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目前的小區(qū)和樓宇供水系統(tǒng)普遍采用基于變頻調(diào)速技術(shù)的恒壓供水系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的恒速供水系統(tǒng)相比取得了可觀的節(jié)能效果。但由于供水系統(tǒng)的泵出口壓力恒定，不能依據(jù)用戶需求做相應(yīng)調(diào)節(jié)，因此從泵理論和水動(dòng)力學(xué)來(lái)分析(Analyse)它并沒有把變頻調(diào)速的節(jié)能潛力充分發(fā)揮出來(lái)。 本文針對(duì)小區(qū)供水系統(tǒng)節(jié)能這一課題，提出了一種基于ARM的小區(qū)供水嵌入式智能(intelligence)控制系統(tǒng)，它能實(shí)時(shí)跟蹤用戶需求，因而能較充分發(fā)揮變頻調(diào)速的節(jié)能潛力，與常規(guī)恒壓供水系統(tǒng)相比能更大限度的節(jié)能。 1 ARM處理器的性能特性簡(jiǎn)介 LPC2000系列CPU都是基于16/32位ARM7TDMI-S，并支持實(shí)時(shí)仿真和跟蹤的CPU，對(duì)于代碼（code）規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用場(chǎng)合可使用16位Thumb模式將代碼規(guī)模降低（reduce)超過30%，而性能的損失（loss)卻很小。它們特別適用于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)(system)、通信網(wǎng)關(guān)、協(xié)議(protocol)轉(zhuǎn)換器以及其它各種類型的應(yīng)用。LPC2129具有以下特點(diǎn)： �、� 16KB片內(nèi)SRAM，256KB片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器； �、� 片內(nèi)Boot裝載程序?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)(system)編程（ISP）和在應(yīng)用編程（IAP），F(xiàn)lash編程1ms可編程256字節(jié)，扇區(qū)擦除或整片擦處只需400ms； �、� 多個(gè)串行接口，包括兩個(gè)UART，一個(gè)I2C和兩個(gè)SPI接口，一個(gè)PWM單元（6路輸出）、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和看門狗定時(shí)器（The timer)，多達(dá)47個(gè)可承受5V電壓的通用I/O口； �、� 通過(tōng guò)可編程的片內(nèi)鎖相環(huán)可實(shí)現(xiàn)最大為60MHz的CPU工作頻率范圍，片內(nèi)晶振的操作頻率范圍1-30MHz； �、� 空閑和掉電兩種低功耗模式，通過外部中斷處理器從掉電模式中喚醒，外設(shè)功能可單獨(dú)使能/禁止，實(shí)現(xiàn)功耗最小化。二次供水設(shè)備通常人們所稱的二次供水設(shè)備，是指單位或個(gè)人將城市公共供水或自建設(shè)施供水經(jīng)儲(chǔ)存、加壓，通過管道再供用戶或自用的形式，因此，二次供水設(shè)備是目前高層供水的惟一選擇方式。 恒壓供水設(shè)備簡(jiǎn)介 恒壓供水設(shè)備，在內(nèi)部增加了一臺(tái)附屬小泵功能，在用水量不超過小泵出水量時(shí)有附屬小泵供水保壓，當(dāng)用水量超過小泵出水量時(shí)，通過壓力傳感器感知管內(nèi)流體壓力下降時(shí)，經(jīng)分析運(yùn)算后，微電腦控制器再根據(jù)運(yùn)算結(jié)果輸出信號(hào)給變頻器，由變頻器控制變頻主泵運(yùn)行并根據(jù)用水量調(diào)節(jié)水泵臺(tái)數(shù)，從而大幅度地節(jié)約電能和節(jié)水。 恒壓供水設(shè)備概述 恒壓供水設(shè)備由氣壓罐、水泵及電控系統(tǒng)(system)三部分組成，其突出優(yōu)點(diǎn)是，不需建造水塔，投資（意義：是未來(lái)收益的累積）小、占地少，布置靈活，建成投產(chǎn)快。采用水氣自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)、節(jié)能與自來(lái)水自動(dòng)并網(wǎng)，停電后仍可供水，調(diào)試后不需看管。廣泛(extensive)用于公司單位、住宅區(qū)及農(nóng)村的生產(chǎn)、生活、辦公供水。適用于供水戶在5000戶以內(nèi)，日供水量在3000m3以內(nèi)場(chǎng)所，供水高度達(dá)100米以上。 恒壓供水設(shè)備(shèbèi)工作原理 恒壓供水設(shè)備采用氣壓式供水。利用密封罐體，利用罐內(nèi)高壓氣水壓力達(dá)到供水目的。具體工作順序是由水泵將水通過逆止閥壓入罐體，使罐內(nèi)氣體受到壓縮，壓力逐漸增大。當(dāng)壓力達(dá)到指定上限時(shí)電接點(diǎn)壓力表通過控制（control)柜使泵機(jī)自動(dòng)停止。設(shè)備中的水壓高于外界管網(wǎng)壓力，自動(dòng)送水至供水管網(wǎng)。當(dāng)罐體內(nèi)水位下降，罐內(nèi)氣體膨漲壓力減小到指定的下限位置時(shí)，電接點(diǎn)壓力表通過控制柜使水泵重新啟動(dòng)。如此反復(fù)，使設(shè)備不停供水。當(dāng)罐內(nèi)氣體不足時(shí)，補(bǔ)氣閥可自動(dòng)補(bǔ)氣。 恒壓供水設(shè)備工作條件 1、輸送介質(zhì)：冷熱清潔、非易燃易爆并不含固體顆粒或纖維的液體。 2、液體溫度：常溫型 -15 ℃至 +70 ℃ 熱水型 +70 ℃ 至 +120℃ 3、周圍環(huán)境：無(wú)水滴、蒸汽，無(wú)漂浮性塵埃及金屬微粒場(chǎng)所。無(wú)日光照射，高溫及嚴(yán)重落塵場(chǎng)所。無(wú)腐蝕、易 燃性氣體及液體場(chǎng)所。無(wú)震動(dòng)、保養(yǎng)檢查容易之場(chǎng)所。 4、環(huán)境溫度：最高 +45℃且通風(fēng)良好。 恒壓供水設(shè)備產(chǎn)品特點(diǎn) 1、節(jié)電23－55%； 2、對(duì)多臺(tái)泵組均能可靠的實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)交替運(yùn)行，大大延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命； 3、具體缺相，欠壓，過壓，過流，過載，短路，過熱，失速等各種自動(dòng)保護(hù)功能； 4、節(jié)省投資，減少占地，安裝，使用，檢修方便； 5、采用數(shù)字PID調(diào)節(jié)，恒壓精度高，水壓波動(dòng)�。� 6、可實(shí)現(xiàn)恒壓變量和變壓變量等多種工況的要求。二次供水設(shè)備通常人們所稱的二次供水設(shè)備，是指單位或個(gè)人將城市公共供水或自建設(shè)施供水經(jīng)儲(chǔ)存、加壓，通過管道再供用戶或自用的形式，因此，二次供水設(shè)備是目前高層供水的惟一選擇方式。 恒壓供水設(shè)備應(yīng)用范圍 恒壓供水設(shè)備可應(yīng)用與任何自來(lái)水呀不足的情況，比如： 新建、擴(kuò)建和改造的住宅樓、住宅小區(qū)、辦公樓。賓館、飯館等。學(xué)校、部隊(duì)、機(jī)關(guān)、集體宿舍等用水比較密集場(chǎng)合。工廠、加壓泵站、開發(fā)區(qū)等大流量(單位:立方米每秒)幾種供水。 恒壓供水設(shè)備模式(pattern) （一）穩(wěn)流補(bǔ)償器和真空抑制器控制模式 當(dāng)市政管網(wǎng)供水不足或用戶用水量大于市政管網(wǎng)供給能力時(shí)，真空抑制器打開，空氣進(jìn)入穩(wěn)流補(bǔ)償器中，使原本封閉的補(bǔ)償器變?yōu)閿嗔魉洌种曝?fù)壓產(chǎn)生，另在穩(wěn)流補(bǔ)償器中設(shè)置液位控制，當(dāng)?shù)陀诘臀粫r(shí)，水泵停止工作。無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備設(shè)備直接連接在市政來(lái)水管網(wǎng)上，不需要修儲(chǔ)水池，充分利用了市政來(lái)水管網(wǎng)的壓力，設(shè)備具有高效節(jié)能、環(huán)保無(wú)二次污染、自動(dòng)化程度高、易維修等特性，逐步成為現(xiàn)代建筑的理性的供水方式。 （二）自控限流模式 當(dāng)市政管網(wǎng)供水不足或用戶用水量大于市政管網(wǎng)供給能力時(shí)，通過壓力傳感信號(hào)的反饋（fǎn kuì），采取限制變頻器，使水泵（water pump）不超量取水，而當(dāng)市政管網(wǎng)供水滿足要求時(shí)，系統(tǒng)(system)恢復(fù)正常。 （三）壓力控制點(diǎn)方式 當(dāng)市政管網(wǎng)供水不足或用戶用水量大于市政管網(wǎng)供給能力時(shí)，直起變流量恒壓供水泵，待供水滿足要求后，系統(tǒng)(system)恢復(fù)正常。盡管無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備公司這幾年發(fā)展很快，但它在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)環(huán)節(jié)等方面還是存在以下不足： 首先，它的應(yīng)用具有一定的限制（limit）性。由于它缺少二次儲(chǔ)水裝置，市政供水一旦有故障，整個(gè)設(shè)備停止運(yùn)行而處于停水狀態(tài)，因此對(duì)于那些不能間斷供水的特殊用戶，它并不適用。 其次，由于它是一種新型的設(shè)備，技術(shù)環(huán)節(jié)還有待于進(jìn)一步成熟，應(yīng)用條件也有待于市政供水條件的變化而不斷完善。 我國(guó)采用的給水增壓系統(tǒng)大致經(jīng)歷了四個(gè)階段： 第一階段是采用“儲(chǔ)水池+水泵+高位水箱”的方法，市政來(lái)水進(jìn)入儲(chǔ)水池，然后由水泵加壓后送至高位水箱，由高位水箱向用戶供水，蓄水池起到高峰用水時(shí)調(diào)節(jié)作用； 第二階段是采用“儲(chǔ)水池+水泵+壓力罐”的方法，市政來(lái)水進(jìn)入儲(chǔ)水池，然后由水泵加壓后送至壓力罐，由壓力罐向用戶供水，蓄水池起到高峰用水時(shí)調(diào)節(jié)作用； 第三階段采用“儲(chǔ)水池+恒壓變頻供水系統(tǒng)(system)”的方法，設(shè)定了系統(tǒng)的供水壓（特指：壓強(qiáng)）力后，在控制的作用下，水泵的轉(zhuǎn)速和投入運(yùn)行的水泵數(shù)量隨供水量的變化而改變，輸出壓力的恒定，一定程度上節(jié)省了電耗。 第四階段管網(wǎng)疊壓（無(wú)負(fù)壓）供水時(shí)代，設(shè)備直接連接在市政來(lái)水管網(wǎng)上，不需要修儲(chǔ)水池，充分利用了市政來(lái)水管網(wǎng)的壓力，設(shè)備具有高效節(jié)能、環(huán)保無(wú)二次污染、自動(dòng)化程度高、易維修等特性，逐步成為現(xiàn)代建筑的理性的供水方式。 恒壓供水設(shè)備(shèbèi)是由無(wú)負(fù)壓置壓裝置和恒壓無(wú)聲管中泵組成的供水設(shè)備。恒壓供水設(shè)備將系統(tǒng)設(shè)備串接在市政自來(lái)水管網(wǎng)壓力不足的地方，設(shè)備通過(tōng guò)傳感器(transducer)檢測(cè)出口壓力，將檢測(cè)值和設(shè)定值進(jìn)行比較，運(yùn)算出在市政自來(lái)水管網(wǎng)的原有壓力基礎(chǔ)上需要增加的壓力，確定電機(jī)及水泵投入臺(tái)套數(shù)和變頻器輸出頻率以符合用水曲線實(shí)現(xiàn)恒壓。 恒壓供水設(shè)備最大限度地利用了市政自來(lái)水管網(wǎng)的原有壓力，對(duì)市政管網(wǎng)不構(gòu)成負(fù)壓，且可設(shè)置市政自來(lái)水管網(wǎng)許可吸水壓力，是供水領(lǐng)域新一代節(jié)能型產(chǎn)品。 |
