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無負壓供水設備在高層建筑中的利用
點擊次數：193 發布時間：2014-10-17
城市土地資源的緊張，房地產的開發向高層發展，還有對供水質量和供水系統可靠性的請求不斷進步。再加上目前能源緊缺，利用*的主動化把持技巧以及通信技巧。采納高性能、高節能、高環保，能適應不同領域的無負壓供水設備成為必定趨勢。
該工程屬于一類高層建筑，一層至頂層為住宅樓。住宅部分生活給水系統分為高、中、低區3個系統：低區為1～4層。中區為5～17層，高區為18層至頂層，生活給水水源由市政自來水給水管網提供，供水管網輸出端壓力約為0.2MPa，傳統的中、高區由設于室內泵房的生活給水變頻泵組和生活水池聯合加壓提供，室內生活調節水池需120m3，此供水系統已不能滿足當前城市供水現代化請求，綜合環保節能等技巧請求，經專家論證抉擇采納無負壓供水設備來解決該工程的供水問題。
1、無負壓供水設備的優點
(1)設備投資省，占地面積小，無需修建蓄水池或水箱，也不需設置大型氣壓罐，一勤儉了投資，充沛利用了自來水管網1次供水壓力，加壓泵選型可以減小，設備投資減少。二節儉了系統占地面積，充沛利用節儉的土地進步地產利用率，符合國家節儉土地資源的請求。
(2)衛生無污染，供水系統從自來水管網至用戶水為全密封結構，污染物不會進入系統；水體不與空氣直接接觸，過流部件采納食品級不銹鋼制作，不對水質產生污染。
(3)節能效果明顯，設備直接與自來水管網串接，在自來水廠一次供水管網壓力的根基上疊加所需的壓力，差多少，補多少，能充沛利用管網的余壓；用水低峰期，設備甚至不需運行，節能效果明顯，與傳統給水設備比，節能達30%～60%。
(4)安裝簡便，無負壓疊壓供水設備為成套提供用戶，現場只需聯接進出水管，施工周期短，安裝簡略。
(5)運行成本低，由于加壓泵的選型較小，而且可采納多泵關聯供水，在用水低峰期直接利用城市一次供水壓力供水，設備不需啟泵或只啟動1臺泵足以滿足用水需要，用水高峰時才會啟動其他泵。因此，設備運行歷程中能耗非常低，降低了運行成本。
(6)停電不會收場供水，由于設備有一條公共供水管路與用戶管網直接相通，在停電時加壓泵雖收場工作，但自來水廠一次供水壓力仍可保持供水。
(7)管理掩護簡便，無負壓疊壓供水設備為微機全主動把持變頻調速運行，停電設備主動停機，來電主動開機，完善的故障檢測、診斷技巧和報警提示使得設備的管理掩護異常簡便；由于不會產生污染，因此無需麻煩的清洗工作。
2、無負壓供水設備的工作原理
自來水管網的水通過進水管道部分進入穩流補償罐，穩流補償罐內空氣通過負壓打消器排出，直至罐內水滿，設備通電置于主動工作狀態。把持系統對設備進水總管壓力與用戶管網壓力實時檢測，并將壓力信號轉換為數字信號儲存于寄放器中，與預先從觸摸式人機界面設置的并儲存于寄放器的壓力設定值進行閉環運算，并將效果轉換為模仿量以把持變頻器的輸出頻率，把持水泵的運行轉速，在市政供水量大于用戶用水量時根據用戶管網壓力主動調節水泵轉速，保證用戶管網壓力恒定；在市政供水量小于用戶用水量時，及時調低水泵轉速，把持提供用戶的水量，確保給水設備不對市政管網產生。
3無負壓供水設備的設計特性
(1)變頻供水系統要害的調節部件是變頻器，把持設備是可編程把持器和人機界面觸摸屏，采納雙變頻器交互切換的設計，在水泵切換時，能保證系統水壓不會波動。
(2)穩流罐選擇不銹鋼穩流罐，該罐為立式或臥式結構，嚴峻遵守國標GBl50《鋼制壓力容器》生產。穩流材質采納SUS304-2B食品級不銹鋼，具有較強的耐腐性，符合國家衛生飲用水設備標準；穩流罐耐壓0.6MPa，具有較好的氣密性；罐體進出口為法蘭連接法子，方便與系統其他設備的連接；穩流罐下方設置有排污口。側面安裝了不銹鋼液位計，罐中水位情況一目了然，全部罐體采納鏡面拋光技巧，十分雅觀。
(3)無負壓供水設備選用不銹鋼浮球式負壓打消裝置。加裝空氣過濾器，將空氣與水隔開，杜絕污染，過濾級別為F5；≥5μm微粒去除率為99%；≤1μm微粒去除率為70%。
(4)設計雙重防止產生負壓，一是裝在穩流罐上的負壓克制器在管網供水量小于用戶用水量時主動開啟，通過導氣口將穩流器與大氣導通，以避免市政管網產生負壓；二是在穩流器與市政管網連接收道上裝有壓力傳感器，由微機實時進行檢測，當壓力值過低時微機向變頻器發出降低運行頻率指令，把持變頻器輸出頻率，調低水泵工作轉速，從而調低設備供水量，使設備供水量不大于市政管網供水量，這樣也保證了穩流器不會對市政管網形成負壓吸水的現象。
(5)沒備與管網連接處加裝倒流防止器(防污隔絕閥)，能夠將供水沒備內同流水帶來的污染與市政管網完整隔開，泵組設備為整機結構，由不銹鋼管或鋼骨架塑料復合管連接而成。
(6)系統中設置了膈膜氣壓罐。氣壓罐有緩沖和保壓的功效，配合節能型供水軟件，系統可以實現小流量“保壓停機”功效，可以大大節儉運行費用。
(7)噪聲考慮。①選用低噪聲電機和沖壓水泵，采納轉變變頻器載波頻率的法子來降低從供水設備上發出的噪音。②水泵根基安置減振器，水泵進出口等相連端采納橡膠軟接。
4無負壓供水設備自控功效
無負壓供水設備設置有兩種工作法子：手動、主動。
(1)手動法子是可靠而又zui簡略的法子。
(2)主動工作法子是正常工作法子，有以下特性：①主動系統每套可把持2～5臺水泵進行互為備臺的工作，水泵的運行，遵守先開先停、先停先開、工作光陰均衡的原則，各泵的工作強度相當，避免某臺水泵*應用引起過度磨損或銹蝕，從而有效延伸每臺水泵的應用壽命。②方便用戶應用，該系統采納可觸摸式人機界面。③實現水泵恒壓運行，壓力值輸出精度有效保證在0.01MPa內，通過盤算機模仿管網特征曲線，調劑水泵工作在區，整機效果更佳。④系統具備運行、收場及故障顯示功效等。
5無負壓供水設備環保、節能分析
(1)節水方面，無負壓供水設備采納全密閉結構系統，*防止了蓄水池的溢、滲、滴、漏等浪費水資源的現象，同時也勤儉了定期清洗水箱時而造成對水資源的浪費。
(2)占處所面，傳統供水法子需設置蓄水池或高位水箱，在此蓄水池或高位水箱凈高均按2.5m計，則蓄水池占地面積約140m2，而采納無負壓供水方案可勤儉占地面積約140m2，這部分勤儉的面積作車庫或倉庫等。按3000元/m2計，則可勤儉約42萬元的占地費用。
(3)管理費用，傳統供水方案所設水箱應每半年清洗1次，還要停水1d，在管理上還存在對供水安全的擔心，并需要增加必要的安全防護措施費用。水箱按50元/m2考慮潔凈費和檢疫檢驗費，其地下水箱的清洗面積約400m2，每年的管理掩護費用約50元/m2×400m2×2次=4萬元/年，按15年考慮，則需約60萬元的管理掩護費用，而采納無負壓供水方案則可勤儉此筆管理費用。另外，無負壓供水設備采納全主動運行，不需要設專人看護管理，傳統的供水法子自動化程度低，需設專人值班，按2人，每人工資按1萬元/年考慮，采納無負壓供水方案每年可勤儉人工福利費約2萬元/年，可勤儉設備每年保養費約1萬元/年，按15年考慮，則人工福利費及設備保養費約45萬元。
(4)節能分析，無負壓供水設備可充沛利用自來水管網壓力，采納變頻調速，水泵電機在微機的把持下，根據自來水的壓力調節電機的轉速，只對自來水的進水壓力和所需壓力進行補壓，當自來水的壓力滿足請求時設備就收場工作，節能效果非常明顯，分析如下：以該工程為例，自來水管網平時供水壓力為0.25MPa，高峰期供水壓力為0.15MPa，設計用水量為80m3/h，zui大秒流量為40L/s，zui高層需供水壓力100m，選用無負壓供水設備采納分區供水法子，低區流量5L/s，供水壓力50m；高區流量20L/s，供水壓力100m；考慮自來水供水壓力的不穩固性和克服阻力所損耗的壓力，高峰期利用自來水管網壓力0.12MPa,則低區供水壓力為38m，高區為88m,低峰期自來水管網壓力為0.25MPa，同上可利用的壓力為0.22MPa。根據用水規律，用水高峰約2H，中峰約5h，低峰約7h，小流保壓期約10h，則水泵每天電耗EP可通過下列公式盤算，低區為例：
EP＝pTQmHA/02ηp式中：p：水的密度，1.03kg/L
T：及泵運行光陰，h；
Qm：單位時問流量，L/s；
H：揚程，m；
A：變頻節能系數；
ηp：水泵、電機和傳動裝置的總運行效率根據水泵樣本斷定。
高峰期EPl=19.19kW.h，中峰期EP2=20.7kW.h，低峰期EP3=13.85kW.h，小流量保壓光陰為10h，耗電根基為零，故低區EP=53.74kW.h。
同上，高區EP=133.28kW.h,則水泵每年運行電耗為187.02kW.h/天*365天*0.8元/kW.h=5.46萬元/年。
傳統供水方案按選用2臺37kW水泵，水泵工頻運行，水泵按每天10h運行，則每天電耗W=370kW.h/天，那么每年運行電耗E1=370kW.h/天×365天×0.8元/W.h=10.8萬元。
綜上與傳統供水相比，選用無負壓供水設備可勤儉年運行電耗5.34萬元，以運行15年考慮，則可勤儉運行費用約80萬元。
所以，采用無負壓供水設備，從環保、節水、節能等方面與傳統的供水方案相比，無負壓供水設備不僅可節儉一次性投資，而且運行費用低，供水質量安全、可靠、衛生，設備掩護管理簡略方便，勤儉建筑面積，采納盤算機靈能把持變頻調速供水技巧，供水安全可靠，是真正的衛生、環保的綠色供水設備。
該工程屬于一類高層建筑，一層至頂層為住宅樓。住宅部分生活給水系統分為高、中、低區3個系統：低區為1～4層。中區為5～17層，高區為18層至頂層，生活給水水源由市政自來水給水管網提供，供水管網輸出端壓力約為0.2MPa，傳統的中、高區由設于室內泵房的生活給水變頻泵組和生活水池聯合加壓提供，室內生活調節水池需120m3，此供水系統已不能滿足當前城市供水現代化請求，綜合環保節能等技巧請求，經專家論證抉擇采納無負壓供水設備來解決該工程的供水問題。
1、無負壓供水設備的優點
(1)設備投資省，占地面積小，無需修建蓄水池或水箱，也不需設置大型氣壓罐，一勤儉了投資，充沛利用了自來水管網1次供水壓力，加壓泵選型可以減小，設備投資減少。二節儉了系統占地面積，充沛利用節儉的土地進步地產利用率，符合國家節儉土地資源的請求。
(2)衛生無污染，供水系統從自來水管網至用戶水為全密封結構，污染物不會進入系統；水體不與空氣直接接觸，過流部件采納食品級不銹鋼制作，不對水質產生污染。
(3)節能效果明顯，設備直接與自來水管網串接，在自來水廠一次供水管網壓力的根基上疊加所需的壓力，差多少，補多少，能充沛利用管網的余壓；用水低峰期，設備甚至不需運行，節能效果明顯，與傳統給水設備比，節能達30%～60%。
(4)安裝簡便，無負壓疊壓供水設備為成套提供用戶，現場只需聯接進出水管，施工周期短，安裝簡略。
(5)運行成本低，由于加壓泵的選型較小，而且可采納多泵關聯供水，在用水低峰期直接利用城市一次供水壓力供水，設備不需啟泵或只啟動1臺泵足以滿足用水需要，用水高峰時才會啟動其他泵。因此，設備運行歷程中能耗非常低，降低了運行成本。
(6)停電不會收場供水，由于設備有一條公共供水管路與用戶管網直接相通，在停電時加壓泵雖收場工作，但自來水廠一次供水壓力仍可保持供水。
(7)管理掩護簡便，無負壓疊壓供水設備為微機全主動把持變頻調速運行，停電設備主動停機，來電主動開機，完善的故障檢測、診斷技巧和報警提示使得設備的管理掩護異常簡便；由于不會產生污染，因此無需麻煩的清洗工作。
2、無負壓供水設備的工作原理
自來水管網的水通過進水管道部分進入穩流補償罐，穩流補償罐內空氣通過負壓打消器排出，直至罐內水滿，設備通電置于主動工作狀態。把持系統對設備進水總管壓力與用戶管網壓力實時檢測，并將壓力信號轉換為數字信號儲存于寄放器中，與預先從觸摸式人機界面設置的并儲存于寄放器的壓力設定值進行閉環運算，并將效果轉換為模仿量以把持變頻器的輸出頻率，把持水泵的運行轉速，在市政供水量大于用戶用水量時根據用戶管網壓力主動調節水泵轉速，保證用戶管網壓力恒定；在市政供水量小于用戶用水量時，及時調低水泵轉速，把持提供用戶的水量，確保給水設備不對市政管網產生。
3無負壓供水設備的設計特性
(1)變頻供水系統要害的調節部件是變頻器，把持設備是可編程把持器和人機界面觸摸屏，采納雙變頻器交互切換的設計，在水泵切換時，能保證系統水壓不會波動。
(2)穩流罐選擇不銹鋼穩流罐，該罐為立式或臥式結構，嚴峻遵守國標GBl50《鋼制壓力容器》生產。穩流材質采納SUS304-2B食品級不銹鋼，具有較強的耐腐性，符合國家衛生飲用水設備標準；穩流罐耐壓0.6MPa，具有較好的氣密性；罐體進出口為法蘭連接法子，方便與系統其他設備的連接；穩流罐下方設置有排污口。側面安裝了不銹鋼液位計，罐中水位情況一目了然，全部罐體采納鏡面拋光技巧，十分雅觀。
(3)無負壓供水設備選用不銹鋼浮球式負壓打消裝置。加裝空氣過濾器，將空氣與水隔開，杜絕污染，過濾級別為F5；≥5μm微粒去除率為99%；≤1μm微粒去除率為70%。
(4)設計雙重防止產生負壓，一是裝在穩流罐上的負壓克制器在管網供水量小于用戶用水量時主動開啟，通過導氣口將穩流器與大氣導通，以避免市政管網產生負壓；二是在穩流器與市政管網連接收道上裝有壓力傳感器，由微機實時進行檢測，當壓力值過低時微機向變頻器發出降低運行頻率指令，把持變頻器輸出頻率，調低水泵工作轉速，從而調低設備供水量，使設備供水量不大于市政管網供水量，這樣也保證了穩流器不會對市政管網形成負壓吸水的現象。
(5)沒備與管網連接處加裝倒流防止器(防污隔絕閥)，能夠將供水沒備內同流水帶來的污染與市政管網完整隔開，泵組設備為整機結構，由不銹鋼管或鋼骨架塑料復合管連接而成。
(6)系統中設置了膈膜氣壓罐。氣壓罐有緩沖和保壓的功效，配合節能型供水軟件，系統可以實現小流量“保壓停機”功效，可以大大節儉運行費用。
(7)噪聲考慮。①選用低噪聲電機和沖壓水泵，采納轉變變頻器載波頻率的法子來降低從供水設備上發出的噪音。②水泵根基安置減振器，水泵進出口等相連端采納橡膠軟接。
4無負壓供水設備自控功效
無負壓供水設備設置有兩種工作法子：手動、主動。
(1)手動法子是可靠而又zui簡略的法子。
(2)主動工作法子是正常工作法子，有以下特性：①主動系統每套可把持2～5臺水泵進行互為備臺的工作，水泵的運行，遵守先開先停、先停先開、工作光陰均衡的原則，各泵的工作強度相當，避免某臺水泵*應用引起過度磨損或銹蝕，從而有效延伸每臺水泵的應用壽命。②方便用戶應用，該系統采納可觸摸式人機界面。③實現水泵恒壓運行，壓力值輸出精度有效保證在0.01MPa內，通過盤算機模仿管網特征曲線，調劑水泵工作在區，整機效果更佳。④系統具備運行、收場及故障顯示功效等。
5無負壓供水設備環保、節能分析
(1)節水方面，無負壓供水設備采納全密閉結構系統，*防止了蓄水池的溢、滲、滴、漏等浪費水資源的現象，同時也勤儉了定期清洗水箱時而造成對水資源的浪費。
(2)占處所面，傳統供水法子需設置蓄水池或高位水箱，在此蓄水池或高位水箱凈高均按2.5m計，則蓄水池占地面積約140m2，而采納無負壓供水方案可勤儉占地面積約140m2，這部分勤儉的面積作車庫或倉庫等。按3000元/m2計，則可勤儉約42萬元的占地費用。
(3)管理費用，傳統供水方案所設水箱應每半年清洗1次，還要停水1d，在管理上還存在對供水安全的擔心，并需要增加必要的安全防護措施費用。水箱按50元/m2考慮潔凈費和檢疫檢驗費，其地下水箱的清洗面積約400m2，每年的管理掩護費用約50元/m2×400m2×2次=4萬元/年，按15年考慮，則需約60萬元的管理掩護費用，而采納無負壓供水方案則可勤儉此筆管理費用。另外，無負壓供水設備采納全主動運行，不需要設專人看護管理，傳統的供水法子自動化程度低，需設專人值班，按2人，每人工資按1萬元/年考慮，采納無負壓供水方案每年可勤儉人工福利費約2萬元/年，可勤儉設備每年保養費約1萬元/年，按15年考慮，則人工福利費及設備保養費約45萬元。
(4)節能分析，無負壓供水設備可充沛利用自來水管網壓力，采納變頻調速，水泵電機在微機的把持下，根據自來水的壓力調節電機的轉速，只對自來水的進水壓力和所需壓力進行補壓，當自來水的壓力滿足請求時設備就收場工作，節能效果非常明顯，分析如下：以該工程為例，自來水管網平時供水壓力為0.25MPa，高峰期供水壓力為0.15MPa，設計用水量為80m3/h，zui大秒流量為40L/s，zui高層需供水壓力100m，選用無負壓供水設備采納分區供水法子，低區流量5L/s，供水壓力50m；高區流量20L/s，供水壓力100m；考慮自來水供水壓力的不穩固性和克服阻力所損耗的壓力，高峰期利用自來水管網壓力0.12MPa,則低區供水壓力為38m，高區為88m,低峰期自來水管網壓力為0.25MPa，同上可利用的壓力為0.22MPa。根據用水規律，用水高峰約2H，中峰約5h，低峰約7h，小流保壓期約10h，則水泵每天電耗EP可通過下列公式盤算，低區為例：
EP＝pTQmHA/02ηp式中：p：水的密度，1.03kg/L
T：及泵運行光陰，h；
Qm：單位時問流量，L/s；
H：揚程，m；
A：變頻節能系數；
ηp：水泵、電機和傳動裝置的總運行效率根據水泵樣本斷定。
高峰期EPl=19.19kW.h，中峰期EP2=20.7kW.h，低峰期EP3=13.85kW.h，小流量保壓光陰為10h，耗電根基為零，故低區EP=53.74kW.h。
同上，高區EP=133.28kW.h,則水泵每年運行電耗為187.02kW.h/天*365天*0.8元/kW.h=5.46萬元/年。
傳統供水方案按選用2臺37kW水泵，水泵工頻運行，水泵按每天10h運行，則每天電耗W=370kW.h/天，那么每年運行電耗E1=370kW.h/天×365天×0.8元/W.h=10.8萬元。
綜上與傳統供水相比，選用無負壓供水設備可勤儉年運行電耗5.34萬元，以運行15年考慮，則可勤儉運行費用約80萬元。
所以，采用無負壓供水設備，從環保、節水、節能等方面與傳統的供水方案相比，無負壓供水設備不僅可節儉一次性投資，而且運行費用低，供水質量安全、可靠、衛生，設備掩護管理簡略方便，勤儉建筑面積，采納盤算機靈能把持變頻調速供水技巧，供水安全可靠，是真正的衛生、環保的綠色供水設備。