李　彥

（山西五建集團(tuán)有限公司　030032）

高層住宅小區(qū)無負(fù)壓變頻給水系統(tǒng)探討

李彥

（山西五建集團(tuán)有限公司030032）

本文通過實(shí)例，闡述了生活供水二次加壓泵站是居民小區(qū)和城市高層建筑給水中不可缺少的組成部分，變頻調(diào)速技術(shù)當(dāng)用水壓力及水量滿足要求時(shí)，設(shè)備通過旁通止回閥向用水管網(wǎng)直接供水；當(dāng)管網(wǎng)壓力不能滿足用水要求時(shí)，系統(tǒng)通過壓力傳感器給出起泵信號(hào)啟動(dòng)水泵運(yùn)行，極大地節(jié)約了資源，減少了浪費(fèi)。

高層住宅；無負(fù)壓；變頻；給水系統(tǒng)

為了滿足人們對(duì)高效、低消耗的追求，無負(fù)壓變頻給水系統(tǒng)由此誕生，變頻調(diào)速系統(tǒng)是通過改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。高樓小區(qū)因樓層較高，自來水管網(wǎng)壓力不足，因此都需要通過二次加壓的供水方式供水，并且由于采用了變頻調(diào)速系統(tǒng)，極大地節(jié)約了資源，減少了浪費(fèi)，而且系統(tǒng)運(yùn)行性能比較穩(wěn)定，因此深受業(yè)主的青睞。

1　工程概況

該工程為太原市某高層住宅樓，共28層2棟，18層3棟，建筑物高度84.5m，供水分區(qū)：1～3由市政管網(wǎng)直接供給，4～15層由中區(qū)無負(fù)壓供水設(shè)備加壓。設(shè)備服務(wù)戶數(shù)492戶。16～28層由高區(qū)無負(fù)壓供水設(shè)備加壓。設(shè)備服務(wù)戶數(shù)187戶。工程中生活給水水源由市政自來水給水管網(wǎng)供給，且水質(zhì)符合國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求。其生活引入管引入一條DN150的給水管，用水高峰期自來水壓力約為0.25MPa。

2　高層給水系統(tǒng)方案選擇

結(jié)合本工程生活用水特點(diǎn)，考慮到設(shè)備水泵的性能，我集團(tuán)技術(shù)人員對(duì)該工程中的給水設(shè)備經(jīng)過嚴(yán)格的選型和校核，現(xiàn)選用無負(fù)壓變頻給水系統(tǒng)。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，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(duì)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。采用無負(fù)壓智能變頻控制技術(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(duì)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。

3　無負(fù)壓變頻給水系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

（1）功率因素節(jié)能：功率因素越大，有功功率越大，一般電動(dòng)機(jī)的功率因素為0.6～0.7，使用了無負(fù)壓變頻供水設(shè)備以后，功率因素的值約等于1。也就是將無功功率的值降到最低，使得水泵的能耗都消耗在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)上，全部用來對(duì)外做工，使得水泵的效率達(dá)到最高，節(jié)能效果更好。

（2）降低功率節(jié)能：根據(jù)水泵的相似定律，無負(fù)壓變頻供水設(shè)備在相似工況的時(shí)候，水泵功率隨著轉(zhuǎn)速的三次方變化。當(dāng)同時(shí)使用變頻供水跟工頻泵供水的時(shí)候。

（3）無負(fù)壓供水設(shè)備采用穩(wěn)流調(diào)節(jié)、負(fù)壓補(bǔ)償、預(yù)壓平衡等高新技術(shù)變頻加壓，使供水設(shè)備與自來水管網(wǎng)直接串接，不產(chǎn)生負(fù)壓；不影響直供區(qū)以及周圍用戶供水；不需要修建水箱；可充分利用自來水原有的壓力，節(jié)能效果顯著，可避免因修建水箱而引起的一系列管理上的問題。

（4）無負(fù)壓供水設(shè)備無須設(shè)置水箱及相應(yīng)的消毒設(shè)備，投資小而且設(shè)備總的體積小，節(jié)省大量占地面積，間接經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。無負(fù)壓供水設(shè)備為全封閉結(jié)構(gòu)，不存在跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，更不必?fù)?dān)心水質(zhì)受到污染和人為破壞。徹底杜絕二次加壓供水系統(tǒng)中的二次污染，保證用戶供水安全，達(dá)到自來水直供水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

（5）無負(fù)壓供水設(shè)備沒有水池和水箱，免除了定期清洗消毒的費(fèi)用，全自動(dòng)運(yùn)行時(shí)完全做到無人值守，節(jié)省大量管理費(fèi)用；設(shè)備平均運(yùn)行頻率低，減少了設(shè)備磨損和故障率，延長了設(shè)備使用壽命，因此也降低了日常的設(shè)備維護(hù)維修費(fèi)用。

4　無負(fù)壓變頻給水系統(tǒng)制作安裝技術(shù)要點(diǎn)

（1）無負(fù)壓變頻給水系統(tǒng)必須滿足市政管網(wǎng)的約束條件，任何情況下均不允許超量取水現(xiàn)象。無負(fù)壓管網(wǎng)直供水設(shè)備應(yīng)保證在城市供水管網(wǎng)限定的流量下運(yùn)轉(zhuǎn)，任何時(shí)候都不會(huì)超限量取水，根本不會(huì)在負(fù)壓下強(qiáng)行抽水，維護(hù)供水管網(wǎng)的運(yùn)行安全和相鄰用戶的用水穩(wěn)定。

（2）必須安全、穩(wěn)定的向用戶恒壓供水

①無負(fù)壓管網(wǎng)直供水設(shè)備應(yīng)采用水泵出水端壓力恒定控制或供水管路

最不利點(diǎn)恒壓控制的方式。壓力值可以在現(xiàn)場試水時(shí)設(shè)定和調(diào)整，以達(dá)到用戶用水壓力滿意為準(zhǔn)，恒壓控制穩(wěn)態(tài)精度要求：設(shè)定壓力與實(shí)際壓力差不得超過±0.01MPa。

②控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能要求：必須平滑、穩(wěn)定的進(jìn)行調(diào)節(jié)，不產(chǎn)生調(diào)節(jié)震蕩，并且響應(yīng)速度合理。避免水流喘振、斷流和水擊現(xiàn)象出現(xiàn)。

③無負(fù)壓管網(wǎng)直供水設(shè)備應(yīng)具備的控制功能要求：必須具有兩臺(tái)泵定時(shí)切換功能。故障報(bào)警停泵功能。進(jìn)水壓力控制設(shè)定上限壓力，開泵時(shí)水泵能根據(jù)設(shè)定壓力值自動(dòng)升降轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)出水壓力，達(dá)到下限壓力時(shí)停泵。必須設(shè)有手動(dòng)開關(guān)泵按鈕，當(dāng)自動(dòng)功能出現(xiàn)故障時(shí)必須手動(dòng)開關(guān)水泵，不至于影響用戶用水和市政管網(wǎng)運(yùn)行的安全。

（3）對(duì)無負(fù)壓管網(wǎng)直供水設(shè)備制作與安裝要求

①變頻控制柜內(nèi)電器元件必須采用如下國外知名品牌，控制柜面板上各種指示燈及儀器齊全，指示牌指示準(zhǔn)確清晰，距離2m可辨清指示牌內(nèi)容。設(shè)備進(jìn)水壓力控制應(yīng)用壓力傳感器控制或遠(yuǎn)傳壓力表，不能使用電接點(diǎn)壓力表。出水壓力可選用壓力傳感或是遠(yuǎn)傳壓力表，進(jìn)水最好使用壓力傳感器。

②對(duì)無負(fù)壓變頻供水設(shè)備配置要求為：兩臺(tái)水泵，一用一備，即一臺(tái)水泵可以零流量連續(xù)調(diào)節(jié)為最大流量，滿足24h全時(shí)段的用水高峰及低谷的變化需要，另一臺(tái)作為備用泵，工作泵與備用泵定時(shí)平滑切換一次，以避免泵用泵中死水時(shí)間長而影響水質(zhì)。

③保證設(shè)備絕對(duì)與大氣隔絕，全封閉運(yùn)行，徹底杜絕二次污染，保證在自來水管網(wǎng)的限定性條件下連接運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓管路沖擊等影響管網(wǎng)供水安全的隱患，具有相關(guān)的資質(zhì)證明。

5　無負(fù)壓變頻供水設(shè)備調(diào)試現(xiàn)場注意事項(xiàng)：

（1）出現(xiàn)異?，F(xiàn)象應(yīng)注意的問題：設(shè)備具有全自動(dòng)運(yùn)行的功能，如果出現(xiàn)報(bào)警故障不能自動(dòng)時(shí)，應(yīng)急用水可采取手動(dòng)，時(shí)間不宜過長（并有人現(xiàn)場監(jiān)視壓力），等廠家維修人員到場處理。沒有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的人員請(qǐng)勿自行維修，否則可能造成嚴(yán)重的后果。

（2）無負(fù)壓變頻供水設(shè)備調(diào)試前應(yīng)該具備條件：控制柜應(yīng)安裝在清潔、干燥、無滴水的場合，且無腐蝕性或?qū)щ娦苑蹓m（保護(hù)等級(jí)2），應(yīng)做好各種防護(hù)工作。電源進(jìn)線要求為三相五線制，電壓要求：380（±10%），進(jìn)入電控柜的方式為下進(jìn)線制，零線、PE線分別壓在零線絕緣端子、接地銅排。三根相線接到上端的總空開上，要求壓接銅接頭、涮錫處理，要求固定牢靠。電氣布線穿管必須在預(yù)制地面前，按廠家或設(shè)計(jì)單位的穿管圖鋪設(shè)穿線套管，鋼管必須高出預(yù)制地面一定距離并套絲，接好電機(jī)線，信號(hào)線需調(diào)試人員指導(dǎo)安裝。

（3）運(yùn)行中注意的問題：無負(fù)壓變頻供水設(shè)備控制柜應(yīng)垂直放置，平穩(wěn)安放在控制柜基礎(chǔ)或槽鋼底座上。先把電控柜內(nèi)主開關(guān)合閘，再將控制電源單極開關(guān)合上后，才能進(jìn)行設(shè)備的手動(dòng)和自動(dòng)操作。設(shè)備正在運(yùn)行時(shí)，嚴(yán)禁操作“自動(dòng)/手動(dòng)”轉(zhuǎn)換開關(guān)。只有設(shè)備完全停止時(shí)，方可操作此開關(guān)。采用自耦降壓啟動(dòng)的設(shè)備，嚴(yán)禁頻繁啟動(dòng)，否則有可能造成設(shè)備損壞。

[1]《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50015-2003）.

[2]建筑給水排水施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB/T50015-2003）.

TU991

A

1673-0038（2015）44-0136-02

2015-10-18

李彥（1976-），工程師，本科。