无负压供水设备在高层建筑中的利用
时间：2014-10-17 阅读：190
该工程属于一类高层建筑，一层至顶层为住宅楼。住宅部分生活给水系统分为高、中、低区3个系统：低区为1～4层。中区为5～17层，高区为18层至顶层，生活给水水源由市政自来水给水管网提供，供水管网输出端压力约为0.2MPa，传统的中、高区由设于室内泵房的生活给水变频泵组和生活水池联合加压提供，室内生活调节水池需120m3，此供水系统已不能满足当前城市供水现代化请求，综合环保节能等技巧请求，经专家论证抉择采纳无负压供水设备来解决该工程的供水问题。
1、无负压供水设备的优点
(1)设备投资省，占地面积小，无需修建蓄水池或水箱，也不需设置大型气压罐，一勤俭了投资，充沛利用了自来水管网1次供水压力，加压泵选型可以减小，设备投资减少。二节俭了系统占地面积，充沛利用节俭的土地进步地产利用率，符合国家节俭土地资源的请求。
(2)卫生无污染，供水系统从自来水管网至用户水为全密封结构，污染物不会进入系统；水体不与空气直接接触，过流部件采纳食品级不锈钢制作，不对水质产生污染。
(3)节能效果明显，设备直接与自来水管网串接，在自来水厂一次供水管网压力的根基上叠加所需的压力，差多少，补多少，能充沛利用管网的余压；用水低峰期，设备甚至不需运行，节能效果明显，与传统给水设备比，节能达30%～60%。
(4)安装简便，无负压叠压供水设备为成套提供用户，现场只需联接进出水管，施工周期短，安装简略。
(5)运行成本低，由于加压泵的选型较小，而且可采纳多泵关联供水，在用水低峰期直接利用城市一次供水压力供水，设备不需启泵或只启动1台泵足以满足用水需要，用水高峰时才会启动其他泵。因此，设备运行历程中能耗非常低，降低了运行成本。
(6)停电不会收场供水，由于设备有一条公共供水管路与用户管网直接相通，在停电时加压泵虽收场工作，但自来水厂一次供水压力仍可保持供水。
(7)管理掩护简便，无负压叠压供水设备为微机全主动把持变频调速运行，停电设备主动停机，来电主动开机，完善的故障检测、诊断技巧和报警提示使得设备的管理掩护异常简便；由于不会产生污染，因此无需麻烦的清洗工作。
2、无负压供水设备的工作原理
自来水管网的水通过进水管道部分进入稳流补偿罐，稳流补偿罐内空气通过负压打消器排出，直至罐内水满，设备通电置于主动工作状态。把持系统对设备进水总管压力与用户管网压力实时检测，并将压力信号转换为数字信号储存于寄放器中，与预先从触摸式人机界面设置的并储存于寄放器的压力设定值进行闭环运算，并将效果转换为模仿量以把持变频器的输出频率，把持水泵的运行转速，在市政供水量大于用户用水量时根据用户管网压力主动调节水泵转速，保证用户管网压力恒定；在市政供水量小于用户用水量时，及时调低水泵转速，把持提供用户的水量，确保给水设备不对市政管网产生。
3无负压供水设备的设计特性
(1)变频供水系统要害的调节部件是变频器，把持设备是可编程把持器和人机界面触摸屏，采纳双变频器交互切换的设计，在水泵切换时，能保证系统水压不会波动。
(2)稳流罐选择不锈钢稳流罐，该罐为立式或卧式结构，严峻遵守国标GBl50《钢制压力容器》生产。稳流材质采纳SUS304-2B食品级不锈钢，具有较强的耐腐性，符合国家卫生饮用水设备标准；稳流罐耐压0.6MPa，具有较好的气密性；罐体进出口为法兰连接法子，方便与系统其他设备的连接；稳流罐下方设置有排污口。侧面安装了不锈钢液位计，罐中水位情况一目了然，全部罐体采纳镜面抛光技巧，十分雅观。
(3)无负压供水设备选用不锈钢浮球式负压打消装置。加装空气过滤器，将空气与水隔开，杜绝污染，过滤级别为F5；≥5μm微粒去除率为99%；≤1μm微粒去除率为70%。
(4)设计双重防止产生负压，一是装在稳流罐上的负压克制器在管网供水量小于用户用水量时主动开启，通过导气口将稳流器与大气导通，以避免市政管网产生负压；二是在稳流器与市政管网连接收道上装有压力传感器，由微机实时进行检测，当压力值过低时微机向变频器发出降低运行频率指令，把持变频器输出频率，调低水泵工作转速，从而调低设备供水量，使设备供水量不大于市政管网供水量，这样也保证了稳流器不会对市政管网形成负压吸水的现象。
(5)没备与管网连接处加装倒流防止器(防污隔绝阀)，能够将供水没备内同流水带来的污染与市政管网完整隔开，泵组设备为整机结构，由不锈钢管或钢骨架塑料复合管连接而成。
(6)系统中设置了膈膜气压罐。气压罐有缓冲和保压的功效，配合节能型供水软件，系统可以实现小流量“保压停机”功效，可以大大节俭运行费用。
(7)噪声考虑。①选用低噪声电机和冲压水泵，采纳转变变频器载波频率的法子来降低从供水设备上发出的噪音。②水泵根基安置减振器，水泵进出口等相连端采纳橡胶软接。
4无负压供水设备自控功效
无负压供水设备设置有两种工作法子：手动、主动。
(1)手动法子是可靠而又zui简略的法子。
(2)主动工作法子是正常工作法子，有以下特性：①主动系统每套可把持2～5台水泵进行互为备台的工作，水泵的运行，遵守先开先停、先停先开、工作光阴均衡的原则，各泵的工作强度相当，避免某台水泵*应用引起过度磨损或锈蚀，从而有效延伸每台水泵的应用寿命。②方便用户应用，该系统采纳可触摸式人机界面。③实现水泵恒压运行，压力值输出精度有效保证在0.01MPa内，通过盘算机模仿管网特征曲线，调剂水泵工作在区，整机效果更佳。④系统具备运行、收场及故障显示功效等。
5无负压供水设备环保、节能分析
(1)节水方面，无负压供水设备采纳全密闭结构系统，*防止了蓄水池的溢、渗、滴、漏等浪费水资源的现象，同时也勤俭了定期清洗水箱时而造成对水资源的浪费。
(2)占处所面，传统供水法子需设置蓄水池或高位水箱，在此蓄水池或高位水箱净高均按2.5m计，则蓄水池占地面积约140m2，而采纳无负压供水方案可勤俭占地面积约140m2，这部分勤俭的面积作车库或仓库等。按3000元/m2计，则可勤俭约42万元的占地费用。
(3)管理费用，传统供水方案所设水箱应每半年清洗1次，还要停水1d，在管理上还存在对供水安全的担心，并需要增加必要的安全防护措施费用。水箱按50元/m2考虑洁净费和检疫检验费，其地下水箱的清洗面积约400m2，每年的管理掩护费用约50元/m2×400m2×2次=4万元/年，按15年考虑，则需约60万元的管理掩护费用，而采纳无负压供水方案则可勤俭此笔管理费用。另外，无负压供水设备采纳全主动运行，不需要设专人看护管理，传统的供水法子自动化程度低，需设专人值班，按2人，每人工资按1万元/年考虑，采纳无负压供水方案每年可勤俭人工福利费约2万元/年，可勤俭设备每年保养费约1万元/年，按15年考虑，则人工福利费及设备保养费约45万元。
(4)节能分析，无负压供水设备可充沛利用自来水管网压力，采纳变频调速，水泵电机在微机的把持下，根据自来水的压力调节电机的转速，只对自来水的进水压力和所需压力进行补压，当自来水的压力满足请求时设备就收场工作，节能效果非常明显，分析如下：以该工程为例，自来水管网平时供水压力为0.25MPa，高峰期供水压力为0.15MPa，设计用水量为80m3/h，zui大秒流量为40L/s，zui高层需供水压力100m，选用无负压供水设备采纳分区供水法子，低区流量5L/s，供水压力50m；高区流量20L/s，供水压力100m；考虑自来水供水压力的不稳固性和克服阻力所损耗的压力，高峰期利用自来水管网压力0.12MPa,则低区供水压力为38m，高区为88m,低峰期自来水管网压力为0.25MPa，同上可利用的压力为0.22MPa。根据用水规律，用水高峰约2H，中峰约5h，低峰约7h，小流保压期约10h，则水泵每天电耗EP可通过下列公式盘算，低区为例：
EP＝pTQmHA/02ηp式中：p：水的密度，1.03kg/L
T：及泵运行光阴，h；
Qm：单位时问流量，L/s；
H：扬程，m；
A：变频节能系数；
ηp：水泵、电机和传动装置的总运行效率根据水泵样本断定。
高峰期EPl=19.19kW.h，中峰期EP2=20.7kW.h，低峰期EP3=13.85kW.h，小流量保压光阴为10h，耗电根基为零，故低区EP=53.74kW.h。
同上，高区EP=133.28kW.h,则水泵每年运行电耗为187.02kW.h/天*365天*0.8元/kW.h=5.46万元/年。
传统供水方案按选用2台37kW水泵，水泵工频运行，水泵按每天10h运行，则每天电耗W=370kW.h/天，那么每年运行电耗E1=370kW.h/天×365天×0.8元/W.h=10.8万元。
综上与传统供水相比，选用无负压供水设备可勤俭年运行电耗5.34万元，以运行15年考虑，则可勤俭运行费用约80万元。
所以，采用无负压供水设备，从环保、节水、节能等方面与传统的供水方案相比，无负压供水设备不仅可节俭一次性投资，而且运行费用低，供水质量安全、可靠、卫生，设备掩护管理简略方便，勤俭建筑面积，采纳盘算机灵能把持变频调速供水技巧，供水安全可靠，是真正的卫生、环保的绿色供水设备。