在供水系統中，用戶用水量的變化會引起管網水壓的波動，直接影響用戶用水的舒 適性。因此，為了保證用戶水壓的穩定，需對水泵的運行工況進行調節。變頻調速控制 方式主要有三種：①水泵出口恒壓控制②給水系統最不利點恒壓控制③水泵出口變壓控 制[31]。方式①屬于恒壓變量控制，水泵調速的運行工況沿著恒壓水平線變化。方式②、 ③屬于變壓變量（變頻變壓）控制，水泵調速的運行工況沿著管路特性曲線變化。實際 應用的最廣泛的是水泵出口恒壓控制方式，即（恒壓變量）變頻恒壓控制，而變頻變壓 供水技術只是在理論上更加節能合理。

2.7.1控制點設在水泵出口控制方式

(1)   水泵出口恒壓控制

壓力控制點設在水泵出口，事先給定一個壓力設定值，以此值為參照變速調節水泵

工況，目前建筑小區變頻調速供水廣泛采用此種控制方式，其工作特性如圖2.6所示。

水泵特性曲線與管路特性曲線的交點水壓即水泵出口水壓，如圖2.6水泵特性曲線 n〇與管路特性曲線(Q-Eh)的交點a對應的壓力H’為供水量為最大流量Qmx時的最不利 點水壓，此壓力就是水泵出口的設定壓力。當用水量為Qmax時，水泵所提供的壓力為H’， 而管路系統最不利點所需壓力也為H’，因而不會造成能量浪費；當用水量減少時，通 過調節水泵轉速，使其水泵特性曲線下移，即圖2.6中ni曲線。由于采用水泵出口恒壓 控制方式，所以其工作點始終沿著恒壓線H’移動，如圖2.6, b點即當流量為Q’時，水 泵新的工況點。此時水泵所提供的壓力仍為H’，而管路特性曲線中最不利點所需要的 壓力為C點對應的壓力，很顯然，水泵提供的壓力大于系統最不利點所需求的壓力，那 么此時會導致最不利點的壓力由H〇(H〇為最大流量時，系統最不利點的所需最低壓力） 增大到Hi，造成用戶處超壓，從而浪費了能量。用戶用水量越少，管路的水頭損失就越 小，浪費得能量也就越多。不難理解，水泵出口恒壓控制對用戶而言就是變壓了，如圖

用戶處的水壓在H。?H’之間變動，可能給用戶造成不便。

(2)   水泵出口變壓控制

為了解決水泵出口恒壓控制易造成用戶水壓波動、能量浪費等缺點。可將水泵出口 恒壓控制方式改為水泵出口變壓力控制方式，從而保證用戶處水壓恒定，且沒有能量浪 費。下面對水泵出口變壓力控制方式進行分析。

如圖2.7所示，當水泵出口壓力沿著管路特性曲線(Q-Eh)變化時，才能保證用戶處

的壓力恒定為H。不變。而管路特性曲線的方程為：

H=H〇+sQ2  (2.4)

式中H—水泵出口壓力設定值；

H〇—用戶最不利點最低水壓； s—管路摩阻；

Q—系統用水量。

公式（2.4)中，H〇為已知參數，Q為管路實時工作流量，也可測。只要確定管路 摩阻s,則就可得水泵出口壓力H。所以，此控制方式在水泵出口設置壓力傳感器的基 礎上，再加上一臺流量傳感器。將壓力傳感器測得的水泵出口壓力與用式(2.4)計算得出 的水泵出口壓力設定值H進行比較，以H為參照調節水泵轉速即可保證用戶處水壓恒 定，這就構成了水泵出口變壓控制系統。理論上，此系統的運行工況沿著管路特性曲線 變化，水泵的供給壓力與管網要求的水壓相等，既避免了能量的浪費，同時保證了用戶 水壓恒定的要求，是一種十分理想的控制方式。

然而，在實踐中由于管路的多變與復雜，要想確定管路摩阻s十分困難。再加上流 量傳感器安裝要求高，通常需安裝在較長的直管段上才能保證較高精度，而泵房空間有 限很難滿足這一條件，并且流量傳感器價格較貴。由此可知，水泵出口變壓控制理論上 十分具有誘惑力，但是實踐起來卻有很多困難。

在工程實踐中，也有一些水泵出口變壓控制系統，但是這些系統運行工況并非沿著

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管路特性曲線移動，而是經過簡化的水泵出口變壓控制，現將其敘述如下。

上述提及到由于管路摩阻損失s很難確定，因此有的工程實踐中采用一種簡化的水 泵出口變壓控制。如圖2.7中，取兩點（0, H〇)和（Qmax，H')，過此兩點的直線方程 為：H=H〇+kQ   (2.5)

式中 k—直線斜率（k= (H’-H〇) HQmax-〇))。

公式（2.5)中，k為已經參數，Q可通過流量傳感器測得，那么設定壓力H可根據 流量Q按照線性規律變化，這種水泵出口線性化變壓的方式在應用中是可實現的，且可 靠性也比較高。

圖中，當供水量為Q’時水泵出口恒壓、理想變壓、線性化變壓三種控制方式的工 況點分別為b、c、d。很顯然，節能效果最好的是理想化變壓控制方式，浪費能量最大 的是水泵出口恒壓控制方式，節能效果居中的是線性化變壓控制方式。

工程實踐中，還有一種較常見的水泵出口變壓控制方式。此控制的壓力設定值是根 據用水曲線將一天24小時分成若干時段，計算出水泵出口壓力，我們可將此種控制方 式看作水泵出口恒壓控制的一種特殊形式，因此可稱作水泵出口“多恒壓”控制方式。 水泵出口“多恒壓”控制方式較水泵出口恒壓控制方式節能，其節能程度與水泵出口壓 力的計算精確度及“多恒壓”的階級數，將“多恒壓”分的階級數越多就越節能，當然 階級數越多其控制器的線路就越復雜以致于難以實現。目前工程中，一般將此階級數最 多分為3級，大于3級實現起來就很困難了。

2.7.2控制點設在最不利點控制方式

此控制方式是將控制點設在用戶最不利點，以此點最低水壓H〇作為系統的調節目 標，此方法是在管網最不利點設置壓力傳感器，將該點所測壓力傳輸至泵站，然后經過 調節器比較、處理后調節水泵轉速，使系統在運行中最不利點處壓力恒定為H〇,從而 保證用戶水壓恒定。如圖2.7中，系統供水量為Q’時，要使最不利點水壓為H〇,則水 泵特性曲線為n2水泵工況點為c，此時水泵的供給壓力等于系統所需水壓，無能量浪費。 此控制方式與水泵出口恒壓控制相比，在同樣供水量時，水泵能以更低的轉速工作。與 水泵出口變壓控制相比，無需設置流量傳感器，控制準確。無論管路特性曲線怎么變化， 都可通過最不利點壓力傳感器與泵站調節器的比較處理后，調節水泵轉速保證最不利點 水壓恒定。因此，將壓力控制點設在管網系統最不利點相對而言是最合理的。但是，我 們需要知道的是這種控制將壓力傳感器安裝在用戶最不利點處，大大地增加了信號線的 長度。并且壓力控制點的環境可能是復雜的，特別是工程實踐中往往樓房樓層比較高， 面積比較大，控制點離水泵站距離較遠，壓力信號在傳輸過程中會受到諸多限制，系統 的慣性較大，最不利處傳至水泵站的壓力信號會滯后很多，要想精準調節水泵轉速非常 困難，難以保證最不利點恒壓。因此，目前此種控制方式應用得很少。

2.7節中對幾種常見水泵的調速控制方式一水泵出口恒壓控制、給水系統最不利點 恒壓控制、水泵出口變壓控制的特點、原理以及各控制方式的優點及存在的問題進行了 分析。通過以上分析我們知道，水泵出口變壓控制、壓力控制點設在最不利點處這兩種 控制方式在理論上都比水泵出口恒壓控制方式節能，但是在建筑小區工程實踐中應用得 最廣泛的卻是水泵出口恒壓控制方式。這是因為，水泵出口變壓控制存在著用水量測定 精確度、電路控制復雜等問題；壓力控制點設在最不利點這種控制方式，由于壓力傳感 器與泵站距離較遠，存在著信號滯后等問題，難以保證水泵轉速調節精度。而水泵出口 恒壓控制，雖然調速節能方面不如前兩種控制方式，但是此控制方式電氣控制系統簡單， 所需自控儀表少，實現起來方便。并且水泵出口恒壓控制大多應用于管路較短的給水系 統，如小區、廠區及建筑物的給水。由于管路短，管路的特性曲線比較平坦，管路特性 曲線與恒壓控制線離得就比較近，浪費的能量其實就比較少。綜上所述，這些都是目前 水泵出口恒壓控制方式得到廣泛應用的原因。