淺議智能型管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)技術要點
淺議智能型管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)技術要點
隨著城市建設的不斷發(fā)展，相繼出現(xiàn)了次高層建筑（9－12層）。我們知道，大樓啟用最基本的條件就是要有供水系統(tǒng)。自來水廠通過城市輸、配水管道供水，水壓一般在2kg/cm2左右，夜間可達2．5－2．7kg/cm2，所以六、七層以下的住宅樓，通過設置屋頂水箱，夜間市政管網(wǎng)水壓高時屋頂水箱進水，供四層以上住戶正常用水是沒有問題的。而目前城市用地越來緊，不得不建較高的樓房，除了建高層建筑以外，還要建次高層建筑。相比之下，次高層建筑（特別是住宅）施工周期短，容積率高，產(chǎn)生效益快，更得到廣大房地產(chǎn)商的青睞。而且，由于次高層的物業(yè)管理費與高層建筑的物業(yè)管理費相比要低得多，所以，大多數(shù)購房者傾向于購置次高層建筑。而這類建筑的代水就涉及到二次增壓供水的問題。當前研究和探討這類問題，是十分必要的。
一、常見幾種供水方式
一般二次增壓采用以下幾種供水方式：
1、水池－水泵（恒壓變頻或氣壓罐）－管網(wǎng)系統(tǒng)－用水點
此方式是集中供水。對于一、二層是商業(yè)群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前較多采用此種供水方案。一般設計有地下生活水池一座，集中恒壓變頻供水，不設屋頂水箱，最不利用水點是頂層住宅。主水泵一般有三臺，二開一備自動切換，付泵為一小流量泵，夜間用水量小時主泵自動切換到付泵，以維持系統(tǒng)壓力基本不變（氣壓罐一般不用于生活用水）。
2、水池－水泵－高位水箱－用水點
此方式也是集中供水。單幢次高層和高層建筑的高壓供水區(qū)較多采用該種方案。一般也需要設計有一座地下水池，通過兩臺水泵（一用一備）抽水送至高水箱，再由高位水箱向下供水至各用水點。
3、單元水箱－單元增壓泵－單元高位水箱－各單位無水點
此方式已簡化為單元總水表進水。單元水箱和單元增壓泵實際上是一個整體，我們稱之為單元增壓器。九四年與上海海鷹機械廠合作研制開發(fā)了第一代的單元增壓器，并用于我所管理的工程中。經(jīng)過半年使用，又發(fā)現(xiàn)了需要改進的地方，并作了多次修改，現(xiàn)在使用的是第三代產(chǎn)品。
二、比較（經(jīng)濟和社會效益）
從現(xiàn)論上講第一種方式恒壓變頻供水是較為理想和先進的。首先恒壓變頻供水保證出水壓力不變，根據(jù)用水量大小進行變頻供水，既節(jié)約電能，又保證水泵軟啟動（對電網(wǎng)電壓沖擊不大），延長了水泵壽命。各臺水泵自動輪換使用，即最先投入使用的水泵最早退出運行，這樣，各臺水泵壽命均等，而且，一旦水泵出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)能自動跳過故障泵運行。從造價上看較省，一般13萬元左右一套，只需考慮水泵房的變頻供水設備費、地下貯水池費，不需要屋頂水箱（約1500元／只），還可減少屋頂水箱的二次污染和保證頂層的供水壓力（用熱水器壓力也沒問題）。
但是，在實際使用中，卻遇到了許多問題，給工作帶來了麻煩，公司社會效益直接受到影響。我所承建的一個項目就采用了無屋頂水箱的集中變頻供水方式，它的使用和日常管理所反映出的問題，就很有代表性。首先，由于是集中供水，進地下水池的總水表屬自來水公司產(chǎn)權，他們只按此總水表所走的度數(shù)收取水費，表內(nèi)管網(wǎng)的跑冒滴漏與他們無關。而一般管網(wǎng)跑冒滴漏總是難免的，即使沒有，各單元的單元分表度數(shù)與地下水池的總水表也有誤差，再到各分戶水表度數(shù)相差更大，誰來承擔這一差價，再加上水泵的電費（經(jīng)測算約0．9度電／噸水）使得這里水價很高，住戶無法承擔，收交水電費成了很傷腦筋的事。從九四年至今，我開發(fā)公司一直在承著水泵電費和水費差價，這樣無止盡地下去，不知到何時，這項費用是無法估算的。也無帳可出（因為這里沒有實行物業(yè)管理）。而另一方面，通過四年多來的使用，我還發(fā)現(xiàn)，雖然該設備可以完全自動化，無需人天天管理，但它還有致命的弱點：水泵在自動切換時（卸載或加載時）水泵供水會出現(xiàn)短暫的低壓，特別是電腦判斷有故障需跳過故障泵運行時時間會更長。隨著設備使用年限加長，設備房潮濕造成電腦元器件老化加快，水管路系統(tǒng)止回閥的失錄，反映故障和處理故障的時間也延長，直接受害者就是頂層住戶。一旦壓力減低他們就無水，當跳過故障泵啟動備用泵時壓力又增大，所以頂層住戶怨聲不斷。集中供水還有一最大的毛病就是，一旦供水系統(tǒng)有問題，無法供水，幾百戶人家都要遭殃。而且，由于水泵運行是由變頻控制柜來完成的，如果變頻控制柜出故障，一般的電工無法處理，需要廠家專業(yè)技術人員來解決，造成設備不能及時維修，供水無法保證。雖然設備房管理簡單了，但住戶用水缺乏保障，社會效益受到影響。
第二種方式是較成熟的水泵、水箱供水方式。水泵控制柜采用最簡單的電器元器件，如出現(xiàn)故障，普通的電工就能維修，而且元器件的費用也低。再加上有高位水箱，不會造成一停電就停水，供水保障率高。但用在單幢次高層建筑同樣也存在收交水電費難的問題。用在高層建筑，則可以由物業(yè)管理公司一并考慮解決。
第三種方式，是在吸取了以上兩種供水方式的經(jīng)驗教訓后產(chǎn)生的，雖然一次性投資較大，每個單元都要設增壓器（約1萬元／臺），增加單元屋頂水箱（約1500元／只）增加進水總表安裝費（約4000元／只），單元泵電表安裝費（約4000元／只），還有各單元小水泵房土建費用等，總費用比上兩種方式增加一、二十萬元，但管理上解決了許多麻煩。首先，水電費各單元住戶自己交，一旦水泵出故障，只影響該單元的十幾戶。房地產(chǎn)商一般寧愿一次性投入大一點，也不愿一背上個包袱，特別是與住戶打交道。由于有屋頂水箱，高水位時停泵，低水位時啟泵，這樣，水泵也有了停息時間，既省電又不至于一停電就停泵無水供應，用水有了保障。社會效益明顯好于前兩種供水方式。但是，如果設備本身返修率大的話，也會給管理帶來麻煩，必竟一個大泵房分成了許多小泵房。所以，選擇品質(zhì)優(yōu)良、性能卓越的單元供水設備尤為重要。
三、單元增壓器性能簡介
從上面的介紹可知，單元增壓器性能的優(yōu)劣，直接關系到用戶的使用和開發(fā)商的信譽。通過四年多的實際使用，我認為上海海鷹機械廠的第三代單元增壓器質(zhì)量很好，用電省，故障率低。而且，當市政管網(wǎng)壓力高得足以使屋頂水箱夜間進水時，增壓器的壓力控制器會自動控制水泵停止工作，由旁通管直接供水。我所作的工程中采取了這種方式，運行效果很好。特別是近來市政管網(wǎng)的壓力有了很大提高，夜間可達3．5kg/cm2左右，所以，實際使用中九層樓的住宅，水泵運行時間短、次數(shù)少，用電非常省，大約0．02元／噸水的電費。但是，我又發(fā)現(xiàn)了另外一個問題：當水壓較高，水泵較長時間不運轉(zhuǎn)時，會出現(xiàn)水泵卡死。對此，我已建議廠家在水泵控制柜中增加定時器，每天定時運轉(zhuǎn)泵兩分鐘左右。對于該單元增壓器，我認為還應不斷改進，以滿足不同用戶的需要。
四、結(jié)語
從以上的比較分析和本人實際工作中遇到的情況來看，我認為，開發(fā)企業(yè)所建的次高層建筑的供水方案，采用單元增壓（即第三種方式）較合適。請各位專家和同行們多提出寶貴意和建議，以便把次高層建筑供水搞得更好。
中贏智能管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)簡介
智能管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)是一種新型的清潔衛(wèi)生、高效節(jié)能的變頻調(diào)速供水方式，也被業(yè)界稱為管網(wǎng)無負壓供水。它無需建立水池，直接連接在市政自來水管道上并充分利用自來水原有壓力節(jié)約了大量的電能和設備投資，其節(jié)能效果可達50%以上。
智能管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)應具備的控制功能要求：必須具有兩臺泵定時切換功能。故障報警停泵功能。進水壓力控制設定上限壓力，開泵時水泵能根據(jù)設定壓力值自動升降轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)出水壓力，達到下限壓力時停泵。必須設有手動開關泵按鈕，當自動功能出現(xiàn)故障時必須手動開關水泵，不至于影響用戶用水和市政管網(wǎng)運行的安全。
控制系統(tǒng)動態(tài)性能要求：必須平滑、穩(wěn)定的進行調(diào)節(jié)，不產(chǎn)生調(diào)節(jié)震蕩，并且響應速度合理。避免水流喘振、斷流和水擊現(xiàn)象出現(xiàn)。
恒壓控制穩(wěn)態(tài)精度要求：設定壓力與實際壓力差不得超過±0.01MPa。
中贏智能管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)應采用水泵出水端壓力恒定控制或供水管路最不利點恒壓控制的方式。壓力值可以在現(xiàn)場試水時設定和調(diào)整，以達到用戶用水壓力滿意為準。
中贏智能管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)具備以下特點
1、無負壓功能
設備與市政管網(wǎng)直接連接，設備工作時對管網(wǎng)不產(chǎn)生任何負壓影響，通過設備的微機控制系統(tǒng)及穩(wěn)流補償系統(tǒng)與真空抑制系統(tǒng)的有效工作，時刻自動監(jiān)測自動調(diào)節(jié)和適應，實現(xiàn)預壓對吸程的自動補償，從而可以消除水泵運行時產(chǎn)生負壓及吸程影響，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)負壓。
2、現(xiàn)場手動/自動操作轉(zhuǎn)換功能
設備為用戶提供了多路操作方式，設備控制面板具備手動和自動控制方式，由控制面板上的“手動/自動”轉(zhuǎn)換開關來選擇。當選擇自動操作，并將“啟動、停止”轉(zhuǎn)換開關扭至啟動位置時，無須人為干預設備的運行，設備在微機的控制之下按照設定的程序全自動運行。
3、有水開機/無水停機功能
當市政管網(wǎng)水量不滿足時，設備自動調(diào)整供水狀況，改變設備運行曲線，進行真空抑制和穩(wěn)流補償，使用水狀況與進水狀況符合，當補償量達到最大時市政管網(wǎng)也不能滿足需要時，設備自動停機，防止因水源不足而造成設備的損壞。當市政管網(wǎng)恢復正常狀態(tài)時，設備自動開機。
4、自動恒壓功能
根據(jù)工程實際情況，可現(xiàn)場設定設備出水壓力，控制系統(tǒng)運算速度快，時刻檢測出水壓力與設定壓力相比較，自動調(diào)節(jié)，使出水壓力非常恒定。
5、變頻自動轉(zhuǎn)換及定時交換功能
當一臺水泵全速運轉(zhuǎn)仍然不能滿足用水情況時，設備自動控制其他水泵投入運行，并使水泵始終處于高效運行狀態(tài)；當一臺水泵長時間運行時，設備可以自動調(diào)控到其它水泵工作，有效調(diào)控水泵運行時間，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，從而大大延長設備的使用壽命。
6、管網(wǎng)自動補償增壓功能
設備與自來水管網(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，對自來水的進水壓力和出水設定壓力的差進行補償，充分利用市政管網(wǎng)壓力，高效節(jié)能。
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