紫日变频器在恒压供水中的应用
采用变频调速技术的恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平经历了一次飞跃。恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，从而保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中得到了很大的发展。
随着城市建设的不断发展，出现越来越多的高层建筑、次高层建筑。我们知道，大楼启用最基本的条件就是要有供水系统。自来水厂通过城市输、配水管道供水，水压一般在2kg/cm2左右，夜间可达2.5－2.7kg/cm2，所以六、七层以下的住宅楼，通过设置屋顶的高位水箱，夜间市政管网水压高时高位水箱进水，供四层以上住户正常用水是没有问题的。而目前城市除了建普通建筑以外，还要建次高层建筑和高层建筑。相比之下，次高层建筑（特别是住宅）和高层建筑高，经济效益大，更得到市场的青睐。而这类建筑的供水就涉及到供水难的问题。容积率
1.1常见几种供水方式
一般高层、次高层建筑供水采用以下几种方式：
(1) 水池－水泵－水塔（高位水箱）－用水点
(2) 水池－水泵（恒压变频）－管网系统－用水点
此方式也是集中供水。对于一、二层是商业群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前较多采用此种供水方案。一般设计有地下生活水池一座，集中恒压变频供水，不设屋顶水箱。最不利的用水点是顶层住宅。主水泵一般有三台，二用一备自动切换，辅助泵为一小流量泵，夜间用水量小时主泵自动切换到辅助泵，以维持系统压力基本不变。
变频器恒压供水系统
1.2经济和社会效益比较
第一种方式采用传统的水塔、高位水箱，或气压罐式增压设备，但它们都必须由水泵以高出实际用水高度的压力来“提升”水量，其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗。
第二种方式采用变频恒压供水是较为理想和先进的。首先恒压变频供水保证出水压力不变，根据用水量大小进行变频供水，既节约电能，又保证水泵软启动（对电网电压冲击不大），延长了水泵寿命。各台水泵自动轮换使用，即最先投入使用的水泵最早退出运行，这样，各台水泵寿命均等。而且，一旦水泵出现故障，该系统能自动跳过故障泵运行。还可减少屋顶水箱的二次污染和保证顶层的供水压力（用热水器压力也没问题）。
2变频恒压供水介绍
变频恒压供水系统示例
众所周知，水泵消耗功率与转速的三次方成正比。即P=Kn3：P为水泵消耗功率；n为水泵运行时的转速；K为比例系数。而水泵设计是按工频运行时设计的，但供水时除高峰外，大部分时间流量较小，由于控制系统采用了变频技术，因此可以使水泵运行的转速随流量的变化而变化，最终达到节能的目的。实践证明，使用变频设备可使水泵运行平均转速比工频转速降低20%，从而大大降低能耗，节能率可达20%-40%。
泵的组合方式一般采用最为常见的多泵并联的供水模式，这样不但提高供水系统运行调度的灵活性而且供水的可靠性也会进一步得到保障。我们的设计思维应该是在保证可靠供水的前提下再谈节能问题，所以水泵选择一定要设有备用泵，同时考虑到日后维修方便，尽量采用相同型号的水泵。在变频器的使用搭配上，采用变频、工频混合的配置方式应该是较为经济和实用。
该供水系统变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而使管网水压连续变化。传感器的任务是检测管网水压。压力设定单元为系统提供满足用户需要的水压期望值。压力设定信号和压力反馈信号在输入可编程控制器后，经可编程控制器内部PID控制程序的计算，输出给变频器一个转速控制信号。还有一种办法是将压力设定信号和压力反馈信号送入PID回路调节器，由PID回路调节器在调节器内部进行运算后，输入给变频器一个转速调节信号。当然，随着变频器技术的快速发展，后一种办法更经济、实用。
变频器作为恒压供水系统中的核心驱动元件，有着十分重要的作用，所以在选择变频器的时候，质量和性能就成为选择变频器非常重要的条件，目前市场上供水行业应用的主流变频器为欧美产品，紫日电气在工业领域有着悠久的历史，新研发的ZVF9V-P是风机水泵应用的最高端产品，下面结合ZVF9V-P变频器特点来介绍紫日变频器在恒压供水中的应用。
ZVF9V-P是针对工业变转矩而于2006年推出的一款高性能应用的变频器，功率范围从0.75kW直到400kW；主要应用于工业市场的风机、泵和商用建筑热力、通风、空调暖通（统称HVAC）的专门的风机泵类的高端应用产品。
3. ZVF9V-P的基本特点
(1) 产品开发用于全球市场，符合主要的标准和国际规范；
(2) 全中文图形面板，友好的人机界面；
(3) 操作调试简单，可以采用简单配置的“简单起动”功能，可很好的控制电机；
(4) 集成了大量的专用功能，以及不同的电机控制类型，ZVF9V-P主要应用在对节能要求较高的风机泵类负载上，因此ZVF9V-P专门具有节能方式，可以通过变频器的内部控制（根据负载调整励磁电流）来实现节能的效果；控制
(5) 多种宏配置：包括泵和风机、标准起/停、一般应用、PID调解、网络通讯等5种宏配置；
3.2ZVF9V-P在恒压供水领域的特殊功能
(2) 限制流量功能：
本功能实现流体的流量限幅，例如在泵的情况下，为实现需要将变频器的某一模拟输入设定为外部流量传感器，通过限制内部速度给定实现流量限制。如果本功能跟PID调节器一起使用，限制的将是PID调节器的输出；
(3) 检测过程欠负荷：
a. 在空泵或没有灌满水的情况下避免泵的运行；
b. 仅仅当稳态运行的情况下本功能才能有；
c. 检测水平,脱扣延时以及停车模式均可以编程设置。
(4) 针对流量的信息具有休眠唤醒功能：
本功能与PID调节器结合使用。变频器在低速运行持续一段可以编程设定的时间后停止调节。当误差或反馈值超过某编程设定的水平后调节重新启动；
(5) 监视能耗值功能：
本功能可以显示：瞬时输入功率inkW；累积输入能耗kWh；瞬时输出功率inkW；累积输出能耗inkWh。通过在图形终端上客户定制可以计算电能成本；
(6) 用传感器检测零流量：
(7) 可以配置专用于恒压供水的控制器：
3.3ZVF9V-P是一款出色的节能产品
针对风机泵类负载而设计的ZVF9V-P不仅具有传统的通过频率的调解实现节能的效果，还具有自动能量优化功能，在整个速度变化范围内，变频器可以根据负载的轻重，自动调节V/F曲线，从而优化磁通和激磁电流，达到最佳节能的目的。同时通过载波频率的自动调节也可以达到节能的效果。
从流体力学角度去考虑，可将风机、泵等流体机械看成平方转矩负载，其主轴转速n与流量Q，压力P以及轴功率W近似具有如下关系：
Q∝n；P∝n2；W∝n3；
即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，功率与转速的立方成正比，假设某水泵的额定转速为n0，阀门全开时管阻特性为R，压力为P，出口流量为Q，流量－转速－压力的关系曲线如下图：
例：某循环水系统，要求水量为100m3/h，系统管网阻力为32m，配用水泵型号为SBG100-160，特性为流量为100m3/h，扬程32m，效率79％，内功率为11kW；流量为60m3/h时扬程36m，效率70％，内功率为8.4kW，如果不用变频调节，将水量降低至60m3/h时必须通过减小阀门增大管网阻力才能做到，理论节电23.8％，若采用变频调速，只需将转速降低至60％即可，无须改变管网特性，理论耗电为11kW×0.63＝2376W，理论节电78.4％。
通过上例，我们不难发现，采用变频恒压供水，节能效果显著。
4变频恒压供水应用方案举例
4.1设计思路及元件选择
在变频泵系统中，设计时应按以下步骤进行：
(1) 管网系统设计，计算管网的阻力。
(3) 选择主循环泵：主循环泵的选择考虑两方面：
A：流量要求，应能提供管网的全部循环流量；
B：扬程要求，应满足热源到压差控制点间管网阻力。
(4) 分布泵的选择，主要考虑满足其所服务用户的阻力和流量。
4.2.1运行方式：该系统有手动和自动两种运行方式：
(2) 自动运行
合上自动开关后，1#泵电机通电，变频器输出频率从0Hz上升，同时PID调节器接收到自压力传感器的标准信号，经运算与给定压力参数进行比较，将调节参数送给变频器，如压力不够，则频率上升到50Hz，1#泵由变频切换为工频，启2#变频，变频器逐渐上升频率至给定值，加泵依次类推；如用水量减小，同时根据PID调节器给的调节参数使系统平稳运行。
同时5台泵运行，5#泵变频运行降到0Hz，此时水压仍处于上限值，则延时一段时间后使5#泵停止，变频器频率从0Hz迅速上升，若此后水压仍处于上限值，则延时一段时间后使4#泵停止。
若有电源瞬时停电的情况，则系统停机；待电源恢复正常后，系统自动恢复运行，然后按自动运行方式启动1#泵变频，直至在给定水压值上稳定运行。
变频自动功能是该系统最基本的功能，系统自动完成对多台泵软起动、停止、循环的全部操作过程。
4.2.2故障处理和维护
(1) 故障报警
当出现缺相、变频器故障、液位下限、超压、差压等情况时，系统皆能发出声响报警信号；特别是当出现缺相、变频器故障、液位下限、超压时，系统还会自动停机，并发出声响报警信号，通知维修人员前来维修。此外，变频器故障时，系统自动停机，此时可切换至手动方式保证系统不间断供水。
(2) 水泵维护
为维护和检修水泵，要求在系统正常供水状态下，在一段时间间隔内使某一台水泵停运，而此系统配有多泵卡，可检测并存储每台泵运行时间，起动时运行时间最短的泵先运行，做到各台泵的负荷率基本一致。
此系统的运行，有效地减少泵的频繁启停，同时在实际管网对水压波动做出反应之前，由变频器迅速调节，使水压平稳过渡，从而有效的避免了高楼用户短时间停水的情况发生。
以往的变频恒压供水系统在水压高时，通常是采用停变频泵，再将变频器以工频运行方式切换到正在以工频运行的泵上进行调节。这种切换的方式理论上要比直接切工频的方式先进，但其容易引起泵组的频繁启停，从而减少设备的使用寿命。而在该系统中，直接停工频泵，同时由变频器迅速调节，只要参数设置合适，即可实现泵组的无冲击切换，使水压过渡平稳，有效的防止了水压的大范围波动及水压太低时的短时缺水现象，提高了供水品质。
5注意事项
要使系统稳定的运行，ZVF9V-P变频器需要对某些参数进行调整。
5.1PID比例增益、积分增益、微分增益
此设置此是为了确保在运行过程中系统的稳定性，防止因泵的切换和反馈的压力值突变，引发系统剧烈震荡，使系统能平稳快速的响应外界压力的变化。各参数对系统的影响见下图。
5.2泵起动前延时(pumpdelayon)和停泵延时(pumpdelayoff)
此两个参数时间为必需，以避免瞬时压力波动的影响，从而防止颤动（泵的起动/停机）。
6结束语
新型变频恒压供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比，不论是设备的投资，运行的经济性，还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势，而且具有显著的节能效果。恒压供水调速系统的这些优越性，引起国内几乎所有供水设备厂家的高度重视，并不断投入开发、生产这一高新技术产品。
在短短的几年内，调速恒压供水系统经历了一个逐步完善的发展过程，早期的单泵调速恒压系统逐渐为多泵系统所代替。虽然单泵产品系统设计简易可靠，但由于单泵电机深度调速造成水泵、电机运行效率低，而多泵型产品投资更为节省，运行效率高，被实际证明是最优的系统设计，将很快发展成为主导产品。