無負壓變頻供水設備

變頻供水設備是一種直接與市政管網(wǎng)相連，而不會對市政管網(wǎng)產(chǎn)生影響的成套供水設備。該設備在變頻恒壓的基礎上，將市政管網(wǎng)壓力和提升水泵的壓力進行疊加，使生活供水更加節(jié)能和環(huán)保，是傳統(tǒng)二次供水理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。該設備由變頻控制柜、無負壓裝置，自動化控制系統(tǒng)及遠程監(jiān)控系統(tǒng)、水泵機組、穩(wěn)壓補償器、負壓消除器、壓力傳感器、閥門、儀表和管路系統(tǒng)等組成。

變頻供水設備

給水體系是由相互聯(lián)絡的一系列構筑物和輸配水管網(wǎng)組成。給水體系的使命是從水源取水，無負壓供水設備按用戶對水質的需求進行處置，然后將水運送到用水區(qū)，井向用戶配水，以滿足用戶對水質、水量、水壓的需求。依照各有些的功用將其分紅以下幾有些。

(1)取水構筑物。開封無負壓供水設備用以從水泥(地表水和地下水)取水，并送往水廠。它包含取水頭部和一級泵站。取水構筑物通常坐落給水體系的首部。

(2)水處置構筑物。無塔供水器用以處置從取水構筑物運送來的原水，以滿意用戶對水質的需求。它包含水處置廠、管網(wǎng)二次消毒設備。這些構筑物常會集安排在水廠計劃內(nèi)。

(3)泵站。用以將所需水量提升到需求的高度．可分抽取原水的一級泵站、運送清水的二級泵站和設于管網(wǎng)中的增壓泵站等。

(4)輸水管渠和配水管網(wǎng)。用以聯(lián)接取水構筑物、立式無塔供水、水處置構筑物、用戶，運送和分配水。它包含從一級泵站到水廠的原水輸水管渠、二級泵站、從二級泵站到用水區(qū)的清水輸水管和用水區(qū)配水管網(wǎng)。

(5)調度構筑物。用以貯存和調度供水量與用水量在時刻上的散布不均，當供水量大于用水量時貯存剩余的水，當用水量大于供水量時抵償供水量的短少。它包含清水池、高地水他、水塔。高地水池、水塔還有包管水壓的效果。

標明以地表水為水源的給水體系。相應的無塔供水工程設備為：取水構筑物從江河取水，經(jīng)一級泵站2送往水處置構筑，處置后的清水貯存在清水池中。二級泵站5從清水池取水，經(jīng)揚水管送往管網(wǎng)供應用戶。有時，為了調度水量和堅持管網(wǎng)的水壓，可依據(jù)需求締造水庫泵站、高地水池或水塔。通常情況下，從取水構筑物到二級泵站都同于水廠的計劃。

給水管網(wǎng)遍布整個給水區(qū)內(nèi)，變頻供水設備依據(jù)管道的功用，可劃分為干管和分配管。前者首要用以輸水，管徑較大，后者用于配水到用戶，管徑較小。

地下水為水泥的給水體系。地下水經(jīng)過管井群集水至儲水池，變頻無塔供水由泵站經(jīng)輸水管、水塔和配水管網(wǎng)供應用戶。因地下水水質超卓，通?？墒∪ニ幹脴嬛锒粠г趦λ丶勇认?。^[1]

變頻無塔供水設備是將交流變頻調速技術和微機控制技術應用于水泵自動控制設備之中，并與水泵機組相結合的機電一體化供水裝置。其核心設備交流變頻調速控制柜融合了的微機控制變頻調速技術，的微機控制PID調節(jié)技術和的微機可編程控制器等國際上技術。本設備依據(jù)供水管網(wǎng)中瞬時變化的壓力和流量參數(shù)，自動改變水泵的臺數(shù)和運行轉速，實現(xiàn)恒壓變量供水的閉環(huán)調節(jié)，從而達到提高公司質量和高效節(jié)能的目的。

隨著二次供水加壓技術的發(fā)展，變頻供水設備從根本上解決了這些問題。變頻供水設備不需建造水塔，投資小、占地少，采用水氣自動調節(jié)、自動運轉、節(jié)能與自來水自動并網(wǎng)，停電后仍可供水，調試后不需看管。比建造水塔節(jié)約投資70%，比建造高位水箱節(jié)約投資60%，大大節(jié)約土建投資。

變頻供水設備廣泛用于企事業(yè)單位、住宅區(qū)及農(nóng)村的生產(chǎn)、生活、辦公用水。供水戶在20－2000戶。日供水量在20－50000m3，供水高度達150米，即50層樓房。

選擇變頻供水設備的四大依據(jù)：

1、水泵流量總和應大于實際供水量；
2、變頻控制柜選型；
3、蓄水池容量應大于每小時供水量；
4、水泵揚程應大于實際供水高度。

變頻供水設備是指管網(wǎng)直接串聯(lián)水泵增壓供水的供水方式所采用之設備。在城鎮(zhèn)公用管網(wǎng)上直接裝泵抽水一直是供水系統(tǒng)的。其理由：首先是在管網(wǎng)供應能力不足時，個體的超量取水會使管網(wǎng)節(jié)點或管段壓力下降而影響其它用戶的用水安定性。另外，允許用戶自由地裝泵“入網(wǎng)”有可能帶來管網(wǎng)運行安全和水質安全的隱患。

（一）變頻供水設備代（始于80年代初）

名稱：重力式上下水位控制供水

特點：系統(tǒng)由水泵、上水池（或水塔）、下水池（或水井）和控制柜組成的供水系統(tǒng)。

（二）變頻供水設備第二代（始于80年代末）

名稱：氣壓式供水方式

特點：系統(tǒng)由水泵、氣壓罐、低位水池（或水井）和自動控制柜組成的供水系統(tǒng)。

（三）變頻供水設備第三代（始于90年代中期）

名稱：變頻恒壓供水方式

特點：系統(tǒng)由水泵、氣壓罐、全自動數(shù)控供水控制柜組成的供水系統(tǒng)。

（四）變頻供水設備第四代(始于2000年)

前三代產(chǎn)品的共同特點是：需要建水池或水箱，自來水放入水池或水箱，再從零壓力啟動。

名稱：無負壓疊壓供水方式

特點：由湖南中建供水設備研發(fā)出來的變頻恒壓供水設備無需水池或水箱，與市政管網(wǎng)直連，充分利用市政管網(wǎng)余壓，自動增壓供水。系統(tǒng)由水泵、氣壓罐、無負壓消除器、變頻控制柜組成的新一代供水系統(tǒng)。

（五）變頻供水設備第五代（始于2005年）

名稱：補水式無負壓疊壓供水方式

特點：有備用保壓水箱，與市政管網(wǎng)直連，充分利用市政管網(wǎng)余壓，自動增壓供水，即能蓄水也能保壓。系統(tǒng)由水泵、保壓水箱、氣壓罐、無負壓消除器、變頻控制柜組成的供水系統(tǒng)。

（六）變頻供水設備第六代（始于2008年）

名稱：分質補水式無負壓疊壓供水方式

特點：有備用保壓水箱，與市政管網(wǎng)直聯(lián)，充分利用市政管網(wǎng)余壓，自動增壓供水，既能蓄水也能保壓，還能對水產(chǎn)生凈化功能，可以直接飲用。

近幾年來，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，各地的高樓大廈如雨后春筍，一座座矗立在人們的面前。但是，由于市政管網(wǎng)的壓力只能達到2MPa左右，高樓用戶的用水水壓、水質等問題一直困擾著供水公司的設計人員，隨著技術的發(fā)展，無吸程管網(wǎng)疊壓供水設備（的出現(xiàn)，使得以上問題迎刃而解！無吸程管網(wǎng)疊壓供水設備是一代供水技術，以投資節(jié)省、運行穩(wěn)定，控制精準受到了廣大用戶的！

無吸程管網(wǎng)疊壓供水技術特點：
對比傳統(tǒng)的供水設備和自然疊壓無負壓供水給水設備，HGH VI無吸程強制疊壓供水給水設備具有以下特點和優(yōu)勢:
1、投資小，無水池，不用消毒。
2、體積小，占地少，安裝方便。
3、高效節(jié)能，全部充分利用自來水管網(wǎng)壓力，三重強制疊壓，耗電少，運行費低。
4、全不銹鋼流道，全密封帶壓穩(wěn)流補償系統(tǒng)，隔絕污染源，清潔環(huán)保。
5、水壓穩(wěn)定，不會造成市政管網(wǎng)壓力波動。
6、全自動控制運行，無人值守設計。
7、保護，故障自動顯示，報警。
8、模擬屏人機對話，可隨時查詢、設定、調整運行參數(shù)。
9、旁通設計，自動切換，停電不停水。
10、高壽命，運行效率高，可提高水泵壽命3倍以上。
11、可埋于地下，特別適用于用地緊張地區(qū)（特殊研制、特殊工況).

核心技術之一：全自動智能疊壓調配技術：
全自動智能疊壓調配技術除了具備真空抑制器和負壓消除器的穩(wěn)流，予壓補償作用外，還采用的工藝設計對管網(wǎng)水進行增壓調配，實現(xiàn)99%借用管網(wǎng)壓力，實現(xiàn)真正意義上的三重增壓疊壓，達到節(jié)能降耗的目的，同時還具有信息處理功能，將這些數(shù)據(jù)經(jīng)實時收集和分析系統(tǒng)運算和處理，發(fā)送到相應執(zhí)行單元。

核心技術之二：全自動智能欠壓調配技術：

全自動智能欠壓調配系統(tǒng)的作用是在自來水管網(wǎng)壓力不足的情況下，可根據(jù)管網(wǎng)工況隨時通過調配系統(tǒng)（包括壓力，水位反饋，流量，壓力調節(jié)等運行狀態(tài)）實現(xiàn)設備正常供水，滿足管網(wǎng)壓力最不利點的用水要求。

核心技術之三：全封閉帶壓穩(wěn)流補償技術：
自然疊壓是通過與大氣接觸來消除負壓，而本系統(tǒng)是采用符合飲用水要求的全封閉部件，飲用水不與任何成分的氣體接觸，嚴格保證飲用水的衛(wèi)生安全。其本身是承壓設備，保證任何情況下始終帶壓運行，從根本上杜絕了管網(wǎng)出現(xiàn)負壓的可能性。

變頻供水設備工作原理圖^[1]

由長沙市博永機電科技有限公司研發(fā)出來的變頻無負壓供水設備投入使用，自來水管網(wǎng)的水進入穩(wěn)流流罐，罐內(nèi)空氣從真空消除器排出，待水充滿后，真空消除器自動關閉。當自來水管網(wǎng)壓力能夠滿足用水要求時，系統(tǒng)由旁通止回閥向用水管網(wǎng)直接供水；當自來水管網(wǎng)壓力不能滿足用水要求時，系統(tǒng)壓力信號由遠傳壓力表反饋給變頻控制器，水泵運行，并根據(jù)用水量的大小自動調節(jié)轉速恒壓供水，若運轉水泵達到工頻轉速時，則啟動另一臺水泵變頻運轉。

水泵供水時，若自來水管網(wǎng)的水量大于水泵流量，系統(tǒng)保持正常供水：用水高峰時，若自來水管網(wǎng)水量小于小泵流量量，穩(wěn)流罐內(nèi)的水作為補充水源仍然能正常供水，此時，空氣由真空消除器進入穩(wěn)流罐，罐內(nèi)真空遭到破壞，確保了自來水管網(wǎng)不產(chǎn)生負壓，用水高峰過后，系統(tǒng)又恢復到正常供水狀態(tài)。當自來水管網(wǎng)停水，造成穩(wěn)流罐液位不斷下降，液位探測器將信號反饋給變頻控制器，水泵自動停機，以保護水泵機組。夜間小流量供水且自來水管網(wǎng)壓力不能滿足要求時，氣壓罐可以貯存并釋放能量，避免了水泵頻繁啟動。^[3]

的基本工作原理是根據(jù)用戶用水量變化自動調節(jié)運行水泵臺數(shù)和一臺水泵轉速，使水泵出口壓力保持恒定。當用戶用水量小于一臺水泵出水量是，系統(tǒng)根據(jù)用水量變化有一臺水泵變頻調速運行，當用水量增加時管道系統(tǒng)內(nèi)壓力下降，這時壓力傳感器把檢測到的信號傳送給微機控制單元，通過微機運行判斷，發(fā)出指令到變頻器，控制水泵電機，使轉速加快以保證系統(tǒng)壓力恒定，反之當用水量減少時，使水泵轉速減慢，以保持恒壓。當用水量大于一臺泵出水時，臺泵切換到工頻運行，第二臺泵開始變頻調速運行，當用水量小于兩臺泵出水量時，能自動停止一臺或二臺泵運行。在整個運行過程中，始終保持系統(tǒng)恒壓不變，使水泵始終工作在高效區(qū)，既保證用戶恒壓供水，又節(jié)省電能。設備不需配備專職操作人員。

1、 經(jīng)濟效益顯著：使用該設備，可不建造水塔、不設樓頂水箱，既減少工程的施工周期，又解決了工程造價費用高的缺點，還克服了氣壓波動大，水泵啟動頻繁等不足之處。

2、 設計嚴謹：該設備采用水泵變頻恒壓控制，無論系統(tǒng)用水量怎樣變化，均能使管道出口壓力保持恒定。

3、 運行可靠：該設備采用變頻調速器和國內(nèi)優(yōu)質水泵，具有完善的保護功能和自動、手動轉換功能，使運行非常可靠。并且性能良好、控制方式靈活、抗干擾能力強

4、 高效節(jié)能：該設備能根據(jù)用戶用水量的變化來調節(jié)水泵轉速，使水泵始終工作在高效區(qū)，節(jié)電效果明顯，比恒速水泵可節(jié)電35%。

5、 操作簡單：該設備采用全自動控制，PID調節(jié)，鍵盤操作，人機界面（文本、數(shù)字）顯示。操作人員只需轉換電控柜開關，就可以實現(xiàn)用戶所需工況，實現(xiàn)全自動無人值守。

6、 保護功能齊全：具有的過載、短路、過壓、欠壓、缺相、過流、短路、水源缺水等自動保護功能。在異常情況下能進行信號報警、自檢、故障判斷等。

7、 占地少安裝方便：整套設備只有一組供水控制柜和水泵機組，安裝非常簡單方便。

8、 延長水泵及電機的使用壽命：對多臺泵組均能可靠的實現(xiàn)軟啟動，使電網(wǎng)和管網(wǎng)免沖擊，并且輪流運轉，大大延長了水泵及電機的使用壽命。^[4]

1、有水池的高層建筑、賓館、學校、城鎮(zhèn)居民小區(qū)、企事業(yè)單位、新農(nóng)村建設農(nóng)村的生活用水。

2、工廠、工礦企業(yè)的生活或者生產(chǎn)用水。^[5]

3、各類水廠、供水站、污水廢水廠、農(nóng)業(yè)排灌站等供排水。

4、高樓、小區(qū)、企事業(yè)單位熱水集中供水。

5、生產(chǎn)、生活中的冷卻水、循環(huán)水的加壓。

6、油田輸油管道、油庫、油站等的恒壓輸油。

變頻供水設備主要由變頻控制柜、壓力傳感器、水泵等組成。變頻控制柜由斷路器、變頻器、接觸器、中間繼電器、PLC等組成。

（1）蓄水池容量應大于每小時供水量。

（2）水泵揚程應大于實際供水高度。

（3）水泵流量總和應大于實際供水量。

（4）變頻控制柜選型：

用戶可根據(jù)供水量和供水高度確定水泵型號及臺數(shù)，然后對控制柜進行選型。