淺議智能型管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)技術(shù)要點
淺議智能型管網(wǎng)疊壓供水系統(tǒng)技術(shù)要點
隨著城市建設(shè)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(shè)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(dāng)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(shè)計有地下生活水池一座，集中恒壓變頻供水，不設(shè)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(shè)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(shè)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(quán)，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(guān)。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(dān)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(dān)，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(shè)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(shè)備使用年限加長，設(shè)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(dāng)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(shù)人員來解決，造成設(shè)備不能及時維修，供水無法保證。雖然設(shè)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(xùn)后產(chǎn)生的，雖然一次性投資較大，每個單元都要設(shè)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(yīng)，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(shè)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(shè)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(guān)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(dāng)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(dāng)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(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)定上限壓力，開泵時水泵能根據(jù)設(shè)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(shè)有手動開關(guān)泵按鈕，當(dāng)自動功能出現(xiàn)故障時必須手動開關(guān)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(yīng)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(shè)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(yīng)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(shè)定和調(diào)整，以達到用戶用水壓力滿意為準(zhǔn)。
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(shè)備與市政管網(wǎng)直接連接，設(shè)備工作時對管網(wǎng)不產(chǎn)生任何負壓影響，通過設(shè)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(yīng)，實現(xiàn)預(yù)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(shè)備為用戶提供了多路操作方式，設(shè)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(guān)來選擇。當(dāng)選擇自動操作，并將“啟動、停止”轉(zhuǎn)換開關(guān)扭至啟動位置時，無須人為干預(yù)設(shè)備的運行，設(shè)備在微機的控制之下按照設(shè)定的程序全自動運行。
3、有水開機/無水停機功能
當(dāng)市政管網(wǎng)水量不滿足時，設(shè)備自動調(diào)整供水狀況，改變設(shè)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(dāng)補償量達到最大時市政管網(wǎng)也不能滿足需要時，設(shè)備自動停機，防止因水源不足而造成設(shè)備的損壞。當(dāng)市政管網(wǎng)恢復(fù)正常狀態(tài)時，設(shè)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(shè)定設(shè)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(shè)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(dāng)一臺水泵全速運轉(zhuǎn)仍然不能滿足用水情況時，設(shè)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(dāng)一臺水泵長時間運行時，設(shè)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(shè)備的使用壽命。
6、管網(wǎng)自動補償增壓功能
設(shè)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(shù)，對自來水的進水壓力和出水設(shè)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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