一、概述

　　水是人類生命之源。隨著我國城市化進(jìn)程的加速，城市規(guī)模的膨脹，居民小區(qū)不斷增加，高樓大廈鱗次櫛比，致使本來不堪重負(fù)的自來水管網(wǎng)更顯不足；很多城市在用水的高峰期樓房高層屢屢出現(xiàn)缺水的現(xiàn)象。目前解決該矛盾的辦法之一是：建水池或設(shè)水箱，通過水泵二次加壓保證供水，但是這種方法有如下顯而易見的缺點：

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　　建水池、設(shè)水箱，占地面積大，施工周期長，工程總投資大。

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　　原本純凈的自來水全部放入水池（或水箱）中，水池、水箱不是全封閉結(jié)構(gòu)，各種空氣中的粉塵、細(xì)菌及小動物極易進(jìn)入水池、水箱，存在水源被污染的后患。并且自來水在水池、水箱中存留較長的時間，易變質(zhì)變味；雖然自來水中含有一定數(shù)量的余氯用于消毒，但是不能滿足水質(zhì)要求。被污染的水經(jīng)過加壓后供給用戶飲用，嚴(yán)重影響人體健康。

　?。ㄈ├速M能源

　　將自來水*放入水池或水箱，原有壓力全部變?yōu)榱?，再從零開始重新加壓給水，原有能量白白浪費，這種給水方式能耗大，設(shè)備運行成本高。

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　　管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備選型大，運行中消耗電能較多，使用不經(jīng)濟(jì)。

　?。ㄎ澹┌惭b麻煩

　　修建水池、設(shè)置水箱，工程量大，工序較多，工藝也復(fù)雜，一旦出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象難以修復(fù)，后期維護(hù)也困難。

　?。┪飿I(yè)管理麻煩。

　　大型蓄水池清洗時費時費力，且清洗時用水受到影響，管理麻煩。

　　我公司研制開發(fā)了DWZG系列全自動無負(fù)壓管網(wǎng)直聯(lián)式供水設(shè)備，克服了水池、水箱的諸多缺點，成功的解決了高層居民用水難的問題。它有如下獨到之處：

　　1、不用建水池或設(shè)水箱，與自來水管網(wǎng)直接連接，可以充分利用自來水管網(wǎng)原有壓力，差多少補多少，自來水壓力能滿足負(fù)荷要求時，設(shè)備便停止工作。系統(tǒng)大部分時間在低頻率下運行，耗電較，可達(dá)到50％以上。

　　2、自來水經(jīng)設(shè)備加壓后直接供給用戶，全程密封運行，水源不易受污染，供水質(zhì)量好，是環(huán)保型供水設(shè)備，采用微機(jī)變頻軟啟動恒壓控制，水壓平穩(wěn)，水壓質(zhì)量好。

　　云南開遠(yuǎn)箱式泵站一體化設(shè)備應(yīng)用范圍

　　管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備適用于任何自來水壓力不足地區(qū)的加壓供水。

　　1、工礦企業(yè)的生產(chǎn)、生活用水及各種補水系統(tǒng)；

　　2、新建住宅小區(qū)或?qū)懽謽巧钣盟?/p>

　　3、已建好的水池，可以采用無負(fù)壓供水設(shè)備與水池共用的供水方式，進(jìn)一步節(jié)能；

　　4、對原有氣壓供水設(shè)備進(jìn)行改造，可以充分利用原有的氣壓罐；

　　5、各種循環(huán)系統(tǒng)，自來水廠的中間加壓泵站。

室外一體化箱式泵站工作原理1、當(dāng)檢測到自來水壓力能滿足用戶用水壓力時，系統(tǒng)直接通過市政管網(wǎng)給用戶供水。 2、當(dāng)檢測到自來水壓力低于用戶用水壓力時，系統(tǒng)通過疊加、變頻給用戶供水。 3、當(dāng)檢測到自來水壓力低且接近零時，切斷市政管網(wǎng)，進(jìn)水，系統(tǒng)通過水箱變頻方式給用戶供水。 4、為防止二次污染，定時通過水箱直接為用戶供水。

大梁莊農(nóng)村室外一體化箱式泵站在自來水有水的情況下充分利用自來水管網(wǎng)的原有壓力能源，在同樣供水需求的情況下，可以選用功率相對較小的水泵及控制設(shè)備，同時在自來水停水或者水壓不足的情況下切換水箱的水供水。

一體化箱式泵站組成1、組合式不銹鋼水箱（帶泵房）。2、智能化電氣控制系統(tǒng)。3、低噪音不銹鋼多級離心泵4、無負(fù)壓進(jìn)水裝置及防倒流裝置。5、不銹鋼成套管路。6、壓力、液位信號采集、反饋設(shè)施。

箱式泵站一體化設(shè)備節(jié)能

箱式泵站一體化設(shè)備技術(shù)指標(biāo)：

　　1、供水流量 0—1500 M3/H 揚程

       2、控制電機(jī)功率 0.75---1500KW

　　3、供水戶數(shù) 10—10000戶

　　4、壓力控制范圍 0.15—1.6MPa

　　5、平均節(jié)電率 30—60%

　　6、控制原理正弦波PWM或空間矢量SVPWM

　　7、運行方式單泵或多泵自動切換

　　8、控制方式可編程和PID控制

　　9、過載能力 150% 60秒

　　10、保護(hù)功能 軟啟動、對過壓、缺相、變相、欠壓、斷路，瞬間停電，短路等均有自診顯示和保護(hù)功能。

箱式泵站組成
1、工作泵、常用單級或多級臥式或立式清水離心泵。
2、小泵和小氣壓罐：在小流量甚至零流量持續(xù)時間較長，為更節(jié)電時設(shè)置。
3、變頻控制柜：變頻控制柜是箱式泵站的核心部分，一般由供貨廠家按水泵功率配套供應(yīng)。
4、附件：主要包括連接管道，以及閥門、止回閥、安全閥（有小氣壓罐時）、壓力表、壓力繼電器和底座等。一般組裝式設(shè)備由廠家組裝好供貨。

箱式泵站主要特點
　　◆高效節(jié)能：由電機(jī)學(xué)公式可知，系統(tǒng)電機(jī)功耗與電機(jī)轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系，在水壓不變時，水泵出水量與電機(jī)轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系。本設(shè)備采用恒壓量工作方式，當(dāng)用水量減小時，系統(tǒng)保持管網(wǎng)恒壓，通過降低水泵轉(zhuǎn)數(shù)來減少供水量，耗電量按立方特性降低。例如，供水量為額定值的80％，電機(jī)能耗為額定值的51.2％［（0.83）］節(jié)電量為48.8％，通常選用水泵流量比實際用水量大20-30％；而且高峰低谷用水量差額相當(dāng)大，變頻恒壓供水實際使用中節(jié)電非?？捎^。
　　◆減少污染，因取消了水塔，高位水箱，減少了二次污染。
　　◆設(shè)備投資省占地面積小
　　本系統(tǒng)與其它供水方式比較，由于主要設(shè)備只是控制柜及水泵（穩(wěn)壓罐自選），節(jié)省了大量的設(shè)備占地面積，從而大幅度節(jié)省了土建投資，而且就設(shè)備本身投資而言，供水量越大，采用變頻恒壓供水設(shè)備的價格優(yōu)勢就越顯著。

箱式泵站的起動與停機(jī)

在水泵出口母管處裝設(shè)壓力變送器和流量變送器，將壓力和流量信號送入控制器，控制器將接收到的信號進(jìn)行比較、運算，并發(fā)出指令，對變頻器進(jìn)行控制。如果檢測得管網(wǎng)壓力大于設(shè)定值，則系統(tǒng)不起動，當(dāng)管網(wǎng)壓力小于設(shè)定值時，系統(tǒng)起動。

休眠控制：

在夜間用水量非常少的情況下，為了節(jié)能，可以設(shè)置可以使水泵暫停工作的休眠狀態(tài)。在管網(wǎng)壓力允許的條件下，當(dāng)變頻器輸出頻率低于某下限頻率時，變頻器停止輸出。當(dāng)管網(wǎng)壓力小于下限設(shè)定時，再喚醒變頻器使之重新開始工作。

⒊實際系統(tǒng)的設(shè)計

⑴實際系統(tǒng)中應(yīng)考慮的其他因素

對于實際系統(tǒng)來說，四臺等容量的供水泵并不是特別合理。在選取水泵時，應(yīng)考慮在幾乎所有工況下都能使工作中的水泵處于高效率工作區(qū)間，因此，在夜間或需水量非常少的工況下工作的水泵可選一個比其他容量都小的。

同時，如果該系統(tǒng)是針對實際供水而設(shè)計的話，則應(yīng)該同時考慮樓宇泵房中所需要的另兩種泵：深井泵與污水泵，顯然那樣的話系統(tǒng)會比現(xiàn)在的復(fù)雜一些。

主要由于絕大多數(shù)城市都不允許直接從市政管網(wǎng)吸水，因此采用變頻調(diào)速恒壓供水方式時仍然需要設(shè)置調(diào)節(jié)水池。在調(diào)節(jié)池中應(yīng)安裝液深傳感器以檢測液面高度。當(dāng)水池液面下降到一定高度時，為了保證消防用水，就需停止水泵運行，這個高度就是消防水位。只有當(dāng)水池液面達(dá)到設(shè)定水位時才能恢復(fù)正常供水。

污水泵控制：一般泵房都漏水，因此有集污池。在集污池中安裝液位控制器，當(dāng)污水池液面達(dá)到排污高度時，自動起動排污泵，排完污水后自動停止排污泵。

⑵管網(wǎng)水壓控制點的選擇

在本文設(shè)計的系統(tǒng)中，為了減少成本及增加可靠性而采用了泵口恒壓方式，只能對由水量變化而引起的水泵剩余揚程進(jìn)行監(jiān)控，它不包含管網(wǎng)阻力下降而產(chǎn)生的剩余揚程；若采用最不利點恒壓控制方法，則水泵的調(diào)速幅度同時決定于上述兩個變化因素，使水泵調(diào)速后的。

揚程與管網(wǎng)阻力特性曲線更好地符合，以獲得最佳的節(jié)能效果。在實際工程中，較現(xiàn)實的做法是在條件允許的情況下，盡可能將壓力控制點靠近最不利點。

⑶抗干擾問題

為保證系統(tǒng)可靠運行，在電氣連接上應(yīng)注意采取抗干擾措施：

①交流電源側(cè)可采用RC低通濾波，以防止來自電網(wǎng)的干擾。部件的直流電源輸入端跨接電容濾波。

②處理好一點/多點接地，數(shù)字地和模擬地分開等問題。

③信號線選用帶屏蔽的雙絞線、電源線與信號線不平行布設(shè)，弱電強(qiáng)電分開。

④模擬信號采樣后，采用中值數(shù)字濾波，增加抗*力。

⑤在硬件設(shè)計中，增加看門狗電路；軟件設(shè)計中采取了指令冗余，軟件陷阱等保護(hù)措施。

⑥當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能自動聲光報警，可轉(zhuǎn)手動操作。

⑷故障時的問題

對整個系統(tǒng)來說，不僅需要實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速和軟起動的功能，電機(jī)應(yīng)有過載、短路、過壓、缺相、欠壓、過熱等保護(hù)功能，對于供水管路出現(xiàn)的問題也應(yīng)該有所識別，在故障不嚴(yán)重的情況下應(yīng)能繼續(xù)運行，并對故障作出報警。對于調(diào)節(jié)池缺水的情況，可通過液深傳感器檢測，立刻停止水泵運行。當(dāng)水池水位達(dá)到運行水位時，自動恢復(fù)水泵運行。在管網(wǎng)出現(xiàn)漏水問題及管道閥門損壞、不出水、少出水問題時，水泵運行會出現(xiàn)不出水或水壓達(dá)不到設(shè)定值的情況。在這種情況持續(xù)某個設(shè)定的時間之后，認(rèn)定為管網(wǎng)缺水，系統(tǒng)發(fā)出故障報警信號，并提示及時進(jìn)行系統(tǒng)檢修。在運行過程中，若變頻器出現(xiàn)突然故障時，當(dāng)前運行的變頻泵應(yīng)自動切換至工頻狀態(tài)繼續(xù)運行，同時發(fā)出故障報警信號；若水泵電機(jī)出現(xiàn)故障，應(yīng)及時切除有故障的水泵并發(fā)出報警信號，同時將閑置的水泵投入系統(tǒng)中運行。綜上所述，采用自動化程度較高的變頻恒壓供水系統(tǒng)，地提高整個系統(tǒng)效率、延長系統(tǒng)壽命、節(jié)約能源，而且靈活性較好，能構(gòu)成復(fù)雜的、功能強(qiáng)大的供水系統(tǒng)。

恒壓變頻供水設(shè)備八大優(yōu)點：

　　( 1）高效節(jié)能：充分利用市政水源本身具有的壓力熱能，差多少補多少，切實有效地發(fā)揮了變頻調(diào)速的節(jié)能效果。

　?。?）潔凈衛(wèi)生：構(gòu)成連續(xù)密閉的增壓供水方式，*保持了市政水源的國家水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，從根本上避免了增壓系統(tǒng)造成的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)降低和各種水源污染問題。

　?。?）杜絕浪費：不僅淘汰了高位水箱，還*地取消了地面（地下）水池水箱，*杜絕了水箱溢流，定期清洗造成的水源浪費。

　?。?）運行噪聲低：無塔供水器設(shè)備系列產(chǎn)品采用全變頻調(diào)整方案時，大部分時間特別在夜間處于低噪聲運行工況。

　?。?）設(shè)計了全密閉的、兼有緩沖作用和動態(tài)補償作用的水源箱罐，與目前市場所謂相比，更具有實際意義，并使控制系統(tǒng)得以簡化。

　?。?）該系列產(chǎn)品控制系統(tǒng)充分總結(jié)了本公司及國內(nèi)外變頻給水設(shè)備的設(shè)計制造經(jīng)驗，采用規(guī)范通用的控制系統(tǒng)技術(shù)方案，可換用任意廠商的變頻器、調(diào)節(jié)器、PLC和其他元器件，調(diào)試維修特別方便，為產(chǎn)品的終身售后服務(wù)奠定了良好基礎(chǔ)，不會因技術(shù)進(jìn)步而導(dǎo)致售后服務(wù)問題。

　?。?）無塔供水器設(shè)備該系列產(chǎn)品控制系統(tǒng)具有較高智能性，設(shè)計中充分考慮了機(jī)、電、儀協(xié)調(diào)配合，具有欲速則不達(dá)的檢測監(jiān)視和簡單方便的人機(jī)交互功能。具有全面的故障保護(hù)功能和對策，變頻器故障保護(hù)時，自動降級運行（成為工頻自動給水設(shè)備），自動系統(tǒng)故障時，還可手動操作應(yīng)急備用，贏得維修時間。

　　（8）可按要求選配各種通訊接口、協(xié)議，從而可連接各種人機(jī)界面、監(jiān)控計算機(jī)，可與各種控制網(wǎng)絡(luò)，通信網(wǎng)絡(luò)相接，適用于特殊、復(fù)雜的運行控制和聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控要求?？蔀橛脩糸_發(fā)配套監(jiān)控軟件。

相關(guān)原理

箱式無負(fù)壓供水設(shè)備的變頻泵以一定的轉(zhuǎn)速運行，利用自來水原有的壓力實現(xiàn)疊加能確保用戶所需的壓力和壓力恒定設(shè)備投入使用，自來水管網(wǎng)的水進(jìn)入穩(wěn)流調(diào)節(jié)罐，罐內(nèi)空氣通過真空消除器自動排除，待水充滿后，真空消除器自動關(guān)閉

當(dāng)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，水泵不工作，充分利用了自來水管網(wǎng)原有壓力當(dāng)用水管網(wǎng)用水量不斷增加，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(yuǎn)傳壓力表反饋給變頻控制器，水泵開始運行，并且根據(jù)用水量的大小自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速恒壓供水。一旦箱式無負(fù)壓供水設(shè)備水泵的轉(zhuǎn)速達(dá)到工頻轉(zhuǎn)速時，則會自動啟動另一臺水泵變頻運轉(zhuǎn)。實現(xiàn)了“差多少、補多少"的功能水泵供水時，若水泵流量小于自來水給水管網(wǎng)的流量，則系統(tǒng)保持正常供水；用水高峰時，若水泵流量大于自來水給水管網(wǎng)的流量，穩(wěn)流調(diào)節(jié)罐內(nèi)的水作為補充水源仍能保持一定時段的正常供水，此時空氣經(jīng)真空消除器進(jìn)入罐內(nèi)，破壞了罐內(nèi)的真空形成，確保自來水給水管網(wǎng)不產(chǎn)生負(fù)壓;用水高峰過后，系統(tǒng)又恢復(fù)正常供水狀態(tài)。

相關(guān)范圍

1.適用地域范圍：適用于有水池的高層建筑、賓館、學(xué)校、城鎮(zhèn)居民小區(qū)、企事業(yè)單位、新農(nóng)村建設(shè)農(nóng)村的生活用水及城市管網(wǎng)壓力較充足的地區(qū)加壓給水

2.適用工程類型：工廠、工礦企業(yè)的生產(chǎn)、生活用水、農(nóng)業(yè)排灌站、自來水廠的大型給水中間加壓泵站

3.適用工程部位：生產(chǎn)、生活中的冷卻水、循環(huán)水的加壓、給水二次加壓系統(tǒng)

4.其它適用范圍：新建、改建、擴(kuò)建住宅樓、辦公樓、賓館、飯店等公共建筑生活用水

5.使用單位類型：設(shè)計單位、施工單位、監(jiān)理單位

相關(guān)特點

1、衛(wèi)生無污染

變頻給水設(shè)備為全密封結(jié)構(gòu)，細(xì)菌和粉塵不會進(jìn)入系統(tǒng)；避免了藻類的滋生，防止了水源二次污染及供水水質(zhì)污染問題，用戶使用的是符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的自來水。

2、節(jié)能，運行成本低，保護(hù)功能齊全

可充分利用市政管網(wǎng)供水壓力，差多小，補多少，不產(chǎn)生負(fù)壓，與傳統(tǒng)水池（水箱）式變頻供水設(shè)備相比可節(jié)能30%~70%，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(hù)功能。在異常情況下能進(jìn)行信號報警、自檢、故障判斷等.

3、疊壓運行，節(jié)省費用

系統(tǒng)保證管道恒壓是根據(jù)用水量的變化調(diào)整投入臺套數(shù)和運轉(zhuǎn)速度，用水量大時投入功率大，用水量小時投入功率小。小用水量時（如夜間）系統(tǒng)由小功率泵變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)一直在率點運行。因而大大降低了運行費用?？晒?jié)約能源60%以上.

4、延長設(shè)備的使用壽命

對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(zhuǎn)，大大延長了水泵及電機(jī)的使用壽命。設(shè)備壽命比傳統(tǒng)水池（水箱）變頻供水設(shè)備大大提高.

5、雙模式供水

具有水池（水箱）式變頻供水設(shè)備和無負(fù)壓管網(wǎng)疊壓變頻供水設(shè)備兩種模式供水，可根據(jù)自來水進(jìn)水壓力及流量自動切換，此種運行方式不但避免了市政管網(wǎng)負(fù)壓的產(chǎn)生,并且保證了供水的連續(xù)性,這個功能是通用型無負(fù)壓供水設(shè)備無法做到的。