城市次高層建筑變頻調速恒壓給水設備方案探析

      隨著(zhù)城市建設的不斷發(fā)展，相繼出現了次高層建筑（9－12層）。我們知道，大樓啟用較基本的條件就是要有變頻調速恒壓給水設備。自來(lái)水廠(chǎng)通過(guò)城市輸、配水管道供水，水壓一般在2kg/cm2左右，夜間可達2.5－2.7kg/cm2，所以六、七層以下的住宅樓，通過(guò)設置屋頂水箱，夜間市政管網(wǎng)水壓高時(shí)屋頂水箱進(jìn)水，供四層以上住戶(hù)正常用水是沒(méi)有問(wèn)題的。而目前城市用地越來(lái)緊，不得不建較高的樓房，除了建高層建筑以外，還要建次高層建筑。相比之下，次高層建筑（特別是住宅）施工周期短，容積率高，產(chǎn)生效益快，更得到廣大房地產(chǎn)商的青睞。而且，由于次高層的物業(yè)管理費與高層建筑的物業(yè)管理費相比要低得多，所以，大多數購房者傾向于購置次高層建筑。而這類(lèi)建筑的代水就涉及到二次增壓供水的問(wèn)題。當前研究和探討這類(lèi)問(wèn)題，是十分必，要的。

 

一、常見(jiàn)幾種供水方式

 一般二次增壓采用以下幾種供水方式：

1、水池－水泵（恒壓變頻或氣壓罐）－管網(wǎng)系統－用水點(diǎn)

    此方式是集中供水。對于一、二層是商業(yè)群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前較多采用此種供水方案。一般設計有地下生活水池一座，集中恒壓變頻供水，不設屋頂水箱，較不利用水點(diǎn)是頂層住宅。主水泵一般有三臺，二開(kāi)一備自動(dòng)切換，付泵為一小流量泵，夜間用水量小時(shí)主泵自動(dòng)切換到付泵，以維持系統壓力基本不變（氣壓罐一般不用于生活用水）。

 

2、水池－水泵－高位水箱－用水點(diǎn)

    此方式也是集中供水。單幢次高層和高層建筑的高壓供水區較多采用該種方案。一般也需要設計有一座地下水池，通過(guò)兩臺水泵（一用一備）抽水送至高水箱，再由高位水箱向下供水至各用水點(diǎn)。

 

3、單元水箱－單元增壓泵－單元高位水箱－各單位無(wú)水點(diǎn)

    此方式已簡(jiǎn)化為單元總水表進(jìn)水。單元水箱和單元增壓泵實(shí)際上是一個(gè)整體，我們稱(chēng)之為單元增壓器。九四年與上海海鷹機械廠(chǎng)合作研制開(kāi)發(fā)了第，一代的單元增壓器，并用于我所管理的工程中。經(jīng)過(guò)半年使用，又發(fā)現了需要改進(jìn)的地方，并作了多次修改，現在使用的是第三代產(chǎn)品。

 

    二、比較（經(jīng)濟和社會(huì )效益）

    從現論上講第，一種方式恒壓變頻供水是較為理想和先進(jìn)的。首先恒壓變頻供水保證出水壓力不變，根據用水量大小進(jìn)行變頻供水，既節約電能，又保證水泵軟啟動(dòng)（對電網(wǎng)電壓沖擊不大），延長(cháng)了水泵壽命。各臺水泵自動(dòng)輪換使用，即較先投入使用的水泵較早退出運行，這樣，各臺水泵壽命均等，而且，一旦水泵出現故障，該系統能自動(dòng)跳過(guò)故障泵運行。從造價(jià)上看較省，一般13萬(wàn)元左右一套，只需考慮水泵房的變頻供水設備費、地下貯水池費，不需要屋頂水箱（約1500元／只），還可減少屋頂水箱的二次污染和保證頂層的供水壓力（用熱水器壓力也沒(méi)問(wèn)題）。

 

    但是，在實(shí)際使用中，卻遇到了許多問(wèn)題，給工作帶來(lái)了麻煩，公司社會(huì )效益直接受到影響。

 

      我公司所承建的一個(gè)項目就采用了無(wú)屋頂水箱的集中變頻調速恒壓給水方式，它的使用和日常管理所反映出的問(wèn)題，就很有代表性。首先，由于是集中供水，進(jìn)地下水池的總水表屬自來(lái)水公司產(chǎn)權，他們只按此總水表所走的度數收取水費，表內管網(wǎng)的跑冒滴漏與他們無(wú)關(guān)。而一般管網(wǎng)跑冒滴漏總是難免的，即使沒(méi)有，各單元的單元分表度數與地下水池的總水表也有誤差，再到各分戶(hù)水表度數相差更大，誰(shuí)來(lái)承擔這一差價(jià)，再加上水泵的電費（經(jīng)測算約0.9度電／噸水）使得這里水價(jià)很高，住戶(hù)無(wú)法承擔，收交水電費成了很傷腦筋的事。從九四年至今，我開(kāi)發(fā)公司一直在承著(zhù)水泵電費和水費差價(jià)，這樣無(wú)止盡地下去，不知到何時(shí)，這項費用是無(wú)法估算的。也無(wú)帳可出（因為這里沒(méi)有實(shí)行物業(yè)管理）。而另一方面，通過(guò)四年多來(lái)的使用，我還發(fā)現，雖然該設備可以 全自動(dòng)化，無(wú)需人天天管理，但它還有致命的弱點(diǎn)：水泵在自動(dòng)切換時(shí)（卸載或加載時(shí)）水泵供水會(huì )出現短暫的低壓，特別是電腦判斷有故障需跳過(guò)故障泵運行時(shí)時(shí)間會(huì )更長(cháng)。隨著(zhù)設備使用年限加長(cháng)，設備房潮濕造成電腦元器件老化加快，水管路系統止回閥的失錄，反映故障和處理故障的時(shí)間也延長(cháng)，直接受害者就是頂層住戶(hù)。一旦壓力減低他們就無(wú)水，當跳過(guò)故障泵啟動(dòng)備用泵時(shí)壓力又增大，所以頂層住戶(hù)怨聲不斷。集中供水還有一較大的毛病就是，一旦供水系統有問(wèn)題，無(wú)法供水，幾百戶(hù)人家都要遭殃。而且，由于水泵運行是由變頻控制柜來(lái)完成的，如果變頻控制柜出故障，一般的電工無(wú)法處理，需要廠(chǎng)家專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)解決，造成設備不能及時(shí)維修，供水無(wú)法保證。雖然設備房管理簡(jiǎn)單了，但住戶(hù)用水缺乏保障，社會(huì )效益受到影響。

    第，二種方式是較成熟的水泵、水箱供水方式。水泵控制柜采用較簡(jiǎn)單的電器元器件，如出現故障，普通的電工就能維修，而且元器件的費用也低。再加上有高位水箱，不會(huì )造成一停電就停水，供水保障率高。但用在單幢次高層建筑同樣也存在收交水電費難的問(wèn)題。用在高層建筑，則可以由物業(yè)管理公司一并考慮解決。

    第，三種方式，變頻調速恒壓給水設備是在吸取了以上兩種供水方式的經(jīng)驗教訓后產(chǎn)生的，雖然一次性投資較大，每個(gè)單元都要設增壓器（約1萬(wàn)元／臺），增加單元屋頂水箱（約1500元／只）增加進(jìn)水總表安裝費（約4000元／只），單元泵電表安裝費（約4000元／只），還有各單元小水泵房土建費用等，總費用比上兩種方式增加一、二十萬(wàn)元，但管理上解決了許多麻煩。首先，水電費各單元住戶(hù)自己交，一旦水泵出故障，只影響該單元的十幾戶(hù)。房地產(chǎn)商一般寧愿一次性投入大一點(diǎn)，也不愿一背上個(gè)包袱，特別是與住戶(hù)打交道。由于有屋頂水箱，高水位時(shí)停泵，低水位時(shí)啟泵，這樣，水泵也有了停息時(shí)間，既省電又不至于一停電就停泵無(wú)水供應，用水有了保障。社會(huì )效益明顯好于前兩種供水方式。但是，如果設備本身返修率大的話(huà)，也會(huì )給管理帶來(lái)麻煩，必竟一個(gè)大泵房分成了許多小泵房。所以，選擇品質(zhì)優(yōu)良、性能較好的單元供水設備尤為重要。

 

三、單元增壓器性能簡(jiǎn)介

    從上面的介紹可知，單元增壓器性能的優(yōu)劣，直接關(guān)系到用戶(hù)的使用和開(kāi)發(fā)商的信譽(yù)。通過(guò)四年多的實(shí)際使用，我認為上海海鷹機械廠(chǎng)的第三代單元增壓器質(zhì)量很好，用電省，故障率低。而且，當市政管網(wǎng)壓力高得足以使屋頂水箱夜間進(jìn)水時(shí)，增壓器的壓力控制器會(huì )自動(dòng)控制水泵停止工作，由旁通管直接供水。我所作的工程中采取了這種方式，運行效果很好。特別是近來(lái)市政管網(wǎng)的壓力有了很大提高，夜間可達3.5kg/cm2左右，所以，實(shí)際使用中九層樓的住宅，水泵運行時(shí)間短、次數少，用電非常省，大約0.02元／噸水的電費。

但是，我又發(fā)現了另外一個(gè)問(wèn)題：當水壓較高，水泵較長(cháng)時(shí)間不運轉時(shí)，會(huì )出現水泵卡死。對此，我已建議廠(chǎng)家在水泵控制柜中增加定時(shí)器，每天定時(shí)運轉泵兩分鐘左右。對于該單元增壓器，我認為還應不斷改進(jìn)，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需要。

 

四、結語(yǔ)

    從以上的比較分析和本人實(shí)際工作中遇到的情況來(lái)看，我認為，開(kāi)發(fā)企業(yè)所建的次高層建筑的供水方案，采用單元增壓（即第三種方式）較合適。請各位專(zhuān)家和同行們多提出寶貴意和建議，以便把次高層建筑供水搞得較好。 

 

中贏(yíng)變頻調速恒壓給水設備特點(diǎn)：

1、高效節能

      變頻調速恒壓給水設備能根據用戶(hù)的實(shí)際用水量和使用壓力自動(dòng)檢測，調節電動(dòng)機的轉速(耗電量)，使重慶|貴州變頻調速恒壓給水設備始終處于高效率的工作狀態(tài)。

2、供水管網(wǎng)壓力穩定

      由微機構成自動(dòng)閉環(huán)控制，能在0.5秒內使變化的壓力恢復正常，壓力調節精度為設定值的±5%。

3、占地小、投資少，安裝工期短。

      變頻調速恒壓給水設備與其他老式重慶|貴州變頻調速恒壓給水設備相比節約占地3~16倍，比建水塔節約投資15%~60%。設備體積小，組裝、安裝調試方便，運輸及安裝工期短。

4、保護功能全，運行安全可靠，操作方便。

      變頻調速恒壓給水設備主機采用進(jìn)口變頻調速器，自身具有欠壓、過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)載、短路、過(guò)熱、失速防止等保護功能，無(wú)故障運用達10萬(wàn)小時(shí)以上。設備配電控制部分，采用智能化控制原理，操作方便實(shí)用，設備工作狀況一目了然，便于非專(zhuān)業(yè)人員很快熟練掌握。

5、供水功能全，保險系數高

      局部出現故障時(shí)，能啟用應急功能繼續供水。犀牛設備可與市政供水網(wǎng)自動(dòng)并網(wǎng)運行，并具有雙恒壓功能，即能滿(mǎn)足生活生產(chǎn)用水的正常壓力和流量，有能在出現火情時(shí)自動(dòng)轉換為高壓大流量供水，可一機多用。

6、適用范圍

      供水壓力0.15~2.0MP，供水高度10－200米，單套四川廣安遂寧變頻恒壓給水設備每小時(shí)供水量10~50000m3/h，可用于大、中、小型自來(lái)水的配套改造；可用于企事業(yè)單位、住宅區、農村的生產(chǎn)、生活、辦公用水。

 

中贏(yíng)變頻調速恒壓給水設備優(yōu)勢：  

1、技術(shù)先進(jìn)：

      將真空抑制技術(shù)、流體控制技術(shù)和智能變頻技術(shù)等多項先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化融合，變頻調速恒壓給水設備與自來(lái)水管網(wǎng)直接串接，實(shí)現穩壓、節能、衛生、安全可靠。運行不產(chǎn)生負壓，不用建水池、水箱。

2、衛生無(wú)二次污染：

      變頻調速恒壓給水設備為全密封結構，細菌和粉塵不會(huì )進(jìn)入系統；避免了藻類(lèi)的滋生，防止了水源二次污染及供水水質(zhì)污染問(wèn)題，用戶(hù)使用的是符合國家衛生標準的自來(lái)水。

3、能效果顯著(zhù)：

      全封閉結構運行，避免了滲、跑、冒、滴、漏等現象發(fā)生，無(wú)水池、水箱，節約了消毒沖洗用水。與自來(lái)水管網(wǎng)直接串接，可以充分利用自來(lái)水原有壓力，差多少補多少，自來(lái)水滿(mǎn)足要求時(shí)設備就停止工作。變頻調速恒壓給水設備大部分時(shí)間在較低頻率下運行，耗電量少。采用變頻技術(shù)，進(jìn)一步節能，綜合節能一般可達50%以。

4、運行可靠：

      變頻調速恒壓給水設備對自來(lái)水管網(wǎng)無(wú)影響，設備利用調節罐無(wú)負壓自動(dòng)調節，管網(wǎng)增壓供水時(shí)不會(huì )對原管網(wǎng)產(chǎn)生負壓，不影響其它用戶(hù)的正常用水。

5、投資節約：

      無(wú)需修建蓄水池或水箱，節省了土建投資；無(wú)需從零加壓，因此，變頻調速恒壓給水設備投資減少；水質(zhì)無(wú)二次污染，不需要凈化設備，節省投資?？沙浞掷米詠?lái)水管網(wǎng)的壓力，能耗小，節省日常的用電開(kāi)支。沒(méi)用水池、水箱，節省定期清洗消毒的費用。

6、配置靈活：

      電氣控制部分既可采用變頻恒（變）壓控制，也可采用壓力(BZG氣壓型）直接控制。

7、投資節約：

      無(wú)需修建蓄水池或水箱，節省了土建投資；無(wú)需從零加壓，因此設備選型較，變頻調速恒壓給水設備投資減少；水質(zhì)無(wú)二次污染，不需要凈化設備，節省投資?？沙浞掷米詠?lái)水管網(wǎng)的壓力，能耗小，節省日常的用電開(kāi)支。沒(méi)用水池、水箱，節省定期清洗消毒的費用。

8、運行可靠：

      對自來(lái)水管網(wǎng)無(wú)影響，設備利用調節罐無(wú)負壓自動(dòng)調節，管網(wǎng)增壓供水時(shí)不會(huì )對原管網(wǎng)產(chǎn)生負壓，不影響其它用戶(hù)的正常用水。

 

中贏(yíng)變頻調速恒壓給水設備的應用. 

1、變頻調速恒壓給水設備的特點(diǎn)及分析

      用戶(hù)用水的多少是經(jīng)常變動(dòng)的，因此供水不足或供水過(guò)剩的情況時(shí)有發(fā)生。而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上，即用水多而供水少，則壓力低；用水少而供水多，則壓力大。保持供水壓力的恒定，可使供水和用水之間保持平衡，即用水多時(shí)供水也多，用水少時(shí)供水也少，從而提高了供水的質(zhì)量。變頻調速恒壓給水設備對于某些工業(yè)或特殊用戶(hù)是非常重要的。例如在某些生產(chǎn)過(guò)程中，若自來(lái)水供水因故壓力不足或短時(shí)斷水，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴重時(shí)使產(chǎn)品報廢和設備損壞。又如發(fā)生火災時(shí)，若供水壓力不足或或無(wú)水供應，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟損失和人員傷亡。所以，某些用水區采用變頻調速恒壓給水設備，具有較大的經(jīng)濟和社會(huì )意義。隨著(zhù)電力技術(shù)的發(fā)展，變頻調速技術(shù)的日臻完善，以變頻調速為核心的智能重慶|貴州變頻調速恒壓給水設備取代了以往高位水箱和壓力罐等，起動(dòng)平穩，起動(dòng)電流可限制在額定電流以?xún)?，從而避免了起?dòng)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊；由于泵的平均轉速降低了，從而可延長(cháng)泵和閥門(mén)等東西的使用壽命；可以消除起動(dòng)和停機時(shí)的水錘效應。其穩定安全的運行性能、簡(jiǎn)單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使供水實(shí)現節水、節電、節省人力， 終將達到高效率的運行目的。

2、變頻調速恒壓給水設備應用方式

      通常在同一路供水系統中，設置多臺常用泵，供水量大時(shí)多臺泵全開(kāi)，供水量小時(shí)開(kāi)一臺或兩臺。在采用變頻調速恒壓給水設備進(jìn)行恒壓供水時(shí)，就用兩種方式，其一是所有水泵配用一臺變頻器；其二是每臺水泵配用一臺變頻器。后種方法根據壓力反饋信號，通過(guò)PID運算自動(dòng)調整變頻器輸出頻率，改變電動(dòng)機轉速， 終將達到管網(wǎng)恒壓的目的，就一個(gè)閉環(huán)回路，較簡(jiǎn)單，但成本高。前種方法成本低，性能不比后種差，但控制程序較復雜，是未來(lái)的發(fā)展方向，我公司開(kāi)發(fā)中贏(yíng)系列變頻調速恒壓給水設備系統就可實(shí)現一變頻器控制任意數馬達的功能。下面講到的原理都是一變頻器拖動(dòng)多馬達的系統。

 

中贏(yíng)變頻調速恒壓給水設備的應用范圍：

1、用于新建的住宅小區、別墅、寫(xiě)字樓、綜合樓生活供水。

2、用于高層建筑、消防用水、  賓館飯店等的生活供水。

3、用于氣壓給水,地面水池加壓等傳統供水系統改造。 

4、各種鍋爐冷水供水系統、鍋爐熱水。

5、自來(lái)水廠(chǎng)的中間加壓泵站、自來(lái)水二次增壓。

6、各工礦企業(yè)的生產(chǎn)、生活用水、管網(wǎng)穩壓。

7、各種類(lèi)型的循環(huán)水、冷卻水供應系統。

8、自來(lái)水壓力不能滿(mǎn)足要求的生活、消防加壓供水等。

 

中贏(yíng)變頻調速恒壓給水設備其優(yōu)點(diǎn)是： 

a、 起動(dòng)平衡，起動(dòng)電流可限制在額定電流以?xún)?，從而避免了起?dòng)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊；

b、 由于泵的平均轉速降低了，從而可延長(cháng)泵和閥門(mén)等的使用壽命； 

c、 可以消除起動(dòng)和停機時(shí)的水錘效應； 一般地說(shuō)，當由一臺變頻器控制一臺電動(dòng)機時(shí)，只需使變頻器的配用電動(dòng)機容量與實(shí)際電動(dòng)機容量相符即可。當一臺變頻器同時(shí)控制兩臺電動(dòng)機時(shí)，原則上變頻器的配用電動(dòng)機容量應等于兩臺電動(dòng)機的容量之和。但如在高峰負載時(shí)的用水量比兩臺水泵全速供水量相差很多時(shí)， 可考慮適當減小變頻器的容量，但應注意留有足夠的容量。

      雖然水泵在低速運行時(shí)，電動(dòng)機的工作電流較小。但是，當用戶(hù)的用水量變化頻繁時(shí)，電動(dòng)機將處于頻繁的升、降速狀態(tài)，而升、降速的電流可略超過(guò)電動(dòng)機的額定電流，導致電動(dòng)機過(guò)熱。因此，電動(dòng)機的熱保護是必需的。對于這種由于頻繁地升、降速而積累起來(lái)的溫升，變頻器內的電子熱保護功能是難以起到保護作用的，所以應采用熱繼電器來(lái)進(jìn)行電動(dòng)機的熱保護。在主要功能預置方面，較高頻率應以電動(dòng)機的額定頻率為變頻器的較高工作頻率。升、降速時(shí)間在采用PID調節器的情況下，升、降速時(shí)間應盡量設定得短一些，以免影響由PID調節器決定的動(dòng)態(tài)響應過(guò)程。如變頻器本身具有PID調節功能時(shí)，只要在

預置時(shí)設定PID功能有效，則所設定的升速和降速時(shí)間將自動(dòng)失效。

 

中贏(yíng)變頻調速恒壓給水設備特點(diǎn).

變頻調速恒壓給水設備：是由水泵，下水池（或水井），全自動(dòng)智能數控供水控制柜組成的供水系統。

1、自動(dòng)化程序高，設備運行壽命長(cháng)，全機工作采用全自動(dòng)智能數控變頻控制，操作方便，工作程序由微機控制。對機組均能進(jìn)行軟起動(dòng)，對電器和機械無(wú)沖擊，大大延長(cháng)設備的電器和機械的壽命。

2、變頻調速恒壓給水設備無(wú)高塔、無(wú)屋頂水箱，節省占地面積。體積小，重量輕，土建費用少；安裝方便，工期短，工期短，噪音小，無(wú)二次污染。停電時(shí)可維護自然供水高度。

3、設備有完善的保護、自檢、故障判斷的功能及故障排除的對策，保護功能齊全，有缺相、欠壓、過(guò)壓、過(guò)載、短路、過(guò)熱、失速等保護功能。

4、 變頻調速恒壓給水設備抗干擾能力強，本設備有抗干擾及自動(dòng)復位電路，可在各種場(chǎng)合下可靠運行。

5、功能齊全，可追加各種附加功能，如小流量停機，小流量切換，水池無(wú)水停機，水池有水時(shí)，自動(dòng)開(kāi)機。市網(wǎng)壓力升高，能夠滿(mǎn)足用水量時(shí)自動(dòng)停機進(jìn)入休眠狀態(tài)。但管網(wǎng)有一定的壓力但又低，而不能到達較高層時(shí)，自動(dòng)再起動(dòng)水泵運行。定時(shí)起、停，定時(shí)切換。本設備另具有變頻自動(dòng)、手動(dòng)多種操作運行方式。在任何狀況下，設備均能可靠地投入運行，確保供水系統不斷水。

6、高效節能：本設備對泵組進(jìn)行出口恒壓變量控制，進(jìn)一步擴展了水泵的調速范圍，節電較高可達50%，供水壓力恒定，其調節精度可達設定值的上下0.01MP，系統漏溢少，可節水10%。由于采用水泵出口壓力控制，系統用水量任意變化，故能使供水管網(wǎng)的服務(wù)壓力恒定，保證供水質(zhì)量。