Uma análise das vantagens e desvantagens do fornecimento de água de frequência variável e do fornecimento de água de pressão não negativa de poços profundos na área da fábrica e uma introdução ao princípio do fornecimento de água de frequência variável e pressão não negativa de pressão constante.
Resumo
Fábricas tradicionais e grandes volumes de abastecimento de água utilizam pressurização secundária, constroem torres de água e instalam reservatórios de água em andares altos para atender às necessidades de pressão de abastecimento de água em todos os setores da fábrica. No entanto, existem problemas de desperdício de energia e poluição secundária das fontes de água. Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, a aplicação do abastecimento de água de frequência variável pode economizar energia até certo ponto, mas a fonte de água ainda apresenta o problema da poluição secundária. O método de abastecimento de água com pressão não negativa pode solucionar os problemas acima e tem as funções de economia de energia, economia de água e ausência de poluição secundária.
Métodos comuns de abastecimento de água
- Abastecimento de água da torre de água –O método mais antigo de abastecimento de água em edifícios altos é o abastecimento por torres de água. A água de poços profundos é transportada para a torre de água por meio de uma bomba de água profunda e, finalmente, a água é fornecida pela diferença de pressão formada entre a torre e o edifício. Trata-se de um método de abastecimento de água por gravidade. A desvantagem é que a torre de água ocupa uma grande área, o custo de construção é alto e a poluição secundária é grave. À medida que os edifícios urbanos se tornam cada vez mais altos, a altura das torres de água não consegue mais atender às necessidades atuais e está fadada a ser eliminada.
- Abastecimento de água a partir de reservatório de água – O abastecimento de água de tanques e reservatórios consiste em transportar a água de poços profundos para reservatórios ou caixas d’água por meio de bombas d’água. O abastecimento de água de tanques d’água é dividido em duas etapas. A primeira etapa utiliza o método “poço + bomba d’água + reservatório ou caixa d’água”. A água é pressurizada no tanque de armazenamento e, em seguida, pressurizada por uma bomba de velocidade fixa antes de ser enviada ao usuário. O tanque de água desempenha um papel na regulação do consumo de água em picos altos e baixos. A segunda etapa adota o método “tanque de armazenamento + bomba d’água com regulação de velocidade de frequência variável”. Após o ajuste da pressão de abastecimento de água da bomba d’água, sob o controle do conversor de frequência, a velocidade da bomba d’água muda com a variação do volume de água. O resultado da redução da velocidade é a redução do consumo de energia. A redução da potência reduz o consumo de energia até certo ponto.
- Fornecimento de água sem pressão negativa – O fornecimento de água com pressão não negativa utiliza diretamente a pressão residual da bomba de águas profundas e sobrepõe diretamente o fornecimento de água com base na pressão da bomba de águas profundas. Quando a bomba de águas profundas é bombeada para a entrada de água da bomba d’água, a pressão residual pode ser sobreposta para utilizar a altura manométrica. A bomba d’água complementa apenas a parte insuficiente da pressão de água definida e da pressão residual, e o efeito de economia de energia é óbvio.
Conversão de Frequência de Fornecimento de água de Pressão Constante
- Princípio de funcionamento – O valor da pressão de abastecimento de água é definido previamente para a bomba d’água. O sensor de pressão detecta a pressão da rede de tubulação e envia o sinal de volta para o controlador ou microcomputador. Após análise e processamento, o sinal é transmitido ao conversor de frequência para controlar a operação da bomba d’água. Quando o consumo de água aumenta, a tensão e a frequência de saída aumentam, a velocidade da bomba d’água aumenta e a saída de água aumenta; quando o volume de água diminui, a velocidade da bomba d’água diminui, reduzindo a saída de água, de modo que a pressão da rede de tubulação mantenha o valor de pressão definido. Quando várias bombas d’água estão em funcionamento, cada bomba d’água é acionada suavemente, uma a uma, e a frequência variável é convertida para a frequência da rede elétrica até que a pressão e a vazão sejam satisfeitas, realizando assim o controle cíclico das bombas d’água. No entanto, ao operar com baixa vazão à noite, a bomba d’água de frequência variável pode ser usada para manter a operação, e a bomba de abastecimento de água de frequência variável pode ser desligada para manter a pressão.
- Composição do sistema de controle de abastecimento de água de frequência variável – O sistema de monitoramento automático inclui o monitoramento em tempo real do volume de água no reservatório e da pressão da água na rede de tubulação. Monitoramento da pressão da água da rede de tubulação: Instale um sensor de pressão na tubulação principal do sistema de abastecimento de água. O sensor de pressão converte os dados coletados em um sinal elétrico e o transmite ao conversor de frequência. O conversor de frequência altera a potência de saída por meio de operações lógicas correspondentes, ajustando assim a velocidade da bomba de conversão de frequência. Por fim, mantenha a pressão da água da bomba de frequência variável em equilíbrio com a pressão da água do usuário. Monitoramento do volume de água no reservatório: Instale um sensor de nível de flutuação no reservatório para monitorar o volume de água no reservatório. Quando o volume de água na piscina estiver muito baixo, o sistema de detecção retornará a situação atual para o sistema de controle, e o sistema de abastecimento de água implementará a proteção automática.
(1) Unidade de bomba de conversão de frequência – É composto por uma unidade de motor elétrico e múltiplas bombas d’água. Quando o consumo de água não varia muito, o sistema é operado por uma bomba d’água com conversor de frequência e regulagem de velocidade de acordo com a variação da quantidade. Quando o consumo de água aumenta, a pressão na tubulação diminui. Quando o volume de água é maior que a vazão de uma bomba, a primeira bomba alterna para a operação com frequência de potência e a segunda bomba inicia a operação com regulagem de velocidade de frequência variável. Quando o consumo de água é menor que a vazão das duas bombas, a operação de uma ou duas bombas pode ser interrompida automaticamente. Durante toda a operação, a pressão do sistema é mantida constante.
(2) Sistema de controle automático – A principal função é ajustar automaticamente a frequência do conversor de frequência de acordo com a pressão da rede de tubulação e o consumo de água da fábrica, ajustando assim a velocidade de operação da bomba d’água e, por fim, garantindo um fornecimento de água com pressão constante. Geralmente, inclui conversores de frequência, PLCs e equipamentos de controle eletrônico.
(3) Sistema de monitoramento de computador – É usado para exibir e controlar o status operacional de todos os sistemas. Os trabalhadores podem usar este sistema para compreender a operação de todo o sistema de abastecimento de água. O valor predefinido da pressão da água e o método de controle podem ser modificados de forma conveniente e rápida de acordo com o sistema, e o sistema de controle também pode ser iniciado e parado com flexibilidade.
Fornecimento de água sem Pressão Negativa
- Composição do sistema – O abastecimento de água com pressão não negativa consiste principalmente em tanque de fluxo constante com pressão não negativa, tanque de pressão (tanque de expansão tipo diafragma ou tipo air bag), gabinete de controle de pressão não negativa, bomba d’água, motor, eliminador de pressão negativa, filtro, dispositivo antirrefluxo, sensor, sistema elétrico. Consiste em manômetro de contato, componentes da tubulação, base, etc. O estabilizador de fluxo é um dispositivo conectado entre a rede de tubulação municipal e a bomba d’água. Sua principal função é eliminar a influência da pressão negativa e estabilizar e regular o fluxo de água.
- Tecnologia sem pressão negativa – O sistema de abastecimento de água sem pressão negativa utiliza tecnologia de conversão de frequência por microcomputador e tecnologia eficaz de processamento de pressão negativa para obter um abastecimento de água com pressão sobreposta. O equipamento coleta os sinais de grau de vácuo e nível de água no compensador de fluxo constante por meio de dispositivos de monitoramento no manômetro da rede de tubulação, supressor de vácuo e compensador de fluxo constante, fornece feedback em tempo real e controla os parâmetros especiais no supressor de vácuo e no compensador de fluxo constante por meio do microcomputador. O dispositivo opera para suprimir a geração de pressão negativa e garantir que o equipamento não afete a bomba de águas profundas.
O sistema não criará pressão negativa na bomba de águas profundas. Quando a pressão da água da bomba de águas profundas diminui ou até mesmo para, a unidade da bomba de água ainda pode funcionar até que a variação no tempo de entrada e saída de água no compensador de fluxo constante pareça negativa ou quando a pressão da água cair para o limite inferior definido pelo manômetro de contato elétrico. O equipamento pode ser controlado de forma simples para desligar e ligar automaticamente após a entrada de água. Durante uma queda de energia, a unidade da bomba de água para de funcionar. Ao receber uma chamada, a unidade liga automaticamente e retoma o fornecimento normal de água.
Vantagens e Desvantagens do Fornecimento de água de Frequência variável e Pressão constante e Fornecimento de água de Pressão não Negativa
Vantagens e desvantagens do abastecimento de água de frequência variável
- Vantagens – Comparado ao abastecimento de água por torres de água tradicionais, a construção básica é simples, exigindo apenas uma pequena câmara de água (várias bombas de água e um quadro de comando) e ocupando uma área reduzida. A confiabilidade do equipamento é alta, a vida útil é longa e ele pode atender às necessidades de edifícios altos. Há um reservatório de água para armazenar água, que pode suportar o abastecimento contínuo de água de curto prazo quando a rede de tubulação municipal estiver sem água.
- Desvantagens – A pressão da água da rede externa não pode ser utilizada, o consumo de energia hídrica é alto e a instalação, limpeza e manutenção são problemáticas. Como ainda é um abastecimento secundário de água, ainda há problemas de poluição da água. Em casos graves, podem surgir vermes vermelhos. Quando o equipamento estiver em funcionamento, haverá distúrbios como vibração da bomba d’água e ruídos altos.
Vantagens e desvantagens do abastecimento de água sem pressão negativa
- Vantagens – Aproveitar ao máximo a pressão da rede de tubulação municipal pode economizar bastante energia. O sistema opera de forma totalmente selada para evitar poluição secundária da água. Não há necessidade de construir um reservatório, economizando espaço e investimento. Existe um conjunto completo de equipamentos de pressão negativa no mercado que só precisa conectar as tubulações de entrada e saída. É simples de instalar e fácil de gerenciar e manter. Economize custos operacionais e mantenha a pressão constante. Em caso de queda de energia, o equipamento pode ser abastecido pela rede de tubulação municipal, e o prédio adjacente ainda pode receber abastecimento contínuo de água.
- Desvantagens – O abastecimento de água sem pressão negativa apresenta algumas desvantagens, pois não há reservatório de água. Assim que a rede de encanamento municipal for cortada, os usuários logo ficarão sem água.
Introdução ao Equipamento de Abastecimento de água de Frequência Variável e Pressão Constante:
O sistema de abastecimento de água com pressão constante e frequência variável refere-se a um método de abastecimento de água em que a pressão de saída permanece inalterada quando o consumo de água na rede de abastecimento de água varia. O valor da pressão de saída da rede de abastecimento de água é determinado com base nas necessidades do usuário. O método tradicional de abastecimento de água com pressão constante é obtido por meio do uso de torres de água, reservatórios de água de alta pressão, tanques de pressão e outras instalações.
- Princípio de funcionamento – De acordo com os requisitos do equipamento, primeiro defina o valor da pressão do fornecimento de água e, em seguida, ligue a operação. O sensor de pressão monitora a pressão da rede de tubulação e a converte em um sinal elétrico e a envia para o controlador programável ou controlador de microcomputador. Após análise e processamento, o sinal é transmitido ao conversor de frequência para controle. Quando a bomba d’água está funcionando, quando o consumo de água aumenta, sua tensão de saída e frequência aumentam, as revoluções da bomba aumentam e a saída de água aumenta. Quando o volume de água diminui, as revoluções da bomba d’água diminuem, reduzindo a saída de água, de modo que a pressão da rede de tubulação mantenha a pressão definida. valor, quando várias bombas estão funcionando, cada máquina é iniciada suavemente e a frequência variável é convertida em frequência industrial até que a pressão e a vazão sejam satisfeitas, realizando o controle cíclico da bomba d’água. Quando a pequena vazão está funcionando à noite, a bomba d’água de frequência variável pode ser usada para manter o trabalho. A bomba d’água de frequência variável pode ser desligada para manter a pressão.
- Composição do equipamento – O equipamento de abastecimento de água com pressão constante e frequência variável é composto principalmente por uma unidade de bomba d’água, um tanque de medição e estabilização de pressão, um sensor de pressão, um gabinete de controle de frequência variável, etc. Ele pode manter a pressão do manômetro (pressão da água da rede de tubulação do usuário) sempre igual ao valor definido pelo usuário. Pode ser usado para abastecimento de água doméstico ou de produção em geral..
O sistema de abastecimento de água é composto por
- O equipamento de abastecimento de água com conversor de frequência é conectado ao poço de águas profundas da fábrica para fornecer água com pressão constante. Quando a pressão do abastecimento de água atinge a demanda, todas as bombas de água param de funcionar automaticamente. Caso contrário, o equipamento de abastecimento de água com pressão constante começa a aumentar a pressão para atender às necessidades de água.
- Conecte uma bomba pequena ou tanque de pressão. Para eliminar completamente o consumo de energia de um abastecimento de água de baixa vazão ou fluxo zero, é possível adicionar uma bomba pequena auxiliar ou um tanque de pressão auxiliar. Quando a pressão do abastecimento de água estiver baixa, a bomba principal será desligada automaticamente para permitir que a bomba pequena ou o tanque de pressão funcionem.
Características
- Usando controlador programável, o programa é flexível e mutável, com alta precisão, alta confiabilidade, múltiplas funções e alta velocidade de resposta.
- Todos eles são equipados com uma bomba estabilizadora de tensão ou um tanque estabilizador de tensão. Quando o consumo de água atinge um determinado valor, a bomba principal pode parar de funcionar, reduzindo o desgaste mecânico do motor da bomba d’água e economizando energia.
- Todas as bombas de água são de partida suave para prolongar a vida útil do equipamento e eliminar o impacto da corrente de partida na rede elétrica.
- De acordo com a variação do consumo de água, a bomba d’água opera em uma conversão de frequência cíclica, iniciando e parando primeiro, para que a bomba d’água funcione de forma equilibrada. Quando uma bomba funciona por seis ou vinte e quatro horas, ela alterna automaticamente para a outra.
- A principal característica é o controle de tensão dupla constante, que pode ser usado como um conjunto comum de equipamentos para proteção contra incêndios domésticos, economizando investimento para os usuários. Além disso, um único equipamento pode ser usado para duas finalidades, o que melhora significativamente a eficiência de uso.
- Estrutura compacta, ocupa pouco espaço, instalação rápida, baixo investimento e operação estável. Sem poluição.
Âmbito de aplicação
- Água doméstica para moradores.
- Prédios altos, áreas residenciais, vilas.
- Produção e uso doméstico de água em empresas industriais e de mineração.
- Projetos de proteção contra incêndio, irrigação de jardins, hotéis, edifícios de escritórios e outras formas de transformação do abastecimento de água.
Introdução ao Princípio do Equipamento de Abastecimento de água com Pressão não Negativa
O equipamento de abastecimento de água com pressão não negativa é uma unidade de abastecimento de água pressurizada conectada diretamente à bomba de poço profundo na fábrica. Com base na pressão residual da bomba de poço profundo, o abastecimento de água é sobreposto em série para garantir que a pressão da rede de tubulação da fábrica não seja inferior à pressão de proteção definida (que pode ser 0 em relação à pressão). Quando a pressão é inferior a 0, é chamado de equipamento secundário de abastecimento de água pressurizada (pressão negativa). O núcleo do equipamento de abastecimento de água sobreposto à rede de tubulação (sem pressão negativa) é como evitar a geração de pressão negativa durante a operação do sistema secundário de abastecimento de água pressurizada, eliminar o impacto da operação da unidade na bomba de água profunda e alcançar a segurança sem afetar outros usos da água, fornecimento de água confiável, estável e contínuo. O equipamento de abastecimento de água com pressão não negativa também é chamado de equipamento de abastecimento de água sobreposto à rede de tubulação. Atualmente, existem principalmente equipamentos de abastecimento de água com pressão não negativa do tipo tanque e equipamentos de abastecimento de água com pressão não negativa do tipo caixa no mercado. A tubulação de entrada de água do equipamento de abastecimento de água com pressão negativa é conectada diretamente à rede de tubulação de água da torneira. A água é forçada para dentro do tubo de entrada do equipamento acionada pela pressão residual da bomba de águas profundas. A bomba de água pressurizada do equipamento continua a pressurizar com base na pressão residual da água de entrada, aumentando a pressão de fornecimento de água para o usuário. Após atingir a pressão necessária, a água é fornecida à rede de tubos de saída; quando o consumo de água do equipamento é maior do que o fornecimento de água da bomba de águas profundas, a pressão da rede de tubos de entrada de água cai. Quando a pressão na entrada de água do equipamento cai para uma pressão absoluta menor que 0 (ou a pressão de proteção da rede de tubos definida) Quando , o dispositivo de prevenção e controle de pressão negativa no equipamento começa a funcionar automaticamente e o status operacional do equipamento é ajustado até que o equipamento seja desligado e em espera para garantir que a pressão da rede de tubos de entrada de água não diminua mais e afete adversamente a bomba de águas profundas; quando a capacidade de fornecimento de água da bomba de águas profundas é restaurada, Quando a pressão da rede de tubos de entrada de água retorna acima da pressão de proteção, o equipamento inicia automaticamente e retoma o fornecimento normal de água; Quando a pressão restante da bomba de águas profundas atende aos requisitos de fornecimento de água do equipamento, o equipamento entra automaticamente em um estado de dormência, e a bomba de águas profundas fornece água diretamente ao usuário. Quando o fornecimento de água é insuficiente, o equipamento retoma a operação automaticamente; quando o usuário não usa água ou o consumo de água é muito pequeno, o equipamento entra automaticamente no estado de desligamento e dormência. O pequeno tanque de estabilização e retenção de pressão de fluxo localizado no lado da saída de água do equipamento mantém a pequena quantidade de água usada pelo equipamento e o vazamento da rede de tubulação. O tanque de estabilização e retenção de pressão de água do equipamento Quando a pressão necessária da rede de abastecimento de água não pode ser mantida, o dispositivo desperta automaticamente e retoma a operação normal. Durante a operação do equipamento, a pressão restante da bomba de águas profundas é totalmente utilizada, o que sempre atende às necessidades do equipamento ao máximo sem afetar adversamente a bomba de águas profundas, reduz o consumo de energia do fornecimento de água e atinge a operação ideal do sistema de abastecimento de água.
Princípio de funcionamento:
- Sem controlador de fluxo de pressão negativa – Um controlador de pressão não negativa é usado para monitorar e controlar a pressão na bomba de águas profundas e no tanque de compensação o tempo todo. Quando a pressão da bomba de águas profundas é insuficiente, o controlador de pressão não negativa entra em ação para garantir que a pressão da água do poço de águas profundas não seja afetada. O Documento nº 135 da Companhia de Abastecimento de Água estipula que a pressão municipal não pode ser inferior a 2 kg. O controlador de fluxo de pressão não negativa não só garante a segurança e a estabilidade da água utilizada no equipamento, como também a estabilidade da pressão da bomba de águas profundas.
- Dispositivo de compensação bidirecional – O dispositivo de ajuste de armazenamento e liberação de energia é usado para compensação bidirecional, que pode compensar automaticamente o volume contínuo de água da bomba de águas profundas. Ele também pode desempenhar um papel na estabilização e compensação da rede de tubulação do equipamento para garantir que o equipamento não produza pressão negativa para a bomba de águas profundas. Compensador bidirecional de fornecimento de água de baixo pico Em funcionamento, a água de alta pressão na extremidade de saída da bomba de água é direcionada para a câmara de baixa pressão para reabastecer a água para a câmara de baixa pressão. Após o enchimento da câmara de baixa pressão, ela é fechada e então continua a reabastecer a água para a câmara de alta pressão. Quando o nível do líquido sobe gradualmente, o gás inerte pressurizado é comprimido de volta para o dispositivo de armazenamento de energia. Desta forma, o processo de reabastecimento de água no tanque durante o período de baixo pico é concluído. Quando a pressão do fornecimento de água ou da bomba de águas profundas cai durante o período de pico, o dispositivo de compensação bidirecional reabastece a água da câmara de baixa pressão para a câmara de pressão constante. Ao mesmo tempo, o dispositivo de armazenamento de energia libera energia e acumula água. A água na câmara de alta pressão é reabastecida na câmara de baixa pressão, e a bomba de água profunda na câmara de pressão constante é usada para reabastecer a água. Isso completa o processo de reabastecimento de água para os usuários durante os períodos de pico.
- Armazenamento de energia – Utiliza um dispositivo de armazenamento de energia com gás inerte embutido, sob pressão, que não flutua na água. Quando a água é fornecida durante os períodos de pico, a energia é liberada para comprimir a água da câmara de alta pressão e reabastecê-la em baixa pressão. Utiliza plenamente o princípio da lei de conservação de energia para reabastecer o equipamento durante os períodos de pico e garantir que o reservatório de água no sistema possa ser compensado ao máximo para a rede de tubulação do equipamento, suprimindo a geração de pressão negativa e garantindo que ela não afete a bomba de água profunda da cidade.
Conclusão
Este artigo analisa brevemente os princípios, vantagens e desvantagens do abastecimento de água com frequência variável e do abastecimento de água com pressão não negativa. De modo geral, o abastecimento de água com pressão não negativa é a continuação e o desenvolvimento do abastecimento de água com frequência variável. Apresenta as vantagens de baixo investimento, alto grau de automação e economia de energia. A subpoluição e outras características são dignas de promoção e aplicação. No entanto, considerando as condições reais da planta, é necessário instalar um reservatório de água (para evitar a partida frequente da bomba de águas profundas).