高層建筑無塔供水增壓方案
2015-5-7 9:45:08??????點(diǎn)擊：
隨著城市的發(fā)展高層建筑和城市人口的增加以及用水設(shè)施和水壓的要求。目前市政管網(wǎng)難以滿足正常樓宇供水水壓，用戶只能用過自行增壓，才能滿足用水要求。傳統(tǒng)方法有第（I）代，采用高位水塔，水箱，憑借高于實(shí)際用水高度的落差勢能，自上而下式供水，既耗能又污染水質(zhì)并增加減租成本。第（II）代氣壓式一用一備單泵運(yùn)行，自下而上供水，比第（I）代供水方式好多了。節(jié)省了水塔和水箱，但小流量時(shí)存在大馬拉小車，起泵則為滿負(fù)荷最大功率運(yùn)行，浪費(fèi)電能，對管件、水泵、電器沖擊很大，占地面積也非常大。
GQWTGS變頻恒壓供水設(shè)備是我廠科研人員率先將變頻技術(shù)運(yùn)用在給水設(shè)備中，掀起了一場供水改造節(jié)能的革命。并連接開發(fā)了第（III）、第（IV）、第（V）代變頻供水設(shè)備。
第（III）代變頻供水，是一種恒壓只能按需調(diào)流供水設(shè)備。以變頻器，PLC為核心，采用多臺小泵變頻，工頻循環(huán)供水，壓力恒定，電耗隨用水量高低而變化。小流量低電耗，絕不浪費(fèi)電。
在第（III）代基礎(chǔ)上，又進(jìn)一步發(fā)展了第（IV）代爹呀只能數(shù)控變頻供水，直接與城市管網(wǎng)串接，保壓消除負(fù)壓，符合市政管網(wǎng)《供水條例》要求，與市政管網(wǎng)一體化全密封加壓，無污染無泄漏。充分利用市政管網(wǎng)余壓，并對所需流量和壓力進(jìn)行補(bǔ)差。不會造成能源浪費(fèi)，差多少補(bǔ)多少。小流量停機(jī)保壓續(xù)流，節(jié)電達(dá)50%-70%.無人值守自動(dòng)運(yùn)行，降低物業(yè)管理成本，延長了設(shè)備使用壽命。
第（V）代水立方房兩型供水設(shè)備是我廠科研人員于2007年2月申請專利并投入生產(chǎn)的一種高科技全優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。它結(jié)合了第（III）、（IV）代特點(diǎn)，更結(jié)合了廣大用戶實(shí)際需求，及響應(yīng)十一屆五中全會號召，建設(shè)兩型社會、環(huán)境友好型，資源節(jié)約型社會。將變頻設(shè)備至于不銹鋼水箱中，無需建泵房，無需復(fù)雜管路、電路安裝、無噪音、無污染。當(dāng)市政管網(wǎng)用水低峰期，水源經(jīng)水箱頂側(cè)無負(fù)壓暗管，采取第IV代疊加管網(wǎng)較高壓力供水。當(dāng)市政管網(wǎng)用水高峰時(shí)，水立房兩型設(shè)備則智能識別管網(wǎng)低壓，自動(dòng)切換為水箱底部出水管路，采取第（III）代變頻供水方式。
一、無負(fù)壓與傳統(tǒng)供水設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)對比:
二、運(yùn)行費(fèi)用及投資對比分析：
運(yùn)行費(fèi)用分析：
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)供水方式：將自來水放入生活水箱，再用變頻設(shè)備加壓向各用水點(diǎn)供水，該供水方式存在著自來水原有供水壓力被白白浪費(fèi)，而且水箱存在著嚴(yán)重的二次污染。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中所設(shè)置的水箱需定期清洗（掃）和處理，按廣東省的城市供水條例規(guī)定，水箱應(yīng)每季度清洗一次。同時(shí)，因?yàn)樗洳皇侨芊饨Y(jié)構(gòu)，在管理上還存在著對供水安全的擔(dān)憂，并需要相應(yīng)增加必要的安全防護(hù)措施費(fèi)用。
而TDZBHG無負(fù)壓供水設(shè)備與自來水輸水管網(wǎng)直接串接，可以充分利用自來水管網(wǎng)原有的壓力；采用獨(dú)有的優(yōu)化智能變頻控制技術(shù)，設(shè)備的電機(jī)泵在微機(jī)控制下，根據(jù)自來水的壓力來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，只對自來水的進(jìn)水壓力和所需壓力的差進(jìn)行補(bǔ)壓，不做無用功,節(jié)能效果顯著，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的采用常規(guī)繼電接觸器控制的給水設(shè)備相比，節(jié)電可達(dá)20%～90%以上。其節(jié)能分析如下：
1、節(jié)能分析：
選用TDZBHG型無負(fù)壓供水設(shè)備可充分利用自來水管網(wǎng)原有的壓力，在此基礎(chǔ)上差多少，補(bǔ)多少。該工程自來水市政管網(wǎng)用水平均時(shí)的供水壓力為0.25Mpa，水流進(jìn)入地下室供水設(shè)備自來水壓力約有0.3 Mpa.在充分利用自來水壓力后，綜合節(jié)能大約在40%左右，對此工程而言，加壓部分最高日用水量按600m3計(jì)算，節(jié)能分析如下：水泵電耗：W =γQ H /η
式中：γ—— 水的容重，9.8kN/m3 ；
Q —— 流量， m3/s ；
H —— 水被提升的高度，m ；
η—— 水泵機(jī)組的效率。
水泵機(jī)組的效率為η=η泵×η傳×η電=0.82×0.95×0.9=0.70
其中：η泵為水泵效率；η傳為傳動(dòng)效率；η電為電機(jī)效率。
結(jié)論：采用無負(fù)壓供水方式與傳統(tǒng)供水方式相比，每天可節(jié)省水泵耗電為:W2=9.8kN/m3×960m3×30m/（3600×0.70）≈112Kw•h。
每度電費(fèi)按照0.9元計(jì)，每年可節(jié)省電費(fèi)約：112Kw•h×0.9元/ Kw•h×365≈3.68萬元。
2、水箱清洗費(fèi)用：
按有關(guān)規(guī)定，每年需清洗四次以上，需要大量的人力物力，造成不必要的資源浪費(fèi)，清洗一次還需停水半天，給生活帶來不便。選用TDZBHG供水設(shè)備可節(jié)省清洗費(fèi)用約△E≈1.2萬元/年;
3、管理及維護(hù)費(fèi)用：
TDZBHG無負(fù)壓供水設(shè)備，采用全自動(dòng)運(yùn)行，不需專人值守，在系統(tǒng)設(shè)定的供水壓力下，全智能運(yùn)行，水泵自動(dòng)切換，設(shè)備質(zhì)量可靠，維護(hù)管理運(yùn)行極為簡單方便。僅此一項(xiàng)選用TDZBHG無負(fù)壓供水設(shè)備可節(jié)省維護(hù)費(fèi)用1.20萬元/年+人工費(fèi)用2.40萬元/年=3.6萬元/年；
綜上所述：采用TDZBHG無負(fù)壓供水設(shè)備與傳統(tǒng)供水方式相比，每年可節(jié)省運(yùn)行管理費(fèi)用約在8.48萬左右。按照設(shè)備壽命25年計(jì)算，可節(jié)約運(yùn)行管理費(fèi)用212萬元。
原設(shè)計(jì)供水系統(tǒng)投資情況分析
1、就本工程而言，按照原設(shè)計(jì)：
①、1個(gè)不銹鋼水箱容積共45立方；
②、1套變頻供水設(shè)備；
③、1套消毒設(shè)備；（按照規(guī)范）
④、水箱配套設(shè)施；
2、原設(shè)計(jì)投資分析
⑴、水箱價(jià)格按1500元/m3估算按照國家標(biāo)準(zhǔn)生活水箱需SUS304不銹鋼，則水箱需投資約1500元/m3×150m3=22.5萬元；
⑵、因自來水水質(zhì)二次污染而加設(shè)紫外線臭氧一體化消毒設(shè)備，需投資消毒設(shè)備1套，總費(fèi)用約3萬元；
⑶、如采用1套變頻給水設(shè)備，按照中檔配置，設(shè)備投資大約在30萬元以上；
⑷、可以省掉水箱浮球閥及配套閥門，包括管道及施工費(fèi)用，總計(jì)約2.5萬元。同時(shí)省掉浮球閥杜絕了跑水現(xiàn)象；
選用無負(fù)壓設(shè)備直接增加的收益：
⑴、環(huán)保方面
可以杜絕污染，保障供水的安全。防止鼠、蚊蟲以及防止有人投毒破壞。
⑵、節(jié)水方面
選用TDZBHG無負(fù)壓供水設(shè)備采用全密閉結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，徹底防治了有水池水箱的跑、冒、滴、漏等浪費(fèi)水資源的現(xiàn)象，同時(shí)也節(jié)省了定期清洗而造成對水資源的浪費(fèi)。通過對8個(gè)地區(qū)105家用戶進(jìn)行比較，節(jié)水可達(dá)5%-13%以上，這樣無形中又節(jié)省了投資成本。
設(shè)計(jì)、施工及安裝等方面：
原設(shè)計(jì)供水方案設(shè)有水箱，相應(yīng)地增加了供水系統(tǒng)中管路的復(fù)雜性和安裝維護(hù)的不方便性，因?yàn)樗湫柙O(shè)有浮球閥、溢水，泄水管等復(fù)雜的管路系統(tǒng)。而采用無負(fù)壓供水方案中減少了水箱等主要構(gòu)筑物，簡化了供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝，并且大大縮短了安裝工期。
綜上所述：
采用普通的變頻供水系統(tǒng)，水箱和設(shè)備及配套設(shè)施投資大約在30萬元左右；
C、結(jié)論
綜上所述：選用TDZBHG無負(fù)壓供水設(shè)備與原設(shè)計(jì)的供水系統(tǒng)相比：
①、居民從此用上全程無污染的干凈水，提高樓盤價(jià)值，增加間接效益；
②、原設(shè)計(jì)設(shè)備及附屬設(shè)施綜合投資約為35萬元；
③、節(jié)省后期管理費(fèi)用8.48萬元/年，按照25年計(jì)算，可節(jié)約運(yùn)行管理費(fèi)用192萬元；
三、無負(fù)壓供水設(shè)備主要功能說明：
1、無負(fù)壓功能
設(shè)備與市政管網(wǎng)直接連接，設(shè)備工作時(shí)對管網(wǎng)不產(chǎn)生任何負(fù)壓影響，通過設(shè)備的微機(jī)控制系統(tǒng)及穩(wěn)流補(bǔ)償系統(tǒng)與真空抑制系統(tǒng)的有效工作，時(shí)刻自動(dòng)監(jiān)測自動(dòng)調(diào)節(jié)和適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)壓對吸程的自動(dòng)補(bǔ)償，從而可以消除水泵運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓及吸程影響，絕對不會對市政管網(wǎng)及其周圍用水戶造成影響，也絕不會使管道中出現(xiàn)負(fù)壓和隨之而來的氣囊、氣阻、壓力振蕩、倒流及水錘等是危及管網(wǎng)安全或是產(chǎn)生隱患的重要因素。
2、現(xiàn)場手動(dòng)/自動(dòng)操作轉(zhuǎn)換功能
設(shè)備為用戶提供了多路操作方式，設(shè)備控制面板具備手動(dòng)和自動(dòng)控制方式，由控制面板上的“手動(dòng)/自動(dòng)”轉(zhuǎn)換開關(guān)來選擇。當(dāng)選擇自動(dòng)操作，并將“啟動(dòng)、停止”轉(zhuǎn)換開關(guān)扭至啟動(dòng)位置時(shí)，無須人為干預(yù)設(shè)備的運(yùn)行，設(shè)備在微機(jī)的控制之下按照設(shè)定的程序全自動(dòng)運(yùn)行。在試驗(yàn)或以外情況時(shí)可以進(jìn)行手動(dòng)操作,用戶可通過面板上的“啟動(dòng)X#泵”、“停止X#泵”按鈕控制對應(yīng)水泵的啟動(dòng)與停止（手動(dòng)運(yùn)行時(shí)壓力不受限制，應(yīng)注意觀察實(shí)際出水壓力與用戶要求的差別，防止壓力過高）。此外，設(shè)備還可以擴(kuò)展到集群控制、遠(yuǎn)控、監(jiān)控等多路控制方式，有效保障設(shè)備正常運(yùn)行。
3、有水開機(jī)/無水停機(jī)功能
當(dāng)市政管網(wǎng)水量不滿足時(shí)，設(shè)備自動(dòng)調(diào)整供水狀況，改變設(shè)備運(yùn)行曲線，進(jìn)行真空抑制和穩(wěn)流補(bǔ)償，使用水狀況與進(jìn)水狀況符合，當(dāng)補(bǔ)償量達(dá)到最大時(shí)也即市政管網(wǎng)不能滿足需要時(shí)，設(shè)備自動(dòng)停機(jī)，防止因水源不足而造成設(shè)備的損壞。當(dāng)市政管網(wǎng)恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)，設(shè)備自動(dòng)開機(jī)。
4、自動(dòng)恒壓功能
根據(jù)工程實(shí)際情況，可現(xiàn)場設(shè)定設(shè)備出水壓力，控制系統(tǒng)運(yùn)算速度快，時(shí)刻檢測出水壓力與設(shè)定壓力相比較，自動(dòng)調(diào)節(jié)，使出水壓力非常恒定，恒定壓力控制精度≤±0.01Mpa。設(shè)備可實(shí)現(xiàn)設(shè)備出水端壓力采樣、最不利用水點(diǎn)壓力采樣、供水管路中間任一點(diǎn)壓力采樣的恒壓控制和分時(shí)段多恒壓控制、變量變壓控制等控制功能。
5、變頻自動(dòng)轉(zhuǎn)換及定時(shí)交換功能
當(dāng)一臺水泵全速運(yùn)轉(zhuǎn)仍然不能滿足用水情況時(shí)，設(shè)備自動(dòng)控制其他水泵投入運(yùn)行，并使水泵始終處于高效運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)一臺水泵長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，設(shè)備可以自動(dòng)調(diào)控到其它水泵工作，有效調(diào)控水泵運(yùn)行時(shí)間，使每一臺水泵的利用率趨于均等，避免因水泵利用率不平衡而造成水泵的損壞，從而大大延長設(shè)備的使用壽命。
6、小流量停機(jī)保壓功能
當(dāng)設(shè)備在用水低峰期運(yùn)行，實(shí)際用水量很小時(shí)，微機(jī)將檢測到的信號進(jìn)行處理，并迅速調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)，直至設(shè)備小流量停機(jī)，實(shí)現(xiàn)停機(jī)零損耗。設(shè)備停止運(yùn)行，通過儲能機(jī)構(gòu)維持壓力，提高節(jié)能效果，保證用水需求，在流量加大時(shí)可以自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行狀態(tài)。
7、管網(wǎng)自動(dòng)補(bǔ)償增壓功能aaaa
設(shè)備與自來水管網(wǎng)直接串接，充分利用自來水管網(wǎng)原有壓力。采用變頻調(diào)速控制技術(shù)，對自來水的進(jìn)水壓力和出水設(shè)定壓力的差進(jìn)行補(bǔ)償，充分利用市政管網(wǎng)壓力，高效節(jié)能。
8、管網(wǎng)超壓保護(hù)功能
對于高揚(yáng)程的生活供水設(shè)備，設(shè)備出水口壓力很高，為防止在市政管網(wǎng)壓力不穩(wěn)的的情況下造成管網(wǎng)超壓而增加此功能，當(dāng)設(shè)備處于自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，管網(wǎng)壓力超過設(shè)定的超壓保護(hù)壓力時(shí)設(shè)備語音報(bào)警“管網(wǎng)超壓”并調(diào)整工作狀態(tài)，促使管網(wǎng)壓力不超高，有效保護(hù)用水管網(wǎng)的安全，避免在高層建筑中頻繁出現(xiàn)的管網(wǎng)超壓損壞現(xiàn)象。
9、泵無壓定時(shí)巡檢功能
在自動(dòng)停機(jī)狀態(tài)下，微機(jī)控制水泵定期自動(dòng)巡檢，巡檢時(shí)間的長短可以自動(dòng)調(diào)節(jié)，此功能可防止水泵長期不用而銹蝕的情況發(fā)生。
10、真空抑制預(yù)警功能
如設(shè)備在運(yùn)行的過程出現(xiàn)缺水現(xiàn)象，真空抑制器首先監(jiān)測到并向微機(jī)報(bào)警，微機(jī)將檢測到的信號進(jìn)行處理，補(bǔ)償器預(yù)警指示燈亮，預(yù)先通知操作人員設(shè)備當(dāng)前的進(jìn)水量不足。
11、故障報(bào)警和處理功能
當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行過程中，出現(xiàn)過流、過載、過壓、缺相、過熱、欠壓等等不適合設(shè)備工作的情況時(shí)，設(shè)備能自動(dòng)切轉(zhuǎn)換到保護(hù)狀態(tài)，以保護(hù)設(shè)備不受到損壞。同時(shí)設(shè)備自動(dòng)跳過故障回路或水泵，投入其他回路或水泵，避免設(shè)備不必要的停機(jī)影響到用戶用水，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號，通過近控、遠(yuǎn)控和現(xiàn)場控制進(jìn)行現(xiàn)場或遠(yuǎn)程的故障處理。
12、遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)測功能
遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)，是根據(jù)用戶的需要開發(fā)研制的高新技術(shù)，現(xiàn)已成功應(yīng)用到供水設(shè)備中，共獲得三項(xiàng)國家專利，被國家五部委評為“2001年國家級重點(diǎn)新產(chǎn)品”，通過該項(xiàng)技術(shù)可通過系統(tǒng)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程對用戶設(shè)備進(jìn)行24小時(shí)的監(jiān)控檢測，保證設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，從而將我們的服務(wù)理念更延伸了一步。通過該網(wǎng)絡(luò)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程巡檢，遠(yuǎn)程預(yù)警，遠(yuǎn)程控制，自動(dòng)接收設(shè)備的報(bào)警，及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，對于設(shè)備安全的、可靠的運(yùn)行又多了一層保險(xiǎn)，保證供水系統(tǒng)的安全性，可靠性，用戶可放心使用，無任何后顧之憂。
13、變頻器報(bào)警自動(dòng)復(fù)位功能
變頻器報(bào)警后，自動(dòng)復(fù)位3次，且復(fù)位間隔時(shí)間遞增。如果變頻器復(fù)位3次后仍然不成功，則自動(dòng)停機(jī)保護(hù)。
14、定時(shí)開關(guān)機(jī)功能（適用于間斷供水的設(shè)備）
可以根據(jù)用戶的要求，設(shè)備可以設(shè)定多組開機(jī)/關(guān)機(jī)時(shí)間控制，以實(shí)現(xiàn)用戶不同的用水需求。
15、數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲功能
設(shè)備具有數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲功能，設(shè)備設(shè)有存儲器，數(shù)據(jù)存儲量大，具有1024KB的數(shù)據(jù)存儲量，可以實(shí)時(shí)記錄設(shè)備16384條的運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于歷史數(shù)據(jù)的查看。可以記錄2個(gè)月的數(shù)據(jù)量，并具有循環(huán)擦除記錄的特點(diǎn)對運(yùn)行時(shí)的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤存儲，尤其對故障狀態(tài)下的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行存儲，設(shè)備可以自動(dòng)存儲5次以上的詳細(xì)故障資料，根據(jù)運(yùn)行情況自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，以便于維護(hù)檢測。
16、運(yùn)行狀態(tài)顯示功能
設(shè)備具有液晶中文顯示功能，對設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、設(shè)定功能等進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤顯示，可以直觀的顯示運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備在報(bào)警保護(hù)狀態(tài)時(shí)，顯示器直接將報(bào)警保護(hù)內(nèi)容在顯示器中顯示出來，通過顯示器可以直接對設(shè)備進(jìn)行操作和設(shè)定功能，方便管理和操作，使人與設(shè)備可以直接進(jìn)行界面操作。顯示器功能菜單豐富，操作簡單，檔次高。
17、語音報(bào)警功能
設(shè)備設(shè)有語音報(bào)警功能，設(shè)備在微機(jī)的控制下，對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行跟蹤檢測，對各種運(yùn)行狀態(tài)及在報(bào)警保護(hù)狀態(tài)下的保護(hù)內(nèi)容等進(jìn)行語音提示，避免人為故障的產(chǎn)生，有效提高設(shè)備的使用與維護(hù)安全。語音報(bào)警和提示內(nèi)容清晰，聲音加長時(shí)間可在0秒～8分鐘之間自主調(diào)整，并且采用數(shù)字電位器調(diào)節(jié)，聲音大小可調(diào)。同時(shí)具有播放歌曲欣賞等功能，增加了整套設(shè)備的人性化和趣味性。
18、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)解析功能
設(shè)備具有遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)解析功能，在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下，該功能能夠保證設(shè)備在監(jiān)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，設(shè)備的各種運(yùn)行參數(shù)可以自動(dòng)進(jìn)行解析，有效保證設(shè)備在無人值守狀態(tài)下的運(yùn)行安全。
19、抗干擾屏蔽功能
設(shè)備的控制系統(tǒng)設(shè)有抗干擾屏蔽功能，因設(shè)備為變頻控制，變頻控制過程中很容易產(chǎn)生高頻輻射造成干擾，再有設(shè)備要求控制精度高，對外界的干擾敏感，所以設(shè)備設(shè)有以上功能以有效保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行要求。
20、多樣化的通信功能
設(shè)備預(yù)留通訊接口多。一個(gè)RS232接口，二個(gè)RS485接口，可以用來連接遠(yuǎn)傳監(jiān)控，給用戶預(yù)留監(jiān)控接口，它們都使用標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS通訊協(xié)議。滿足用戶多方面的監(jiān)控需求。
21、集成有豐富的軟件功能
如：定時(shí)段啟動(dòng)停止功能，數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)功能，數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)功能，水泵累計(jì)運(yùn)行時(shí)間記錄功能，故障泵自動(dòng)跳過處理功能，自動(dòng)有水開機(jī)無水停機(jī)功能等等。
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