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     自上世紀(jì)末，城市高樓迅猛崛起、參差林立。二次增壓供水又成為新世紀(jì)人們的又一課題。傳統(tǒng)供水的方式，普遍存在耗能、水質(zhì)污染重、泵房占地面積大、設(shè)備噪音大、檢修率高、水壓不穩(wěn)定。中贏供水針對此種情形，專門組織科研人員，成立了一支從調(diào)研、客訪到建檔和設(shè)計(jì)的快速反應(yīng)隊(duì)伍。兩年來經(jīng)我司改造了180多個(gè)傳統(tǒng)供水，平均節(jié)電70%以上，每月節(jié)電基本在千度以上。

 

一、變頻供水節(jié)能原理

 

無負(fù)壓供水與傳統(tǒng)二次供水設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)對比

二次供水設(shè)備泵房內(nèi)示意圖

二次供水設(shè)備特點(diǎn)

二次供水設(shè)備原理圖

中贏二次供水設(shè)備現(xiàn)場圖片

 

二次供水設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用及投資對比分析
運(yùn)行費(fèi)用分析
傳統(tǒng)設(shè)計(jì)供水方式：將自來水放入生活水箱，再用變頻設(shè)備加壓向各用水點(diǎn)供水，該供水方式存在著自來水原有供水壓力被白白浪費(fèi)，而且水箱存在著嚴(yán)重的二次污染。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中所設(shè)置的水箱需定期清洗（掃）和處理，按廣東省的城市供水條例規(guī)定，水箱應(yīng)每季度清洗一次。同時(shí)，因?yàn)樗洳皇侨芊饨Y(jié)構(gòu)，在管理上還存在著對供水安全的擔(dān)憂，并需要相應(yīng)增加必要的安全防護(hù)措施費(fèi)用。
而HBW無負(fù)壓供水設(shè)備與自來水輸水管網(wǎng)直接串接，可以充分利用自來水管網(wǎng)原有的壓力；采用節(jié)能智能變頻控制技術(shù)，設(shè)備的電機(jī)泵在微機(jī)控制下，根據(jù)自來水的壓力來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，只對自來水的進(jìn)水壓力和所需壓力的差進(jìn)行補(bǔ)壓，不做無用功,節(jié)能效果顯著，與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的采用常規(guī)繼電接觸器控制的給水設(shè)備相比，節(jié)電可達(dá)20%～60%以上。其節(jié)能分析如下：
1、節(jié)能分析：
  選用無負(fù)壓供水設(shè)備可充分利用自來水管網(wǎng)原有的壓力，在此基礎(chǔ)上差多少，補(bǔ)多少。該工程自來水市政管網(wǎng)用水平均時(shí)的供水壓力為0.25Mpa，水流進(jìn)入地下室供水設(shè)備自來水壓力約有0.3 Mpa.在充分利用自來水壓力后，綜合節(jié)能大約在40%左右，對此工程而言，加壓部分日用水量按600m3計(jì)算，
節(jié)能分析如下：水泵電耗：W =γQ H /η
式中：γ—— 水的容重，9.8kN/m3 ；       Q —— 流量， m3/s ；
H —— 水被提升的高度，m ；       η—— 水泵機(jī)組的效率。
水泵機(jī)組的效率為η=η泵×η傳×η電=0.82×0.95×0.9=0.70
其中：η泵為水泵效率；η傳為傳動效率；η電為電機(jī)效率。
結(jié)論：采用無負(fù)壓供水方式與傳統(tǒng)供水方式相比，每天可節(jié)省水泵耗電為:W2=9.8kN/m3×960m3×30m/（3600×0.70）≈112Kw?h。
每度電費(fèi)按照0.9元計(jì)，每年可節(jié)省電費(fèi)約：112Kw?h×0.9元/ Kw?h×365≈3.68萬元。
2、水箱清洗費(fèi)用：
按有關(guān)規(guī)定，每年需清洗四次以上，需要大量的人力物力，造成不必要的資源浪費(fèi)，清洗一次還需停水半天，給生活帶來不便。選用HBW供水設(shè)備可節(jié)省清洗費(fèi)用約△E≈1.2萬元/年;
3、管理及維護(hù)費(fèi)用：
  無負(fù)壓供水設(shè)備采用全自動運(yùn)行，不需專人值守，在系統(tǒng)設(shè)定的供水壓力下，全智能運(yùn)行，水泵自動切換，設(shè)備質(zhì)量可靠，維護(hù)管理運(yùn)行極為簡單方便。僅此一項(xiàng)選用無負(fù)壓供水設(shè)備可節(jié)省維護(hù)費(fèi)用1.20萬元/年+人工費(fèi)用2.40萬元/年=3.6萬元/年；
綜上所述：采用無負(fù)壓供水設(shè)備與傳統(tǒng)供水方式相比，每年可節(jié)省運(yùn)行
管理費(fèi)用約在8.48萬左右。按照設(shè)備壽命25年計(jì)算，可節(jié)約運(yùn)行管理費(fèi)用212萬元。

原設(shè)計(jì)供水系統(tǒng)投資情況分析

選用無負(fù)壓設(shè)備直接增加的收益

二次供水設(shè)備設(shè)計(jì)、施工及安裝等方面
原設(shè)計(jì)供水方案設(shè)有水箱，相應(yīng)地增加了供水系統(tǒng)中管路的復(fù)雜性和安裝維護(hù)的不方便性，因?yàn)樗湫柙O(shè)有浮球閥、溢水，泄水管等復(fù)雜的管路系統(tǒng)。而采用無負(fù)壓供水方案中減少了水箱等主要構(gòu)筑物，簡化了供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和安裝，并且大大縮短了安裝工期。

綜上所述：
采用普通的變頻的供水系統(tǒng)，水箱和設(shè)備及配套設(shè)施投資大約在30萬元左右；
C、結(jié)論
綜上所述：選用無負(fù)壓供水設(shè)備與原設(shè)計(jì)的供水系統(tǒng)相比：
①、居民從此用上全程無二次污染的干凈水，提高樓盤價(jià)值，增加間接效益；
②、原設(shè)計(jì)設(shè)備及附屬設(shè)施綜合投資約為35萬元；
③、節(jié)省后期管理費(fèi)用8.48萬元/年，按照25年計(jì)算，可節(jié)約運(yùn)行管理費(fèi)用192萬元；

二次供水設(shè)備產(chǎn)品參數(shù)

控制方式：變頻控制

安裝場所：室內(nèi) 

溫度環(huán)境：+5℃—+40℃

輸送液體：清水

液體溫度：0℃—+70℃
最高使用壓力：20kg/cm3
最小吸入壓力：0.2kg/cm3
允許吸入壓力：受到最高使用壓力限制
水泵：立式/臥式多級離心泵
水泵組合臺數(shù)：2---6臺
電源：三湘×220/330V×50HZ

吸入、輸出管：不銹鋼鋼管

中贏直接對接自來水管設(shè)備原理圖

改造二次供水設(shè)備后的優(yōu)點(diǎn)

1、無負(fù)壓功能 

 設(shè)備與市政管網(wǎng)直接連接，設(shè)備工作時(shí)對管網(wǎng)不產(chǎn)生任何負(fù)壓影響，通過設(shè)備的微機(jī)控制系統(tǒng)及穩(wěn)流補(bǔ)償系統(tǒng)與真空抑制系統(tǒng)的有效工作，時(shí)刻自動監(jiān)測自動調(diào)節(jié)和適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)壓對吸程的自動補(bǔ)償，從而可以消除水泵運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓及吸程影響，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(fù)壓和隨之而來的氣囊、氣阻、壓力振蕩、倒流及水錘等是危及管網(wǎng)安全或是產(chǎn)生隱患的重要因素。

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(shí)，無須人為干預(yù)設(shè)備的運(yùn)行，設(shè)備在微機(jī)的控制之下按照設(shè)定的程序全自動運(yùn)行。在試驗(yàn)或以外情況時(shí)可以進(jìn)行手動操作,用戶可通過面板上的“啟動X#泵”、“停止X#泵”按鈕控制對應(yīng)水泵的啟動與停止（手動運(yùn)行時(shí)壓力不受限制，應(yīng)注意觀察實(shí)際出水壓力與用戶要求的差別，防止壓力過高）。此外，設(shè)備還可以擴(kuò)展到集群控制、遠(yuǎn)控、監(jiān)控等多路控制方式，有效保障設(shè)備正常運(yùn)行。

3、有水開機(jī)/無水停機(jī)功能

   當(dāng)市政管網(wǎng)水量不滿足時(shí)，設(shè)備自動調(diào)整供水狀況，改變設(shè)備運(yùn)行曲線，進(jìn)行真空抑制和穩(wěn)流補(bǔ)償，使用水狀況與進(jìn)水狀況符合，當(dāng)補(bǔ)償量達(dá)到大時(shí)也即市政管網(wǎng)不能滿足需要時(shí)，設(shè)備自動停機(jī)，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(shí)，設(shè)備自動開機(jī)。

4、自動恒壓功能

  根據(jù)工程實(shí)際情況，可現(xiàn)場設(shè)定設(shè)備出水壓力，控制系統(tǒng)運(yùn)算速度快，時(shí)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，恒定壓力控制精度≤±0.01Mpa。設(shè)備可實(shí)現(xiàn)設(shè)備出水端壓力采樣、最不利用水點(diǎn)壓力采樣、供水管路中間任一點(diǎn)壓力采樣的恒壓控制和分時(shí)段多恒壓控制、變量變壓控制等控制功能。

5、變頻自動轉(zhuǎn)換及定時(shí)交換功能

當(dāng)一臺水泵全速運(yùn)轉(zhuǎn)仍然不能滿足用水情況時(shí)，設(shè)備自動控制其他水泵投入運(yùn)行，并使水泵始終處于高效運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)一臺水泵長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，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(yùn)行時(shí)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、小流量停機(jī)保壓功能

   當(dāng)設(shè)備在用水低峰期運(yùn)行，實(shí)際用水量很小時(shí)，微機(jī)將檢測到的信號進(jìn)行處理，并迅速調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)，直至設(shè)備小流量停機(jī)，實(shí)現(xiàn)停機(jī)零損耗。設(shè)備停止運(yùn)行，通過儲能機(jī)構(gòu)維持壓力，提高節(jié)能效果，保證用水需求，在流量加大時(shí)可以自動恢復(fù)運(yùn)行狀態(tài)。

7、管網(wǎng)自動補(bǔ)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(jìn)水壓力和出水設(shè)定壓力的差進(jìn)行補(bǔ)償，充分利用市政管網(wǎng)壓力，高效節(jié)能。

8、管網(wǎng)超壓保護(hù)功能

 對于高揚(yáng)程的生活供水設(shè)備，設(shè)備出水口壓力很高，為防止在市政管網(wǎng)壓力不穩(wěn)的的情況下造成管網(wǎng)超壓而增加此功能，當(dāng)設(shè)備處于自動運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，管網(wǎng)壓力超過設(shè)定的超壓保護(hù)壓力時(shí)設(shè)備語音報(bào)警“管網(wǎng)超壓”并調(diào)整工作狀態(tài)，促使管網(wǎng)壓力不超高，有效保護(hù)用水管網(wǎng)的安全，避免在高層建筑中頻繁出現(xiàn)的管網(wǎng)超壓損壞現(xiàn)象。

9、泵無壓定時(shí)巡檢功能

   在自動停機(jī)狀態(tài)下，微機(jī)控制水泵定期自動巡檢，巡檢時(shí)間的長短可以自動調(diào)節(jié)，此功能可防止水泵長期不用而銹蝕的情況發(fā)生。

10、真空抑制預(yù)警功能

   如設(shè)備在運(yùn)行的過程出現(xiàn)缺水現(xiàn)象，真空抑制器首先監(jiān)測到并向微機(jī)報(bào)警，微機(jī)將檢測到的信號進(jìn)行處理，補(bǔ)償器預(yù)警指示燈亮，預(yù)先通知操作人員設(shè)備當(dāng)前的進(jìn)水量不足。

11、故障報(bào)警和處理功能

   當(dāng)設(shè)備在運(yùn)行過程中，出現(xiàn)過流、過載、過壓、缺相、過熱、欠壓等等不適合設(shè)備工作的情況時(shí)，設(shè)備能自動切轉(zhuǎn)換到保護(hù)狀態(tài)，以保護(hù)設(shè)備不受到損壞。同時(shí)設(shè)備自動跳過故障回路或水泵，投入其他回路或水泵，避免設(shè)備不必要的停機(jī)影響到用戶用水，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號，通過近控、遠(yuǎn)控和現(xiàn)場控制進(jìn)行現(xiàn)場或遠(yuǎn)程的故障處理。

12、遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)測功能

遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)測系統(tǒng)，是根據(jù)用戶的需要開發(fā)研制的高新技術(shù)，現(xiàn)已成功應(yīng)用到節(jié)能的供水設(shè)備中，共獲得三項(xiàng)新型專利，通過該項(xiàng)技術(shù)，中贏公司可通過系統(tǒng)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)程對用戶設(shè)備進(jìn)行24小時(shí)的監(jiān)控檢測，保障設(shè)備安全可靠地運(yùn)行，從而將我們的服務(wù)理念更延伸了一步。通過該網(wǎng)絡(luò)，節(jié)能公司可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱患，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程巡檢，遠(yuǎn)程預(yù)警，遠(yuǎn)程控制，自動接收設(shè)備的報(bào)警，及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀況，對于設(shè)備安全的、可靠的運(yùn)行又多了一層保險(xiǎn)，保證供水系統(tǒng)的安全性，可靠性，用戶可放心使用。

13、變頻器報(bào)警自動復(fù)位功能

   變頻器報(bào)警后，自動復(fù)位3次，且復(fù)位間隔時(shí)間遞增。如果變頻器復(fù)位3次后仍然不成功，則自動停機(jī)保護(hù)。

14、定時(shí)開關(guān)機(jī)功能（適用于間斷供水的設(shè)備）

   可以根據(jù)用戶的要求，設(shè)備可以設(shè)定多組開機(jī)/關(guān)機(jī)時(shí)間控制，以實(shí)現(xiàn)用戶不同的用水需求。

15、數(shù)據(jù)自動存儲功能

設(shè)備具有數(shù)據(jù)自動存儲功能，設(shè)備設(shè)有存儲器，數(shù)據(jù)存儲量大，具有1024KB的數(shù)據(jù)存儲量，可以實(shí)時(shí)記錄設(shè)備16384條的運(yùn)行數(shù)據(jù)，便于歷史數(shù)據(jù)的查看。可以記錄2個(gè)月的數(shù)據(jù)量，并具有循環(huán)擦除記錄的特點(diǎn)對運(yùn)行時(shí)的參數(shù)進(jìn)行自動跟蹤存儲，尤其對故障狀態(tài)下的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行存儲，設(shè)備可以自動存儲5次以上的詳細(xì)故障資料，根據(jù)運(yùn)行情況自動調(diào)整參數(shù)，以便于維護(hù)檢測。

16、運(yùn)行狀態(tài)顯示功能

設(shè)備具有液晶中文顯示功能，對設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、設(shè)定功能等進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤顯示，可以直觀的顯示運(yùn)行狀態(tài)，設(shè)備在報(bào)警保護(hù)狀態(tài)時(shí)，顯示器直接將報(bào)警保護(hù)內(nèi)容在顯示器中顯示出來，通過顯示器可以直接對設(shè)備進(jìn)行操作和設(shè)定功能，方便管理和操作，使人與設(shè)備可以直接進(jìn)行界面操作。顯示器功能菜單豐富，操作簡單，檔次高。

17、語音報(bào)警功能

設(shè)備設(shè)有語音報(bào)警功能，設(shè)備在微機(jī)的控制下，對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行跟蹤檢測，對各種運(yùn)行狀態(tài)及在報(bào)警保護(hù)狀態(tài)下的保護(hù)內(nèi)容等進(jìn)行語音提示，避免人為故障的產(chǎn)生，有效提高設(shè)備的使用與維護(hù)安全。語音報(bào)警和提示內(nèi)容清晰，聲音加長時(shí)間可在0秒～8分鐘之間自主調(diào)整，并且采用數(shù)字電位器調(diào)節(jié)，聲音大小可調(diào)。同時(shí)具有播放歌曲欣賞等功能，增加了整套設(shè)備的人性化和趣味性。

18、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)自動解析功能

   設(shè)備具有遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)自動解析功能，在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下，該功能能夠保障設(shè)備在監(jiān)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，設(shè)備的各種運(yùn)行參數(shù)可以自動進(jìn)行解析，有效保障設(shè)備在無人值守狀態(tài)下的運(yùn)行安全。

19、抗干擾屏蔽功能

設(shè)備的控制系統(tǒng)設(shè)有抗干擾屏蔽功能，因設(shè)備為變頻控制，變頻控制過程中很容易產(chǎn)生高頻輻射造成干擾，再有設(shè)備要求控制精度高，對外界的干擾敏感，所以設(shè)備設(shè)有以上功能以有效保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行要求。

20、多樣化的通信功能

設(shè)備預(yù)留通訊接口多。一個(gè)RS232接口，二個(gè)RS485接口，可以用來連接遠(yuǎn)傳監(jiān)控，給用戶預(yù)留監(jiān)控接口，它們都使用標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS通訊協(xié)議。滿足用戶多方面的監(jiān)控需求。

21、集成有豐富的軟件功能

如：定時(shí)段啟動停止功能，數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)功能，數(shù)據(jù)上傳系統(tǒng)功能，水泵累計(jì)運(yùn)行時(shí)間記錄功能，故障泵自動跳過處理功能，自動有水開機(jī)無水停機(jī)功能等等。