CN204151856U - 一种居民供水节能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种居民供水节能系统，包括压力传感器、压力变送器、PLC、智能仪表、变频器和水泵；所述压力传感器安装在供水管道内，压力传感器电连接至压力变送器的输入端，压力变送器的输出端电连接PLC的模拟量输入模块；所述PLC的模拟量输出模块电连接至智能仪表的输入端，智能仪表的输出端电连接至变频器，变频器的输出端电连接至水泵；该居民供水节能系统，根据居民用水压力变化，自动调节水泵的运行频率，达到节能的目的。

Description

一种居民供水节能系统

技术领域

本实用新型涉及居民供水系统领域，具体是一种居民供水节能系统。

背景技术

现今居民生活供水多采用离心泵作为供水动力，水泵功率选择必须满足用水高峰时的需求，才能保证用水高峰时居民能够正常用水。在我国，尤其是像首都这样生活节奏快的大城市，居民生活用水有一定的时间规律：周一到周五期的非工作时间，如早、中、晚和睡前等时段，用水量会比工作时间和睡眠时间高出许多。水泵在正常运行时，一直处于工频频率，运行电流为额定电流且几乎不变，在用水量处于低谷时，水泵还是按照高峰时的功率运转，势必会造成能源的浪费和水泵寿命的减少。

目前水泵控制一般采用断路器、接触器和热继电器等元器件。断路器在水泵发生短路时提供保护，也可作为检修时作为隔离开关。接触器是控制水泵启动、停止的元器件，可通过按钮或其他主令元器件控制接触器的吸合。热继电器的功能是防止水泵过载，当水泵运行电流大于额定电流的1.05倍时，热继电器会动作，切断接触器的控制回路，从而切断水泵的电源。水泵的接触器吸合时，水泵会以工频频率运行，启动电流会上升到额定电流的5～7倍，对电网有一定的冲击。有的大功率水泵，在启动的时候，由于启动电流太大，不采用接触器直接启动的方式，而采用自耦降压、星-三角启动、软启动器等方式启动。无论采用以上什么启动方式，都是影响水泵启动时的电压、电流。一旦启动阶段完成，水泵进入正常运行状态，都会以工频频率运行，运行电流也不会有太大变化，更不会因为居民用水量的变化而改变工作状态。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种居民供水节能系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种居民供水节能系统，包括压力传感器、压力变送器、PLC、智能仪表、变频器和水泵；所述压力传感器安装在供水管道内，压力传感器电连接至压力变送器的输入端，压力变送器的输出端电连接PLC的模拟量输入模块；所述PLC的模拟量输出模块电连接至智能仪表的输入端，智能仪表的输出端电连接至变频器，变频器的输出端电连接至水泵。

作为本实用新型进一步的方案：所述智能仪表通过PID控制输出给变频器信号。

作为本实用新型再进一步的方案：所述智能仪表和变频器的数量均为多个，且与水泵的数量相同，三者一一对应。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1.该居民供水节能系统，能够根据居民用水压力的变化，自动调节水泵的运行频率，从而在供水需求不高的时候，降低水泵的运行效率和电流，达到节能的目的，在居民用水量上升的时候，还能提高水泵的运行效率，满足用水压力；2.该居民供水节能系统，通过调节水泵的运行频率，避免水泵一直处于满负荷运行状态，从而延长了水泵的使用寿命；3.该居民供水节能系统，使用变频器控制水泵，在水泵启动过程中降低启动电流，比其他启动方式更有效，同时变频器的保护功能更为强大，之前的热继电器只能针对水泵过载进行保护，变频器除了过载保护功能，还有缺相、零流速检测等多种检测保护功能。

附图说明

图1为居民供水节能系统的结构示意图。

图2为居民供水节能系统实际使用时变频器的时间-频率图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种居民供水节能系统，包括压力传感器、压力变送器、PLC、智能仪表、变频器和水泵；所述压力传感器安装在供水管道内，监测供水管道内的水压，压力传感器电连接至压力变送器的输入端，压力变送器的输出端电连接PLC的模拟量输入模块，压力变送器采集压力传感器的压力数据，并转换为电信号传送给PLC的模拟量输入模块，PLC对信号进行运算处理；所述PLC的模拟量输出模块电连接至智能仪表的输入端，智能仪表的输出端电连接至变频器，智能仪表通过PID控制输出给变频器信号，变频器的输出端电连接至水泵，智能仪表和变频器的数量均为多个，且与水泵的数量相同，三者一一对应，本实施例中以一台45KW的水泵和一台22KW的水泵为例，对居民供水节能系统使用效果进行检验，并不是对水泵数量及功率进行限定。

本实用新型的工作原理是：所述居民供水节能系统，压力变送器采集压力传感器的压力数据，并转换为电信号传送给PLC的模拟量输入模块，PLC对信号进行运算处理，并将处理结果通过模拟量输出模块传至智能仪表，智能仪表显示当前水管中的压力，通过PID设定目标压力值，并通过PID控制输出给变频器信号，当管道中压力低于目标压力时，智能仪表控制变频器输出频率上升，水泵转速提高，增大供水压力，当管道中压力高于目标压力时，智能仪表控制变频器输出频率下降，水泵转速降低，减小供水压力，管道中压力与目标压力差值越大时，变频器改变频率的幅度也越大，使管道压力在尽量短的时间内达到目标压力；

表1水泵的运行参数表

流量(％)	转速(％)	运行频率(Hz)	压力(扬程)(％)	功率(％)
					100	100	50	100	100
90	90	45	87	72.9
					80	80	40	64	51.2
70	70	35	49	34.3
					60	60	30	36	21.6
50	50	25	25	12.5

表1中提供了水泵的运行频率与功率的对照，图2以一台45KW的水泵和一台22KW的水泵为例，提供了居民供水节能系统实际应用效果，从图2中可以看出，两台变频器的输出频率在夜间时都下降10％左右，对照表1中的数据可以看出，当水泵的运行频率下降10％时，水泵的功率已降为原来的四分之三，从而达到节约能源的目的。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种居民供水节能系统，其特征在于：包括压力传感器、压力变送器、PLC、智能仪表、变频器和水泵；所述压力传感器安装在供水管道内，压力传感器电连接至压力变送器的输入端，压力变送器的输出端电连接PLC的模拟量输入模块；所述PLC的模拟量输出模块电连接至智能仪表的输入端，智能仪表的输出端电连接至变频器，变频器的输出端电连接至水泵。

2.根据权利要求1所述的居民供水节能系统，其特征在于：所述智能仪表通过PID控制输出给变频器信号。

3.根据权利要求1所述的居民供水节能系统，其特征在于：所述智能仪表和变频器的数量均为多个，且与水泵的数量相同，三者一一对应。