新型一體化無負壓變頻供水設備研究

邱洪偉

【摘要】新型一體化無負壓變頻供水設備是由無負壓裝置和恒壓變頻水泵組成的供水設備。系統直接串接到市政給水管網或有壓管網上加壓，有效利用原有管網壓力達到節能的目的面對市政給水管網或有壓管網不產生負壓。設備通過壓力傳感器檢測出水口壓力，將檢測值和設定值進行比較，運算出在市政給水管網的原有壓力基礎上需要增加的壓力值，確定水泵投入運行臺數和電機轉速，穩定壓力和調節流量，實現恒壓輸出。

【關鍵詞】一體化 無負壓 變頻供水設備

一、概述

無負壓變頻供水設備是由無負壓裝置和恒壓變頻水泵組成的供水設備。系統直接串接到市政給水管網或有壓管網上加壓，有效利用原有管網壓力達到節能的目的面對市政給水管網或有壓管網不產生負壓。設備通過壓力傳感器檢測出水口壓力，將檢測值和設定值進行比較，運算出在市政給水管網的原有壓力基礎上需要增加的壓力值，確定水泵投入運行臺數和電機轉速，穩定壓力和調節流量，實現恒壓輸出。本項目無負壓變頻供水設備采用智能一體化變頻水泵，無需切換，每臺立式多級泵軟啟動，無沖擊，是新一代節能供水設備。適用于具有管網需要增高水壓，調節流量的給水系統。

二、工作原理

新型一體化無負壓變頻供水設備工作原理為：市政管網供水進入不銹鋼穩流器調節罐，罐內的空氣從真空抑制器逐步排出，待水充滿后，真空抑制器自動關閉。當市政管網供水能夠滿足用水壓力及流量要求時，設備通過傍通管向用戶管網直接供水；當市政管網供水壓力不能夠滿足用水要求時，系統通過壓力傳感器（或選傳壓力表）傳送信號啟動水泵。若市政管網供水的水量大于水泵的流量，系統保持正常供水；用水高峰期時，若市政管網供水的水量不足時，穩流調節罐內的水作為補充水源仍能正常供水，此時，空氣由真空抑制器進入調節罐，消除了調節罐內的負壓。若市政管網供水不足或管網停水導致調節罐內水位不斷下降，水位探測器給出停機信號以保護水泵機組，當調節罐內水位上升到設定的水位，水泵自動啟動。夜間及小流量供水時可通過儲壓罐和主泵供水，無需增力穩壓泵。

三、技術創新和關鍵技術

（1）無負壓設計，系統與直聯市政管網直聯取水加壓運行，不會造成負壓影響閉式疊壓設計，在市政管網的壓力上增壓，節能效果顯著；一體化變頻調速水泵設計，軟啟動、低噪聲、防水錘、綠色環保。

（2）出水口壓力檢測PID運算控制，保持供水壓力恒定，運行可靠；操作運行自動化，停電后復電時或水位恢復時系統自動啟動；自動保護功能齊全，過載、過流、短路、缺相、起壓、欠壓及缺水保護；故障泵屏蔽功能，維護及保養方便快捷。

（3）過流部件全采用不銹鋼材料制造，符合涉水衛生規范；罐式無負壓裝置實時置換，確保用水衛生；系統沒有蓄水池等土建設施，因而大大節省投資

四、選型實例

某居住小區生活用水，用戶700套，樓高15層。自來水壓力0.15MPa-0.35MPa， 市政供水主管DN150。

（1）根據用戶數確定供水設備額定流量：每戶用水人數取 m=4；每人每日平用水量取q=260（升/人*日）；每天用水時間取 t=12（小時/日）；小時變化系數K=1.6。

Qn=（m*q/t*1000）*k=（700×4×260/12X1000）×1.6

=97（m3/h）

（2）確定供水水泵額定揚程Hn（m）：建筑物所需的有效揚程 15+（13×4）=67（m）；供水進水管網的最低水 0.15MPa=15（m）

Hn=67-15=52（m）

（3）市政給水管網流量計算：給水管網管徑 DN150；按表3取 V=1.8 m/s。

Q=πR2V *3600=π×0.075 2×3600=114（m3/h）。

114>97（m3/h）市政供水網管的流量大于供水設備的設計流量。

選型參數匯總表

五、結論

無負壓變頻供水設備采用智能一體化變頻水泵，無需切換，每臺立式多級泵軟啟動，無沖擊，是新一代節能供水設備。適用于具有管網需要增高水壓，調節流量的給水系統。

參考文獻：

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