罐补气过程 补气过量排气过程补气过量排气过程 三个阶段三个阶段 图图4.9 设补气罐补气式气压给水控制原理设补气罐补气式气压给水控制原理第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 362.2.补气式气压给水的继电器逻辑控制补气式气压给水的继电器逻辑控制1234KA1KA1KA2KM13412SB1SB2KA1 KM1FR1KA3KA3LED1LED2NL1SA1L1N图图3-11

25、电电接接点点压压力力表表控控制制的的水水泵泵给给水水继继电电器器逻逻辑辑控控制制电电路路p1p2L1L2L3NMQF1FR1水水泵泵PEKM1电电接接点点压压力力表表手手动动自自动动KA2KA33第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 37第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 38第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 39第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 40 3.隔膜式气压给水控制原理 隔膜式气压罐、稳压泵、电控箱、仪表、隔膜式气压罐、稳压泵、电控箱、仪表、管道附件等组成。管道附件等组成。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 41

26、1.1.采用电接点压力表的气压罐给水控制电路采用电接点压力表的气压罐给水控制电路 第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 422.采用型或型压力表检测压力，由 DDC控制的气压罐给水控制电路n控制原理控制原理:通过水管式压力传感器检测给水管网输入口压力，通过水管式压力传感器检测给水管网输入口压力，DDCDDC控制器将测量压力值与设定值比较，根据比较偏差的大小控控制器将测量压力值与设定值比较，根据比较偏差的大小控制给水泵的启停，以保证供水压力在要求的范围内。制给水泵的启停，以保证供水压力在要求的范围内。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 433.2.4 水泵直接给水的变频

27、器恒压供水系统监控水泵直接给水的变频器恒压供水系统监控 水泵直接向终端用户提供一定水压水泵直接向终端用户提供一定水压的供水方式的供水方式 通常在给水泵前建有缓冲水池，避通常在给水泵前建有缓冲水池，避免水泵水量不均衡供水对城市管网的影免水泵水量不均衡供水对城市管网的影响。响。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 44DDC变变频频器器手手/自自动动电电控控箱箱变变送送器器用用户户管管网网水水池池泵泵组组压压力力检检测测图图3 3-1 13 3 水水泵泵直直接接给给水水系系统统的的监监控控原原理理框框图图第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 453.2.4 水泵直接给水的变

28、频器恒压供水系统监控水泵直接给水的变频器恒压供水系统监控 供水系统通常采用恒速泵加变频调速泵的供水系统通常采用恒速泵加变频调速泵的供水方式，即：建筑内用水量大且较均匀时，供水方式，即：建筑内用水量大且较均匀时，可用恒速水泵供水；建筑内用水不均匀时，宜可用恒速水泵供水；建筑内用水不均匀时，宜采用一台或多台水泵变速运行供水，以提高水采用一台或多台水泵变速运行供水，以提高水泵的工作效率。泵的工作效率。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 46变频调速恒压供水的两种水泵控制方式1.变频器与水泵一对一 的控制模式变变 频频 器器电电 源源FUQF图图 3.2-10 变变 频频 器器与与 水水

29、 泵泵 一一 对对 一一 控控 制制M2.一台变频器拖动多 台水泵的控制模式变变频频器器FU1QF1电电源源QF2MRF1CM1QF3MRF2CM2变变频频器器FU1QF1图图3.2-11 变变频频器器多多水水泵泵控控制制方方式式 M电电源源QF2MRF1CM1QF3MRF2CM2CM3CM4(a)(b)第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 47一台变频泵固定运行和多台工频泵交替运行的恒压供水系统控制第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 484.2.3 水泵直接给水系统监控水泵直接给水系统监控 2.2.设备、系统运行状态与参数监控点位及传感器设备、系统运行状态与参数监控

30、点位及传感器 生活给水供水压力测量生活给水供水压力测量 变速供水泵启停控制变速供水泵启停控制 DO DO 变速供水泵转速控制变速供水泵转速控制 AO AO 变速供水泵运行状态变速供水泵运行状态 DI DI 变速供水泵转速检测变速供水泵转速检测 AI AI 变速供水泵故障报警变速供水泵故障报警 DI DI 变速供水泵手变速供水泵手/自动状态自动状态 DI DI 恒速供水泵启停控制恒速供水泵启停控制 DO DO 恒速供水泵运行状态恒速供水泵运行状态 DI DI 恒速供水泵故障报警恒速供水泵故障报警 DI DI 恒速供水泵手恒速供水泵手/自动转换状态自动转换状态 DIDI 缓冲水池高低水位监测缓冲水

31、池高低水位监测 DI DI 水流开关状态水流开关状态 DI DI第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 49监控点描述监控点描述AIAODIDO接口位置及功能接口位置及功能备备注注生活水池水位监测生活水池水位监测4一般设置溢流、启泵、停泵、低限水位开一般设置溢流、启泵、停泵、低限水位开关关恒速水泵运行状态恒速水泵运行状态2取自水泵配电柜接触器辅助触点取自水泵配电柜接触器辅助触点恒速水泵故障状态恒速水泵故障状态2取自配电柜水泵主电路热继电器辅助触点取自配电柜水泵主电路热继电器辅助触点水泵手自动转换水泵手自动转换1取自水泵配电柜手自动转换开关，可选。取自水泵配电柜手自动转换开关，可选。水

32、泵启停控制水泵启停控制2控制器输出接口控制交流继电器主触点控制器输出接口控制交流继电器主触点调速水泵运行状态调速水泵运行状态1取自变频器输出端子取自变频器输出端子变速水泵故障状态变速水泵故障状态1取自变频器输出端子取自变频器输出端子变速水泵启停控制变速水泵启停控制2控制器输出端子控制器输出端子变速水泵调速控制变速水泵调速控制11变频器模拟量输出端子、变频器输入端子变频器模拟量输出端子、变频器输入端子供水管道压力检测供水管道压力检测 1取自安装在现场的压力传感器输出取自安装在现场的压力传感器输出合计合计21124第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 50图2.66 典型的变频器基本原

33、理接线图第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 51控制器电路设计控制器电路设计第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 52强电控制电路设计第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 533.2.6 多泵循环软启动恒压供水控制系统 1.系统的工作过程系统的工作过程1 1）系统开始工作时）系统开始工作时2 2）当用水量增加供水压力减小时）当用水量增加供水压力减小时3 3）当用水量继续增加，变频器输出频率达到或）当用水量继续增加，变频器输出频率达到或接近工频接近工频(5OHz)(5OHz)时时，水压仍低于设定值水压仍低于设定值。4 4）当用水量下降水压升高，变频器输出频率

34、降）当用水量下降水压升高，变频器输出频率降至起动频率至起动频率(25Hz(25Hz30Hz)30Hz)，水压仍高于设定值，水压仍高于设定值 5 5）当一台水泵变速运行，用水量接近于零。）当一台水泵变速运行，用水量接近于零。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 54注意：注意：在多泵循环软启动恒压供水系统的控制在多泵循环软启动恒压供水系统的控制过程中，系统的过程中，系统的加泵或减泵加泵或减泵的控制过程有所不的控制过程有所不同同。加泵过程加泵过程 采用变频器分别控制各水泵的启采用变频器分别控制各水泵的启 动和调速过程；动和调速过程；减泵过程减泵过程 采用固定正在变频运行的水泵调采用固定

35、正在变频运行的水泵调 速运行，直接停止正在工频运行的水泵速运行，直接停止正在工频运行的水泵第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 552.恒压供水系统的控制方式恒压供水系统的控制方式1基于基于PLC或或DDC的恒压供水控制的恒压供水控制第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 56第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 573.恒压供水系统的控制方式恒压供水系统的控制方式2 以变频器为以变频器为控制中心的恒压供水控制控制中心的恒压供水控制第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 583.2.8 生活与消防供水系统控制生活与消防供水系统控制 消防给水系统包括：

36、消防给水系统包括：消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。消火栓给水系统和自动喷水灭火系统。1.1.生活水箱与消防水箱共用水泵供水的控制生活水箱与消防水箱共用水泵供水的控制2.2.生活和消防共用水箱的给水系统生活和消防共用水箱的给水系统3.3.不设高位水箱的生活和消防共用给水系统不设高位水箱的生活和消防共用给水系统 第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 591.生活水箱与消防水箱生活水箱与消防水箱共用水泵供水的控制方式共用水泵供水的控制方式第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 60 屋顶生活水箱屋顶生活水箱与高位消防水箱分与高位消防水箱分开设置、共用水泵开设置、共用水泵的控制

37、的控制2.生活和消防共用水箱的给水系统生活和消防共用水箱的给水系统 设屋顶水箱的设屋顶水箱的生活和消防共用生活和消防共用给水系统，屋顶给水系统，屋顶水箱内储藏生活水箱内储藏生活用水和用水和10min10min消防消防用水用水(3m(3m3 3)，并分，并分别与生活、消火别与生活、消火栓管路相连。栓管路相连。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 61生生活活用用水水贮贮水水池池压压力力变变送送器器压压力力表表M M1 1M M2 2M M3 3D DI ID D D D C C4 43 3D DO O1 14 43 3H HL LM ML LO OL LL LL LA AI I4 4

38、6 6 A AO O2 2消消防防用用水水生生活活消消防防共共用用水水箱箱电电磁磁阀阀图图3-32 生生活活消消防防合合用用水水箱箱供供水水系系统统控控制制原原理理图图3.不设高位水箱的生活和消防共用给水系统控制不设高位水箱的生活和消防共用给水系统控制 利用同一套给水管网供生活和消防给水利用同一套给水管网供生活和消防给水系统使用，不设屋顶水箱，采用变频泵作为系统使用，不设屋顶水箱，采用变频泵作为生活给水泵，以保证最不利处给水的水流、生活给水泵，以保证最不利处给水的水流、水压。各泵平时轮流工作，由一组泵变频为水压。各泵平时轮流工作，由一组泵变频为生活管网供水，同时又为消防管网稳压。生活管网供水，

39、同时又为消防管网稳压。（1 1）双恒压变频供水系统工作原理）双恒压变频供水系统工作原理 （2 2）消防主泵变频供水系统控制）消防主泵变频供水系统控制 （3 3）消防主泵变频加气压罐供水系统）消防主泵变频加气压罐供水系统 第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 62第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 63p p水水池池图图3 3-3 33 3 消消防防恒恒压压给给水水系系统统变变频频泵泵止止 回回 阀阀控控制制器器消消 防防管管 网网4.生活、消防双恒压用变频供水系统生活、消防双恒压用变频供水系统 系统中配置系统中配置:1 1台变频器台变频器 5 5台变频泵台变频泵 隔膜

40、式气压罐隔膜式气压罐 系统具有两系统具有两个恒压设定值，个恒压设定值，分别是生活和消分别是生活和消防设定压力。防设定压力。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 64第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 65 生活供水与消防供水的合用优点：生活供水与消防供水的合用优点：(1)(1)生活消防泵组定时轮换运行，不会因消防泵长期不用或生活消防泵组定时轮换运行，不会因消防泵长期不用或 管理不善而使水泵锈死，机组时刻处在工作状态。管理不善而使水泵锈死，机组时刻处在工作状态。(2)(2)生活泵组和消防泵组合用，基本节省一套消防泵组，且生活泵组和消防泵组合用，基本节省一套消防泵组，且

41、便于设备管理和维护。便于设备管理和维护。(3)(3)设备自动化程度高，供水稳定可靠，且水质无二次污染。设备自动化程度高，供水稳定可靠，且水质无二次污染。(4)(4)水泵软启动、软停车，无冲击和超压危害。水泵软启动、软停车，无冲击和超压危害。系统可按循环软启动变频设备或带小流量泵的循环软启动系统可按循环软启动变频设备或带小流量泵的循环软启动变频供水设备选型，变频供水设备选型，主泵流量按生活、消防两者最大的来选择，主泵流量按生活、消防两者最大的来选择，并留有并留有1 1台备用泵，扬程一般按消防设计压力选择。台备用泵，扬程一般按消防设计压力选择。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 66

42、 应注意的有问题：应注意的有问题：(1)(1)应设消防接口，如有消防报警系统应设应设消防接口，如有消防报警系统应设24VDC24VDC无源无源启停接口。启停接口。(2)(2)应有消防时确保消防用水的技术措施，如在生活总应有消防时确保消防用水的技术措施，如在生活总管上安装电磁阀，管上安装电磁阀，消防时关闭生活用水消防时关闭生活用水。(3)(3)应设水位接口，消防低水位报警，并关闭生活用水应设水位接口，消防低水位报警，并关闭生活用水 (4)(4)应有应有双恒压功能双恒压功能，即平时低恒压生活供水，消防时，即平时低恒压生活供水，消防时自动转入高恒压消防供水。自动转入高恒压消防供水。(5)(5)消防时

43、应限制退泵操作，以防止压力不稳。消防时应限制退泵操作，以防止压力不稳。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 673.2.9 变频器在小流量恒压供水系统中的应用变频器在小流量恒压供水系统中的应用1.1.系统参数设计系统参数设计 设小区有住户设小区有住户700700，按人均，按人均150L/d150L/d用水量用水量计算，用水量每小时计算，用水量每小时505060m60m3 3，即，相对水，即，相对水泵的楼高泵的楼高50m50m，若，若0.1MPa0.1MPa可获得可获得10m10m扬程，则扬程，则水泵扬程为：水泵扬程为：(1.11.15)500.1(0.550.575)()PMPa第

44、第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 68（1 1）水泵有效功率：用水量取）水泵有效功率：用水量取60m60m3 3/h/h，换算为，换算为每秒流量：每秒流量：0.0167m0.0167m3 3/s/s。扬程取。扬程取57.5m57.5m（2 2）水泵效率：）水泵效率：取取0.60.60.70.7，小型泵取，小型泵取=0.6=0.6。（3 3）轴功率：）轴功率：（4 4）电机功率：）电机功率：10009.810.016757.59.41()10001000ugqHPKW9.41100%100%15.68()0.6uaPPK W15.68(1.11.2)(17.2518.8)()ePK

45、W第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 69n选用两台选用两台11KW11KW电机，作为主泵动力，能够电机，作为主泵动力，能够满足高峰期供水要求；满足高峰期供水要求；n选用两台选用两台3KW3KW电机作为小泵动力，满足用水电机作为小泵动力，满足用水低谷的供水。低谷的供水。（5 5）变频器功率：变频器功率与电机额定功）变频器功率：变频器功率与电机额定功率相同，即：变频器功率为：率相同，即：变频器功率为：11KW11KW。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 70n由于主泵、小泵功率差别不太大，采用一套由于主泵、小泵功率差别不太大，采用一套变频控制水泵软启动和调速，其中，设

46、计变频控制水泵软启动和调速，其中，设计1 1个个小泵为直接工频启动。小泵为直接工频启动。nM1M1和和M2M2为为11KW11KW电机，电机，M3M3和和M4M4为小流量泵的为小流量泵的3KW3KW电机，电机，M1M1、M2M2、M3M3为变频启动，为变频启动，M4M4为工频启为工频启动。动。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 713.2.10 无负压供水系统控制无负压供水系统控制n无负压给水方式是无负压给水方式是2020世纪世纪9O9O年代中期在我国二年代中期在我国二次供水继高位水箱、气压给水、变频调速给水次供水继高位水箱、气压给水、变频调速给水之后而兴起的一种新型的、节能省地

47、型的二次之后而兴起的一种新型的、节能省地型的二次供水方式。供水方式。n无负压供水是以市政管网为水源，充分利用了无负压供水是以市政管网为水源，充分利用了市政管网原有的压力，形成密闭的连续接力增市政管网原有的压力，形成密闭的连续接力增压供水方式，节能效果好，没有水质的二次污压供水方式，节能效果好，没有水质的二次污染，是变频恒压供水设备的发展与延伸染，是变频恒压供水设备的发展与延伸。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 721设备配置 n无负压供水取消了水池、水箱等，并能对无负压供水取消了水池、水箱等，并能对自来水管网或其他有压管网直接串接供水自来水管网或其他有压管网直接串接供水而不产生

48、负压影响。而不产生负压影响。n主要由主要由稳流补偿器、真空抑制器、水泵、稳流补偿器、真空抑制器、水泵、控制柜、控制仪表、控制柜、控制仪表、管道、阀门等组成。管道、阀门等组成。1.1.无负压供水系统组成无负压供水系统组成第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 73第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 74第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 752.2.无负压给水设备的工作原理无负压给水设备的工作原理 利用水泵与自来水管网的串接。当自来利用水泵与自来水管网的串接。当自来水管网压力满足要求时，设备通过阀门直接水管网压力满足要求时，设备通过阀门直接供水，当自来水管网

49、压力不足时，供水系统供水，当自来水管网压力不足时，供水系统利用压力传感器发出启泵信号，利用压力传感器发出启泵信号，水泵进入运水泵进入运行状态。行状态。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 76 当管网进水量大于设备出水量时，缓冲当管网进水量大于设备出水量时，缓冲水罐满水，水泵通过缓冲水罐从管网里吸水。水罐满水，水泵通过缓冲水罐从管网里吸水。当管网进水量小于设备出水量时，缓冲当管网进水量小于设备出水量时，缓冲水罐内的压力和水位开始下降。水罐内的压力和水位开始下降。当罐内压力低于大气压时，进排气阀当罐内压力低于大气压时，进排气阀打开进气，防止罐内产生负压。打开进气，防止罐内产生负压。当

50、缓冲水罐水位继续下降到设定的低水当缓冲水罐水位继续下降到设定的低水位时，水泵停止运行。位时，水泵停止运行。第第3 3章章 给排水自动化原理给排水自动化原理 77不同状况系统工作状态不同 自来水管网的水流量大于水泵流量自来水管网的水流量大于水泵流量 系统保持水系统保持水泵与自来水管网串接的正常供水；泵与自来水管网串接的正常供水；自来水管网水量不能满足水泵需要自来水管网水量不能满足水泵需要 当进入用水高当进入用水高峰期时，若自来水管网水量不能满足水泵需要时，峰期时，若自来水管网水量不能满足水泵需要时，可以用调节罐内的水来补偿，保持正常供水。在这可以用调节罐内的水来补偿，保持正常供水。在这种状况下，