任燕春

（杭州市第三人民醫(yī)院,杭州 310009）

變頻器與水泵在供水裝置中的應(yīng)用
——應(yīng)用于醫(yī)院供水系統(tǒng)

任燕春

（杭州市第三人民醫(yī)院,杭州 310009）

變頻器與水泵的結(jié)合在日常生活中已廣泛使用，但是在醫(yī)院這個特殊環(huán)境下，任何基本設(shè)施的不穩(wěn)定都有著嚴重影響。本文通過實際日常工作中發(fā)生的問題，現(xiàn)場摸索、勘察，最后通過變頻恒壓供水設(shè)備解決了這個問題。

醫(yī)院；變頻器；水泵

0 引言

水、電等基礎(chǔ)設(shè)施與醫(yī)院正常的開展醫(yī)療關(guān)系密不可分，醫(yī)院日常醫(yī)療進程中都需要水的充足供應(yīng)，哪怕短暫的停供都會造成嚴重影響。在醫(yī)院，供水系統(tǒng)采用的常用方式為直接供水及水箱供水。在本院醫(yī)療用水中，直接供水主要供應(yīng)3層及以下樓層用水，而高層用水則根據(jù)各個病區(qū)，在各個區(qū)域內(nèi)設(shè)置獨立的水箱和水泵，其中水箱亦可分為高層水箱以及地下水箱，所有用水由市政管網(wǎng)進入水箱，再通過水箱供給各個樓層。

1 設(shè)備基本概述

變頻恒壓供水設(shè)備是一種新型的節(jié)能供水設(shè)備。變頻恒壓供水設(shè)備系運用當今最先進的微電腦控制技術(shù)，將變頻調(diào)速器與電機水泵組合而成的機電一體化高科技節(jié)能供水裝置。變頻恒壓供水設(shè)備以水泵出水端水壓（或用戶用水流量）為設(shè)定參數(shù)，通過微機自動控制變頻器的輸出頻率從而調(diào)節(jié)水泵電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)用戶管網(wǎng)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使供水系統(tǒng)自動恒壓穩(wěn)于設(shè)定的壓力值：即用水量增加時，頻率提高，水泵轉(zhuǎn)速加快；用水量減少時，頻率降低，水泵轉(zhuǎn)速減慢。這樣就保證了整個用戶管網(wǎng)隨時都有充足的水壓（與用戶設(shè)定的壓力一致）和水量（隨用戶的用水情況變化而變化）。

2 醫(yī)院供水系統(tǒng)存在的易發(fā)性問題。

2.1 整體環(huán)境簡述以及原因分析

筆者所在的單位有一幢12層的住院部大樓，建筑面積為12926.26㎡，住院部大樓整體供水情況為：1-3層為市政管網(wǎng)直供，4-12層為水箱供水。住院部負一樓有生活水箱、消防水箱各一個，水泵3臺，12樓頂有生活水箱、消防水箱各一個。住院部3樓為我院血透室，2樓為內(nèi)鏡中心與兒科，上訴科室均為醫(yī)院重點科室，且耗水量較大，工作時間內(nèi)不能停水。但是在今年年初就出現(xiàn)幾次停水事件，均為短暫事件，耗時約為半個小時至1個小時之間，等過了這段時間，供水又恢復正常了。

筆者就碰到幾次停水事件發(fā)現(xiàn)，12樓至4樓內(nèi)供水正常，就1-3層水量少，且有時候就直接無水量，但是過了1個小時以后，就自行恢復供水。杭州市市政管網(wǎng)的給水管網(wǎng)壓力為0.3MPa—0.4MPa之間，也就是水頭處于30米—40米之間，根據(jù)住院部樓的實際樓層高度，由市政管網(wǎng)直接供水至3樓應(yīng)該無任何問題。但是仍是多次發(fā)生停水事件，于是經(jīng)科室多次實地查看、研究發(fā)現(xiàn)，該住院部負一層的水泵房內(nèi)的市政管網(wǎng)總進水管除了供1-3層樓直供水，以及供地下水箱外，還有一路供給住院部樓外的食堂，該點地處一樓，且每日用水量極大。所以，當食堂處于大量用水，同時地下水箱水位處于低水位點后也處于進水時，總進水管直接處于“搶水”事件，而1-3層均處于“搶水”弱勢，導致缺水。

2.2 設(shè)備組成及主要技術(shù)

找到停水時間的主要原因后，為了解決這一問題，筆者以及科室人員決定對該管路采用變頻恒壓供水設(shè)備，當其他各處處于進水狀態(tài)時，通過壓力檢測，從而啟動變頻器控制水泵，對1-3層進行加壓，解決其用水問題。

要完成上述條件，最重要的任務(wù)就是完成變頻器以及水泵的選型。

首先，筆者來分析下變頻器。變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式（VVVF 變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。

變頻器的選型主要針對電流，一般變頻器的額定電流要大于等于負載的額定電流。而兩臺電機型號為CR5-9，容量為1.5kw，為了能正常拖動電機，變頻器的選擇一般比電機相加大一個型號，考慮到使用習慣，以及維保便利等因素，筆者選用變頻器

主要使用設(shè)備為：三菱E700，2臺格蘭富（CR5-9），耐震遠傳壓力表等。其中水泵的選型主要根據(jù)流量以及揚程，以流量為例，與樓層給水當量、使用人數(shù)、用水定額、使用時數(shù)及小時變化系數(shù)，都有關(guān)聯(lián)，根據(jù)上述數(shù)據(jù)計算出最大用水時的水流量。具體公式如下：

其中Kc——小時變化系數(shù)，取2.4；q——3層樓一天的用水量；

Q=4.8*40*1.2/24=4.8（噸/小時）

考慮到日常使用習慣，以及設(shè)備維修、維保的便利等相關(guān)因素，筆者使用2臺格蘭富CR5-9泵型，同時配備三菱E700的變頻器，對2臺水泵進行泵蘭方式，當供應(yīng)室的水管缺水時，一臺泵體啟動，如果，流量還是達不到要求時，變頻器自動動作，另一臺變頻器加入并共同作用，直至流量正常。

3 使用設(shè)備日常維護、保養(yǎng)事項

筆者單位3號樓地下室整改設(shè)備主要為以下：三菱E700，2臺格蘭富（CR5-9），耐震遠傳壓力表等。

對于格蘭富CR5-9，啟動時必須打開旁通閥，旁通閥連接水泵的吸入側(cè)和排除側(cè)，因而可以易化灌注步驟，在運行平穩(wěn)后重新管好旁通閥。如果泵送液體中含有氣體時，建議在運行壓力低于6巴時將旁通閥保留在打開位置。在運行壓力超過6巴時需要關(guān)閉旁通閥。不然的話，高速流動的液體會導致出口周圍材料的磨損[1]。

由于泵運送液體對密封面進行潤滑，也就意味著密封處會有一定量的滲漏。首次啟動水泵，或者安裝新的軸封時，需經(jīng)過一定的磨合周期后，滲漏才會降至合理水平。所需時間取決于運行狀況，一般來說，運行狀況的改變，即需要開始新的磨合期。但是由于我院水泵運行的介質(zhì)為自來水，屬于可揮發(fā)液體，則一般情況下不會檢查到滲漏情況[1]。

4 小結(jié)

變頻恒壓供水系統(tǒng)對水泵電機實行無級調(diào)速，依據(jù)用水量及水壓變化通過微機檢測、運算，自動改變水泵轉(zhuǎn)速保持水壓恒定以滿足用水要求，是目前最先進、合理的節(jié)能供水系統(tǒng)。該設(shè)備起動平衡，起動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊；并且可延長泵和閥門等的使用壽命，消除起動和停機時的水錘效應(yīng)。該系統(tǒng)是目前最先進，合理的節(jié)能供水系統(tǒng)。

[1] CR,CRI,CRN Installation and operating instructions.