城市次高层建筑变频调速恒压给水设备方案探析

      随着城市建设的不断发展，相继出现了次高层建筑（9－12层）。我们知道，大楼启用较基本的条件就是要有变频调速恒压给水设备。自来水厂通过城市输、配水管道供水，水压一般在2kg/cm2左右，夜间可达2.5－2.7kg/cm2，所以六、七层以下的住宅楼，通过设置屋顶水箱，夜间市政管网水压高时屋顶水箱进水，供四层以上住户正常用水是没有问题的。而目前城市用地越来紧，不得不建较高的楼房，除了建高层建筑以外，还要建次高层建筑。相比之下，次高层建筑（特别是住宅）施工周期短，容积率高，产生效益快，更得到广大房地产商的青睐。而且，由于次高层的物业管理费与高层建筑的物业管理费相比要低得多，所以，大多数购房者倾向于购置次高层建筑。而这类建筑的代水就涉及到二次增压供水的问题。当前研究和探讨这类问题，是十分必，要的。

 

一、常见几种供水方式

 一般二次增压采用以下几种供水方式：

1、水池－水泵（恒压变频或气压罐）－管网系统－用水点

    此方式是集中供水。对于一、二层是商业群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前较多采用此种供水方案。一般设计有地下生活水池一座，集中恒压变频供水，不设屋顶水箱，较不利用水点是顶层住宅。主水泵一般有三台，二开一备自动切换，付泵为一小流量泵，夜间用水量小时主泵自动切换到付泵，以维持系统压力基本不变（气压罐一般不用于生活用水）。

 

2、水池－水泵－高位水箱－用水点

    此方式也是集中供水。单幢次高层和高层建筑的高压供水区较多采用该种方案。一般也需要设计有一座地下水池，通过两台水泵（一用一备）抽水送至高水箱，再由高位水箱向下供水至各用水点。

 

3、单元水箱－单元增压泵－单元高位水箱－各单位无水点

    此方式已简化为单元总水表进水。单元水箱和单元增压泵实际上是一个整体，我们称之为单元增压器。九四年与上海海鹰机械厂合作研制开发了第，一代的单元增压器，并用于我所管理的工程中。经过半年使用，又发现了需要改进的地方，并作了多次修改，现在使用的是第三代产品。

 

    二、比较（经济和社会效益）

    从现论上讲第，一种方式恒压变频供水是较为理想和先进的。首先恒压变频供水保证出水压力不变，根据用水量大小进行变频供水，既节约电能，又保证水泵软启动（对电网电压冲击不大），延长了水泵寿命。各台水泵自动轮换使用，即较先投入使用的水泵较早退出运行，这样，各台水泵寿命均等，而且，一旦水泵出现故障，该系统能自动跳过故障泵运行。从造价上看较省，一般13万元左右一套，只需考虑水泵房的变频供水设备费、地下贮水池费，不需要屋顶水箱（约1500元／只），还可减少屋顶水箱的二次污染和保证顶层的供水压力（用热水器压力也没问题）。

 

    但是，在实际使用中，却遇到了许多问题，给工作带来了麻烦，公司社会效益直接受到影响。

 

      我公司所承建的一个项目就采用了无屋顶水箱的集中变频调速恒压给水方式，它的使用和日常管理所反映出的问题，就很有代表性。首先，由于是集中供水，进地下水池的总水表属自来水公司产权，他们只按此总水表所走的度数收取水费，表内管网的跑冒滴漏与他们无关。而一般管网跑冒滴漏总是难免的，即使没有，各单元的单元分表度数与地下水池的总水表也有误差，再到各分户水表度数相差更大，谁来承担这一差价，再加上水泵的电费（经测算约0.9度电／吨水）使得这里水价很高，住户无法承担，收交水电费成了很伤脑筋的事。从九四年至今，我开发公司一直在承着水泵电费和水费差价，这样无止尽地下去，不知到何时，这项费用是无法估算的。也无帐可出（因为这里没有实行物业管理）。而另一方面，通过四年多来的使用，我还发现，虽然该设备可以 全自动化，无需人天天管理，但它还有致命的弱点：水泵在自动切换时（卸载或加载时）水泵供水会出现短暂的低压，特别是电脑判断有故障需跳过故障泵运行时时间会更长。随着设备使用年限加长，设备房潮湿造成电脑元器件老化加快，水管路系统止回阀的失录，反映故障和处理故障的时间也延长，直接受害者就是顶层住户。一旦压力减低他们就无水，当跳过故障泵启动备用泵时压力又增大，所以顶层住户怨声不断。集中供水还有一较大的毛病就是，一旦供水系统有问题，无法供水，几百户人家都要遭殃。而且，由于水泵运行是由变频控制柜来完成的，如果变频控制柜出故障，一般的电工无法处理，需要厂家专业技术人员来解决，造成设备不能及时维修，供水无法保证。虽然设备房管理简单了，但住户用水缺乏保障，社会效益受到影响。

    第，二种方式是较成熟的水泵、水箱供水方式。水泵控制柜采用较简单的电器元器件，如出现故障，普通的电工就能维修，而且元器件的费用也低。再加上有高位水箱，不会造成一停电就停水，供水保障率高。但用在单幢次高层建筑同样也存在收交水电费难的问题。用在高层建筑，则可以由物业管理公司一并考虑解决。

    第，三种方式，变频调速恒压给水设备是在吸取了以上两种供水方式的经验教训后产生的，虽然一次性投资较大，每个单元都要设增压器（约1万元／台），增加单元屋顶水箱（约1500元／只）增加进水总表安装费（约4000元／只），单元泵电表安装费（约4000元／只），还有各单元小水泵房土建费用等，总费用比上两种方式增加一、二十万元，但管理上解决了许多麻烦。首先，水电费各单元住户自己交，一旦水泵出故障，只影响该单元的十几户。房地产商一般宁愿一次性投入大一点，也不愿一背上个包袱，特别是与住户打交道。由于有屋顶水箱，高水位时停泵，低水位时启泵，这样，水泵也有了停息时间，既省电又不至于一停电就停泵无水供应，用水有了保障。社会效益明显好于前两种供水方式。但是，如果设备本身返修率大的话，也会给管理带来麻烦，必竟一个大泵房分成了许多小泵房。所以，选择品质优良、性能较好的单元供水设备尤为重要。

 

三、单元增压器性能简介

    从上面的介绍可知，单元增压器性能的优劣，直接关系到用户的使用和开发商的信誉。通过四年多的实际使用，我认为上海海鹰机械厂的第三代单元增压器质量很好，用电省，故障率低。而且，当市政管网压力高得足以使屋顶水箱夜间进水时，增压器的压力控制器会自动控制水泵停止工作，由旁通管直接供水。我所作的工程中采取了这种方式，运行效果很好。特别是近来市政管网的压力有了很大提高，夜间可达3.5kg/cm2左右，所以，实际使用中九层楼的住宅，水泵运行时间短、次数少，用电非常省，大约0.02元／吨水的电费。

但是，我又发现了另外一个问题：当水压较高，水泵较长时间不运转时，会出现水泵卡死。对此，我已建议厂家在水泵控制柜中增加定时器，每天定时运转泵两分钟左右。对于该单元增压器，我认为还应不断改进，以满足不同用户的需要。

 

四、结语

    从以上的比较分析和本人实际工作中遇到的情况来看，我认为，开发企业所建的次高层建筑的供水方案，采用单元增压（即第三种方式）较合适。请各位专家和同行们多提出宝贵意和建议，以便把次高层建筑供水搞得较好。 

 

中赢变频调速恒压给水设备特点：

1、高效节能

      变频调速恒压给水设备能根据用户的实际用水量和使用压力自动检测，调节电动机的转速(耗电量)，使重庆|贵州变频调速恒压给水设备始终处于高效率的工作状态。

2、供水管网压力稳定

      由微机构成自动闭环控制，能在0.5秒内使变化的压力恢复正常，压力调节精度为设定值的±5%。

3、占地小、投资少，安装工期短。

      变频调速恒压给水设备与其他老式重庆|贵州变频调速恒压给水设备相比节约占地3~16倍，比建水塔节约投资15%~60%。设备体积小，组装、安装调试方便，运输及安装工期短。

4、保护功能全，运行安全可靠，操作方便。

      变频调速恒压给水设备主机采用进口变频调速器，自身具有欠压、过压、过流、过载、短路、过热、失速防止等保护功能，无故障运用达10万小时以上。设备配电控制部分，采用智能化控制原理，操作方便实用，设备工作状况一目了然，便于非专业人员很快熟练掌握。

5、供水功能全，保险系数高

      局部出现故障时，能启用应急功能继续供水。犀牛设备可与市政供水网自动并网运行，并具有双恒压功能，即能满足生活生产用水的正常压力和流量，有能在出现火情时自动转换为高压大流量供水，可一机多用。

6、适用范围

      供水压力0.15~2.0MP，供水高度10－200米，单套四川广安遂宁变频恒压给水设备每小时供水量10~50000m3/h，可用于大、中、小型自来水的配套改造；可用于企事业单位、住宅区、农村的生产、生活、办公用水。

 

中赢变频调速恒压给水设备优势：  

1、技术先进：

      将真空抑制技术、流体控制技术和智能变频技术等多项先进技术进行优化融合，变频调速恒压给水设备与自来水管网直接串接，实现稳压、节能、卫生、安全可靠。运行不产生负压，不用建水池、水箱。

2、卫生无二次污染：

      变频调速恒压给水设备为全密封结构，细菌和粉尘不会进入系统；避免了藻类的滋生，防止了水源二次污染及供水水质污染问题，用户使用的是符合国家卫生标准的自来水。

3、能效果显著：

      全封闭结构运行，避免了渗、跑、冒、滴、漏等现象发生，无水池、水箱，节约了消毒冲洗用水。与自来水管网直接串接，可以充分利用自来水原有压力，差多少补多少，自来水满足要求时设备就停止工作。变频调速恒压给水设备大部分时间在较低频率下运行，耗电量少。采用变频技术，进一步节能，综合节能一般可达50%以。

4、运行可靠：

      变频调速恒压给水设备对自来水管网无影响，设备利用调节罐无负压自动调节，管网增压供水时不会对原管网产生负压，不影响其它用户的正常用水。

5、投资节约：

      无需修建蓄水池或水箱，节省了土建投资；无需从零加压，因此，变频调速恒压给水设备投资减少；水质无二次污染，不需要净化设备，节省投资。可充分利用自来水管网的压力，能耗小，节省日常的用电开支。没用水池、水箱，节省定期清洗消毒的费用。

6、配置灵活：

      电气控制部分既可采用变频恒（变）压控制，也可采用压力(BZG气压型）直接控制。

7、投资节约：

      无需修建蓄水池或水箱，节省了土建投资；无需从零加压，因此设备选型较，变频调速恒压给水设备投资减少；水质无二次污染，不需要净化设备，节省投资。可充分利用自来水管网的压力，能耗小，节省日常的用电开支。没用水池、水箱，节省定期清洗消毒的费用。

8、运行可靠：

      对自来水管网无影响，设备利用调节罐无负压自动调节，管网增压供水时不会对原管网产生负压，不影响其它用户的正常用水。

 

中赢变频调速恒压给水设备的应用. 

1、变频调速恒压给水设备的特点及分析

      用户用水的多少是经常变动的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。变频调速恒压给水设备对于某些工业或特殊用户是非常重要的。例如在某些生产过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。又如发生火灾时，若供水压力不足或或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以，某些用水区采用变频调速恒压给水设备，具有较大的经济和社会意义。随着电力技术的发展，变频调速技术的日臻完善，以变频调速为核心的智能重庆|贵州变频调速恒压给水设备取代了以往高位水箱和压力罐等，起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能，将使供水实现节水、节电、节省人力， 终将达到高效率的运行目的。

2、变频调速恒压给水设备应用方式

      通常在同一路供水系统中，设置多台常用泵，供水量大时多台泵全开，供水量小时开一台或两台。在采用变频调速恒压给水设备进行恒压供水时，就用两种方式，其一是所有水泵配用一台变频器；其二是每台水泵配用一台变频器。后种方法根据压力反馈信号，通过PID运算自动调整变频器输出频率，改变电动机转速， 终将达到管网恒压的目的，就一个闭环回路，较简单，但成本高。前种方法成本低，性能不比后种差，但控制程序较复杂，是未来的发展方向，我公司开发中赢系列变频调速恒压给水设备系统就可实现一变频器控制任意数马达的功能。下面讲到的原理都是一变频器拖动多马达的系统。

 

中赢变频调速恒压给水设备的应用范围：

1、用于新建的住宅小区、别墅、写字楼、综合楼生活供水。

2、用于高层建筑、消防用水、  宾馆饭店等的生活供水。

3、用于气压给水,地面水池加压等传统供水系统改造。 

4、各种锅炉冷水供水系统、锅炉热水。

5、自来水厂的中间加压泵站、自来水二次增压。

6、各工矿企业的生产、生活用水、管网稳压。

7、各种类型的循环水、冷却水供应系统。

8、自来水压力不能满足要求的生活、消防加压供水等。

 

中赢变频调速恒压给水设备其优点是： 

a、 起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；

b、 由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命； 

c、 可以消除起动和停机时的水锤效应； 一般地说，当由一台变频器控制一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。但如在高峰负载时的用水量比两台水泵全速供水量相差很多时， 可考虑适当减小变频器的容量，但应注意留有足够的容量。

      虽然水泵在低速运行时，电动机的工作电流较小。但是，当用户的用水量变化频繁时，电动机将处于频繁的升、降速状态，而升、降速的电流可略超过电动机的额定电流，导致电动机过热。因此，电动机的热保护是必需的。对于这种由于频繁地升、降速而积累起来的温升，变频器内的电子热保护功能是难以起到保护作用的，所以应采用热继电器来进行电动机的热保护。在主要功能预置方面，较高频率应以电动机的额定频率为变频器的较高工作频率。升、降速时间在采用PID调节器的情况下，升、降速时间应尽量设定得短一些，以免影响由PID调节器决定的动态响应过程。如变频器本身具有PID调节功能时，只要在

预置时设定PID功能有效，则所设定的升速和降速时间将自动失效。

 

中赢变频调速恒压给水设备特点.

变频调速恒压给水设备：是由水泵，下水池（或水井），全自动智能数控供水控制柜组成的供水系统。

1、自动化程序高，设备运行寿命长，全机工作采用全自动智能数控变频控制，操作方便，工作程序由微机控制。对机组均能进行软起动，对电器和机械无冲击，大大延长设备的电器和机械的寿命。

2、变频调速恒压给水设备无高塔、无屋顶水箱，节省占地面积。体积小，重量轻，土建费用少；安装方便，工期短，工期短，噪音小，无二次污染。停电时可维护自然供水高度。

3、设备有完善的保护、自检、故障判断的功能及故障排除的对策，保护功能齐全，有缺相、欠压、过压、过载、短路、过热、失速等保护功能。

4、 变频调速恒压给水设备抗干扰能力强，本设备有抗干扰及自动复位电路，可在各种场合下可靠运行。

5、功能齐全，可追加各种附加功能，如小流量停机，小流量切换，水池无水停机，水池有水时，自动开机。市网压力升高，能够满足用水量时自动停机进入休眠状态。但管网有一定的压力但又低，而不能到达较高层时，自动再起动水泵运行。定时起、停，定时切换。本设备另具有变频自动、手动多种操作运行方式。在任何状况下，设备均能可靠地投入运行，确保供水系统不断水。

6、高效节能：本设备对泵组进行出口恒压变量控制，进一步扩展了水泵的调速范围，节电较高可达50%，供水压力恒定，其调节精度可达设定值的上下0.01MP，系统漏溢少，可节水10%。由于采用水泵出口压力控制，系统用水量任意变化，故能使供水管网的服务压力恒定，保证供水质量。