恒压变频供水设备的构成

一、 核心动力单元（供水加压核心）

1. 变频水泵机组
   • 主泵：数量通常为 2~6 台（1 用 1 备、2 用 1 备等组合），多为卧式离心泵或立式多级离心泵，材质根据水质选择铸铁、不锈钢（304/316），满足不同流量、扬程需求。
   • 变频电机：与水泵直连，通过变频器调节供电频率，改变电机转速（5~50Hz 可调），进而调整水泵出水量，实现压力恒定。
   • 工作逻辑：低用水量时单泵变频运行；用水量增加时，变频器提升转速至额定频率后，自动切换为工频运行，同时启动另一台泵变频补水。
2. 备用泵
   • 与主泵规格一致，当主泵故障或流量不足时自动投入运行，保障供水连续性；部分系统配备小流量稳压泵，解决夜间低流量工况下主泵频繁启停的问题。

二、 智能控制单元（系统大脑）

1. 变频器
   • 核心控制部件，接收压力传感器信号，对比设定压力值，自动调节输出频率。主流品牌有西门子、ABB、施耐德等，具备过流、过压、欠压、过载保护功能。
   • 内置 PID（比例积分微分）调节算法，可快速响应压力波动，调节精度 ±0.01MPa。
2. PLC 控制柜
   • 可编程逻辑控制器，预设供水逻辑（如启停顺序、轮换周期、故障切换），实现水泵全自动运行。
   • 集成触摸屏人机界面（HMI）：实时显示供水压力、流量、水泵运行状态、故障代码，支持手动 / 自动模式切换、参数设定（如目标压力、变频范围）。
3. 压力传感器（变送器）
   • 安装在供水主管路，实时采集管网压力数据，将模拟信号（4~20mA）传输给变频器和 PLC，是闭环控制的关键反馈元件。
   • 精度等级≥0.5 级，量程匹配系统额定压力（如 0~1.6MPa）。
4. 电气元件
   • 包含断路器、接触器、热继电器、中间继电器等，负责电路通断、过载保护、电机启停控制，保障电气系统安全稳定。

三、 辅助稳压单元（稳定压力、消除波动）

1. 气压罐（稳压罐）
   • 立式碳钢罐，内部充入氮气（或空气），分为气囊式和隔膜式两种，利用气体可压缩性储存水和缓冲压力。
   • 作用：① 低流量时吸收管网压力波动，避免水泵频繁启停；② 停电或泵组故障时，释放罐内储存水，提供应急供水（持续时间 5~30 分钟，取决于罐容积）。
   • 规格匹配：容积根据系统流量、压力选择，常用 100L、200L、500L、1000L 等。
2. 真空抑制器
   • 安装在设备进水口，防止管网负压产生（避免市政供水管网 “抢水” 现象），保护水源侧管路安全。

四、 管路与保护单元（连接与安全保障）

1. 管路系统
   • 进水管 / 出水管：连接水源（市政管网、水箱）和用户管网，材质为镀锌钢管或不锈钢管，配备蝶阀 / 球阀用于检修隔离。
   • 止回阀：安装在水泵出水口，防止水倒流，避免水泵停机时水锤冲击。
   • 闸阀 / 蝶阀：用于水泵、气压罐的检修切断，方便单台设备维护。
   • 压力表 / 流量计：安装在主管路，实时监测系统压力、流量，便于人工巡检。
2. 保护装置
   • 缺水保护：通过液位传感器监测进水水箱水位，缺水时自动停机，防止水泵空转烧毁。
   • 水锤消除器：缓解水泵启停或阀门切换时的水锤冲击，保护管路和设备。
   • 泄压阀：当管网压力超过设定值时自动泄压，避免超压损坏管路。
   • 防冻伴热带：针对北方寒冷地区，包裹在管路外侧，防止冬季结冰堵塞。
3. 底座与框架
   • 钢结构焊接而成，将水泵、控制柜、气压罐等集成一体，便于整体安装、运输和维护，分为固定式和移动式两种。

补充： 常见系统组合形式