小(xiao)區高層(ceng)二(er)次給(gei)水設備在高層(ceng)建(jian)筑(zhu)中的應用

高層二次(ci)給(gei)水設(she)備的設(she)計特(te)點(dian)

　　（1）高層(ceng)二(er)次給水(shui)(shui)設(she)備關鍵的調節部(bu)件是變頻(pin)器(qi)，控(kong)制設(she)備是可編程控(kong)制器(qi)和人機界(jie)面觸摸(mo)屏(ping)，采用雙變頻(pin)器(qi)交互切(qie)換的設(she)計，在水(shui)(shui)泵切(qie)換時(shi)，能保證系統水(shui)(shui)壓(ya)不會波(bo)動。

　　（2）穩(wen)流罐(guan)選擇(ze)不(bu)銹鋼(gang)穩(wen)流罐(guan)，該(gai)罐(guan)為立式(shi)或臥式(shi)結構，嚴格按照國標(biao)GBl50《鋼(gang)制壓(ya)力(li)容器(qi)》生(sheng)產。穩(wen)流材質采用SUS304-2B食品級不(bu)銹鋼(gang)，具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)的耐腐性(xing)，符合國家衛生(sheng)飲用水設備標(biao)準(zhun)；穩(wen)流罐(guan)耐壓(ya)0.6MPa，具(ju)有(you)較(jiao)好的氣密性(xing)；罐(guan)體進出口(kou)為法(fa)蘭連接方式(shi)，方便與系統其他設備的連接；穩(wen)流罐(guan)下方設置有(you)排污口(kou)。側面安裝了不(bu)銹鋼(gang)液位(wei)計，罐(guan)中水位(wei)情況一目(mu)了然，整個罐(guan)體采用鏡面拋光技術(shu)，十分美觀。

　　（3）高層(ceng)二次給水設備(bei)選用不銹鋼浮球式(shi)負(fu)壓消除裝置(zhi)。加(jia)裝空(kong)氣(qi)(qi)過(guo)濾器，將空(kong)氣(qi)(qi)與(yu)水隔開，杜絕污染(ran)，過(guo)濾級別為F5；≥5μm微粒(li)去除率為99％；≤1μm微粒(li)去除率為70％。

　　（4）設計雙重防止(zhi)產生負(fu)(fu)壓，一是(shi)裝(zhuang)在(zai)穩(wen)(wen)流罐上的負(fu)(fu)壓抑(yi)制器(qi)(qi)在(zai)管(guan)(guan)網(wang)(wang)供(gong)水(shui)量小于(yu)用戶用水(shui)量時自動開(kai)啟(qi)，通過(guo)導氣口將穩(wen)(wen)流器(qi)(qi)與大氣導通，以避免市(shi)政(zheng)管(guan)(guan)網(wang)(wang)產生負(fu)(fu)壓；二是(shi)在(zai)穩(wen)(wen)流器(qi)(qi)與市(shi)政(zheng)管(guan)(guan)網(wang)(wang)連接管(guan)(guan)道上裝(zhuang)有壓力傳感器(qi)(qi)，由微機實時進行(xing)檢測，當壓力值(zhi)過(guo)低(di)時微機向變頻(pin)器(qi)(qi)發出(chu)降低(di)運(yun)行(xing)頻(pin)率(lv)指令，控制變頻(pin)器(qi)(qi)輸出(chu)頻(pin)率(lv)，調低(di)水(shui)泵工作轉(zhuan)速，從(cong)而調低(di)設備(bei)供(gong)水(shui)量，使設備(bei)供(gong)水(shui)量不大于(yu)市(shi)政(zheng)管(guan)(guan)網(wang)(wang)供(gong)水(shui)量，這樣(yang)也保證(zheng)了穩(wen)(wen)流器(qi)(qi)不會對市(shi)政(zheng)管(guan)(guan)網(wang)(wang)形成負(fu)(fu)壓吸水(shui)的現象。

　　（5）高層(ceng)二次給水(shui)設備與管網連接處(chu)加裝倒流防(fang)止器（防(fang)污隔(ge)斷閥），能夠(gou)將供(gong)水(shui)沒備內同(tong)流水(shui)帶來的污染與市政管網完全隔(ge)開，泵組(zu)設備為整機結構，由不(bu)銹鋼管或(huo)鋼骨架塑料復合管連接而成。

　　（6）高層(ceng)二次給(gei)水(shui)設(she)(she)備系統中(zhong)設(she)(she)置(zhi)了膈膜(mo)氣壓(ya)(ya)罐(guan)。氣壓(ya)(ya)罐(guan)有(you)緩沖和保壓(ya)(ya)的功(gong)能，配合節(jie)能型供水(shui)軟件，系統可以實現(xian)小(xiao)流(liu)量“保壓(ya)(ya)停機”功(gong)能，可以大大節(jie)約(yue)運行(xing)費用。

　　（7）噪聲考慮。①選(xuan)用(yong)低(di)噪聲電機和沖壓水(shui)泵(beng)，采用(yong)改變變頻(pin)器載波頻(pin)率的方式來降低(di)從供水(shui)設備上發出的噪音。②水(shui)泵(beng)基礎(chu)安(an)放減振(zhen)器，水(shui)泵(beng)進出口等相連端采用(yong)橡膠軟接。

高層二次給水設備自控功能

  高層二次(ci)給水設備(bei)設置有兩(liang)種工作(zuo)方(fang)式：手動、自動。

　　（1）手動方式是可(ke)靠(kao)而又最簡(jian)單的方式。

　　（2）自(zi)動工(gong)作(zuo)方(fang)(fang)式是(shi)正常工(gong)作(zuo)方(fang)(fang)式，有(you)以下特(te)點：①自(zi)動系(xi)統每套(tao)可(ke)控制2～5臺水(shui)泵(beng)進行(xing)互為備(bei)臺的工(gong)作(zuo)，水(shui)泵(beng)的運行(xing)，遵(zun)循先開先停(ting)、先停(ting)先開、工(gong)作(zuo)時間均(jun)衡的原則(ze)，各泵(beng)的工(gong)作(zuo)強度相當，避免某臺水(shui)泵(beng)長期使用引起過度磨損或(huo)銹蝕，從(cong)而有(you)效延長每臺水(shui)泵(beng)的使用壽命。②方(fang)(fang)便用戶使用，該系(xi)統采用可(ke)觸(chu)摸式人機(ji)界面。③實現水(shui)泵(beng)恒(heng)壓(ya)運行(xing)，壓(ya)力值輸出精(jing)度有(you)效保證在(zai)0.01MPa內，通過計算機(ji)模(mo)擬管網特(te)性曲(qu)線(xian)，調整(zheng)水(shui)泵(beng)工(gong)作(zuo)在(zai)高效區，整(zheng)機(ji)效果更佳(jia)。④系(xi)統具(ju)備(bei)運行(xing)、停(ting)止及故障顯(xian)示功(gong)能等。

高層二(er)次給水設備(bei)的工作原理

　　自來水(shui)(shui)管網的(de)(de)(de)水(shui)(shui)通過(guo)進水(shui)(shui)管道部分進入穩流(liu)補(bu)償罐(guan)，穩流(liu)補(bu)償罐(guan)內空氣通過(guo)負壓(ya)消除器(qi)排出，直(zhi)至罐(guan)內水(shui)(shui)滿，設(she)備通電(dian)置(zhi)于(yu)自動工作狀(zhuang)態。控制(zhi)(zhi)(zhi)系統對設(she)備進水(shui)(shui)總管壓(ya)力(li)(li)與(yu)用(yong)戶(hu)(hu)管網壓(ya)力(li)(li)實時檢測，并(bing)將壓(ya)力(li)(li)信號(hao)轉(zhuan)(zhuan)換為(wei)數(shu)字信號(hao)儲存于(yu)寄存器(qi)中，與(yu)預先從觸摸(mo)式人機(ji)界面設(she)置(zhi)的(de)(de)(de)并(bing)儲存于(yu)寄存器(qi)的(de)(de)(de)壓(ya)力(li)(li)設(she)定(ding)值進行閉環運(yun)算，并(bing)將結果轉(zhuan)(zhuan)換為(wei)模擬量(liang)(liang)以控制(zhi)(zhi)(zhi)變(bian)頻器(qi)的(de)(de)(de)輸(shu)出頻率，控制(zhi)(zhi)(zhi)水(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)(de)運(yun)行轉(zhuan)(zhuan)速，在市政(zheng)供(gong)水(shui)(shui)量(liang)(liang)大于(yu)用(yong)戶(hu)(hu)用(yong)水(shui)(shui)量(liang)(liang)時根據用(yong)戶(hu)(hu)管網壓(ya)力(li)(li)自動調(diao)節(jie)水(shui)(shui)泵(beng)轉(zhuan)(zhuan)速，保(bao)證用(yong)戶(hu)(hu)管網壓(ya)力(li)(li)恒定(ding)；在市政(zheng)供(gong)水(shui)(shui)量(liang)(liang)小于(yu)用(yong)戶(hu)(hu)用(yong)水(shui)(shui)量(liang)(liang)時，及時調(diao)低水(shui)(shui)泵(beng)轉(zhuan)(zhuan)速，控制(zhi)(zhi)(zhi)供(gong)給用(yong)戶(hu)(hu)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)量(liang)(liang)，確保(bao)給水(shui)(shui)設(she)備不對市政(zheng)管網產生。

高(gao)層二次(ci)給(gei)水設備的(de)優點

　　（1）設備(bei)投資(zi)省，占地(di)(di)面(mian)積小，無需修(xiu)建蓄水池或水箱，也不需設置大(da)型(xing)氣壓(ya)罐，一節(jie)省了投資(zi)，充分利(li)用(yong)了自來水管(guan)網1次(ci)供水壓(ya)力，加(jia)壓(ya)泵選型(xing)可以減(jian)小，設備(bei)投資(zi)減(jian)少。二節(jie)約了系統占地(di)(di)面(mian)積，充分利(li)用(yong)節(jie)約的土(tu)地(di)(di)提(ti)高地(di)(di)產利(li)用(yong)率(lv)，符合國家(jia)節(jie)約土(tu)地(di)(di)資(zi)源(yuan)的要求(qiu)。

　　（2）衛生無污(wu)染(ran)，供水(shui)系(xi)統從(cong)自來(lai)水(shui)管網至(zhi)用戶水(shui)龍頭為全密封結構，污(wu)染(ran)物不(bu)會進(jin)入系(xi)統；水(shui)體不(bu)與空氣直(zhi)接接觸，過流部(bu)件采用食品(pin)級不(bu)銹鋼制作，不(bu)對水(shui)質產生污(wu)染(ran)。

　　（3）節能(neng)(neng)效果顯(xian)著(zhu)，設備直(zhi)接(jie)與自來(lai)水(shui)管網串接(jie)，在(zai)自來(lai)水(shui)廠一(yi)次(ci)供水(shui)管網壓(ya)(ya)力的基(ji)礎上疊加所(suo)需(xu)(xu)的壓(ya)(ya)力，差多少(shao)，補多少(shao)，能(neng)(neng)充分(fen)利用(yong)管網的余(yu)壓(ya)(ya)；用(yong)水(shui)低(di)峰期，設備甚至不需(xu)(xu)運行，節能(neng)(neng)效果顯(xian)著(zhu)，與傳(chuan)統給水(shui)設備比，節能(neng)(neng)達(da)30％～60％。

　　（4）安裝簡便，高層二(er)次(ci)給水(shui)設備為成(cheng)套供應用(yong)戶，現場只(zhi)需聯接進出水(shui)管，施工周期短，安裝簡單。

　　（5）運行成本低，由(you)于加壓泵(beng)的選型(xing)較小，而(er)且可采用多(duo)泵(beng)關(guan)聯供水，在(zai)用水低峰(feng)期直(zhi)接(jie)利用城市一次(ci)供水壓力供水，設備(bei)不需啟(qi)泵(beng)或只啟(qi)動1臺(tai)泵(beng)足(zu)(zu)以(yi)滿足(zu)(zu)用水需要，用水高峰(feng)時才會啟(qi)動其他泵(beng)。因此，設備(bei)運行過程中(zhong)能耗非常低，降低了運行成本。

　　（6）停(ting)電不會停(ting)止供(gong)水，由于(yu)設(she)備有一(yi)條公共供(gong)水管(guan)路與用戶管(guan)網直接(jie)相(xiang)通，在停(ting)電時加壓泵雖停(ting)止工作，但自(zi)來水廠一(yi)次供(gong)水壓力仍可維持供(gong)水。

　　（7）管理維護(hu)簡便(bian)，高(gao)層(ceng)二次給水設備為微機全自動(dong)控制變頻調速(su)運(yun)行，停電設備自動(dong)停機，來(lai)電自動(dong)開機，完善的(de)(de)故障檢測、診(zhen)斷技術和報警(jing)提醒使得設備的(de)(de)管理維護(hu)異常簡便(bian)；由于不(bu)會(hui)產生污(wu)染，因此無需麻煩的(de)(de)清洗(xi)工作。

高(gao)層二次給水設(she)備環保、節能分析(xi)

　　（1）節水(shui)(shui)方面，高層二次給水(shui)(shui)設備(bei)采用全(quan)密(mi)閉結構系統，徹底防止了蓄水(shui)(shui)池的溢(yi)、滲、滴、漏等浪(lang)(lang)費(fei)水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)的現象，同時也(ye)節省了定期清洗水(shui)(shui)箱時而造成對水(shui)(shui)資(zi)源(yuan)的浪(lang)(lang)費(fei)。

　　（2）占(zhan)(zhan)地(di)(di)方面(mian)，傳統供(gong)水(shui)方式需設置(zhi)蓄(xu)水(shui)池(chi)或高位(wei)水(shui)箱，在此(ci)蓄(xu)水(shui)池(chi)或高位(wei)水(shui)箱凈高均按2.5m計，則(ze)蓄(xu)水(shui)池(chi)占(zhan)(zhan)地(di)(di)面(mian)積約140㎡，而采用無負壓供(gong)水(shui)方案可(ke)(ke)節省占(zhan)(zhan)地(di)(di)面(mian)積約140㎡，這部分節省的面(mian)積作車(che)庫或倉庫等。按3000元/㎡.計，則(ze)可(ke)(ke)節省約42萬元的占(zhan)(zhan)地(di)(di)費用。

　　（3）管理(li)費(fei)(fei)用(yong)(yong)(yong)，傳統(tong)供(gong)水(shui)(shui)方案(an)所(suo)設(she)水(shui)(shui)箱(xiang)應每(mei)半年(nian)(nian)清洗1次(ci)，還(huan)要(yao)(yao)停水(shui)(shui)1d，在(zai)管理(li)上還(huan)存在(zai)對供(gong)水(shui)(shui)安全的擔(dan)憂，并需(xu)要(yao)(yao)增(zeng)加(jia)必要(yao)(yao)的安全防護措施費(fei)(fei)用(yong)(yong)(yong)。水(shui)(shui)箱(xiang)按(an)(an)(an)50元(yuan)/㎡考慮清潔費(fei)(fei)和檢疫檢驗費(fei)(fei)，其地下(xia)水(shui)(shui)箱(xiang)的清洗面積(ji)約(yue)(yue)400㎡，每(mei)年(nian)(nian)的管理(li)維(wei)護費(fei)(fei)用(yong)(yong)(yong)約(yue)(yue)50元(yuan)/㎡×400㎡×2次(ci)=4萬元(yuan)，年(nian)(nian)，按(an)(an)(an)15年(nian)(nian)考慮，則需(xu)約(yue)(yue)60萬元(yuan)的管理(li)維(wei)護費(fei)(fei)用(yong)(yong)(yong)，而采用(yong)(yong)(yong)無負壓供(gong)水(shui)(shui)方案(an)則可(ke)節(jie)省(sheng)(sheng)此筆管理(li)費(fei)(fei)用(yong)(yong)(yong)。另外，無負壓供(gong)水(shui)(shui)設(she)備(bei)采用(yong)(yong)(yong)全自動(dong)運行，不需(xu)要(yao)(yao)設(she)專人(ren)看護管理(li)，傳統(tong)的供(gong)水(shui)(shui)方式自動(dong)化程(cheng)度低，需(xu)設(she)專人(ren)值班(ban)，按(an)(an)(an)2人(ren)，每(mei)人(ren)工(gong)(gong)資按(an)(an)(an)1萬元(yuan)，年(nian)(nian)考慮，采用(yong)(yong)(yong)無負壓供(gong)水(shui)(shui)方案(an)每(mei)年(nian)(nian)可(ke)節(jie)省(sheng)(sheng)人(ren)工(gong)(gong)福利費(fei)(fei)約(yue)(yue)2萬元(yuan)/年(nian)(nian)，可(ke)節(jie)省(sheng)(sheng)設(she)備(bei)每(mei)年(nian)(nian)保(bao)養(yang)費(fei)(fei)約(yue)(yue)1萬元(yuan)，年(nian)(nian)，按(an)(an)(an)15年(nian)(nian)考慮，則人(ren)工(gong)(gong)福利費(fei)(fei)及設(she)備(bei)保(bao)養(yang)費(fei)(fei)約(yue)(yue)45萬元(yuan)。

　　（4）節能分析，高層二次(ci)給水設備可(ke)(ke)充分(fen)利用(yong)自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)來(lai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)管(guan)網(wang)壓(ya)(ya)力(li)(li)，采(cai)用(yong)變頻調速，水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)電(dian)機在微(wei)機的(de)控制下，根據(ju)自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)來(lai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)調節電(dian)機的(de)轉速，只對自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)來(lai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)進(jin)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)壓(ya)(ya)力(li)(li)和所需(xu)壓(ya)(ya)力(li)(li)進(jin)行(xing)補壓(ya)(ya)，當自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)來(lai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)滿足要求(qiu)時設備就停止(zhi)工(gong)作，節能(neng)效果非常(chang)明顯，分(fen)析如下：以該(gai)工(gong)程(cheng)為(wei)(wei)例，自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)來(lai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)管(guan)網(wang)平時供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)壓(ya)(ya)力(li)(li)為(wei)(wei)0.25MPa，高(gao)峰(feng)(feng)期(qi)供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)壓(ya)(ya)力(li)(li)為(wei)(wei)0.15MPa，設計(ji)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)為(wei)(wei)80m3/h，最大秒流(liu)量(liang)為(wei)(wei)40L/s，最高(gao)層需(xu)供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)壓(ya)(ya)力(li)(li)100m，選(xuan)用(yong)高(gao)層二次(ci)給(gei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)設備采(cai)用(yong)分(fen)區(qu)供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)方式，低區(qu)流(liu)量(liang)5L/s，供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)壓(ya)(ya)力(li)(li)50m；高(gao)區(qu)流(liu)量(liang)20L/s，供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)壓(ya)(ya)力(li)(li)100m；考慮自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)來(lai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)壓(ya)(ya)力(li)(li)的(de)不(bu)穩定性和克(ke)服阻力(li)(li)所損耗的(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)，高(gao)峰(feng)(feng)期(qi)利用(yong)自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)來(lai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)管(guan)網(wang)壓(ya)(ya)力(li)(li)0.12MPa，則(ze)低區(qu)供水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)壓(ya)(ya)力(li)(li)為(wei)(wei)38m，高(gao)區(qu)為(wei)(wei)88m，低峰(feng)(feng)期(qi)自(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)來(lai)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)管(guan)網(wang)壓(ya)(ya)力(li)(li)為(wei)(wei)0.25MPa，同上可(ke)(ke)利用(yong)的(de)壓(ya)(ya)力(li)(li)為(wei)(wei)0.22MPa.根據(ju)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)規律，用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)高(gao)峰(feng)(feng)約2H，中(zhong)峰(feng)(feng)約5h，低峰(feng)(feng)約7h，小流(liu)保壓(ya)(ya)期(qi)約10h，則(ze)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)每天電(dian)耗EP可(ke)(ke)通過(guo)下列公式計(ji)算，低區(qu)為(wei)(wei)例：

　　EP＝pTQmHA／102ηp式中：p：水的密度，1.03kg/L

　　T：及泵運行時間，h；

　　Qm：單位時問流量(liang)，L/s；

　　H：揚程，m；

　　A：變頻(pin)節能系數；

　　ηp：水泵、電(dian)機和傳(chuan)動(dong)裝置(zhi)的總運行效(xiao)率根據水泵樣本確定。

　　高峰(feng)期(qi)EPl=19.19kW.h，中峰(feng)期(qi)EP2=20.7kW.h，低(di)峰(feng)期(qi)EP3=13.85kW.h，小流量保壓時間(jian)為10h，耗電(dian)基本為零，故低(di)區EP=53.74kW.h。

　　同(tong)上，高(gao)區EP=133.28kW.h，則水泵每年(nian)運(yun)行電耗(hao)為187.02kW.h/天*365天*0.8元/kW.h=5.46萬元/年(nian)。

　　傳統供水(shui)方案按選用2臺37kW水(shui)泵(beng)，水(shui)泵(beng)工頻運行，水(shui)泵(beng)按每天(tian)(tian)10h運行，則(ze)每天(tian)(tian)電耗W=370kW.h/天(tian)(tian)，那么每年運行電耗E1=370kW.h/天(tian)(tian)×365天(tian)(tian)×0.8元/W.h=10.8萬元。

　　綜上與傳統供水相比，選(xuan)用高層二次給水設備可(ke)節(jie)省(sheng)年(nian)運(yun)(yun)行(xing)電(dian)耗(hao)5.34萬元(yuan)，年(nian)，以運(yun)(yun)行(xing)15年(nian)考慮，則可(ke)節(jie)省(sheng)運(yun)(yun)行(xing)費用約80萬元(yuan)。