李　彦

（山西五建集团有限公司　030032）

高层住宅小区无负压变频给水系统探讨

李彦

（山西五建集团有限公司030032）

本文通过实例，阐述了生活供水二次加压泵站是居民小区和城市高层建筑给水中不可缺少的组成部分，变频调速技术当用水压力及水量满足要求时，设备通过旁通止回阀向用水管网直接供水；当管网压力不能满足用水要求时，系统通过压力传感器给出起泵信号启动水泵运行，极大地节约了资源，减少了浪费。

高层住宅；无负压；变频；给水系统

为了满足人们对高效、低消耗的追求，无负压变频给水系统由此诞生，变频调速系统是通过改变电动机电源频率实现速度调节，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。高楼小区因楼层较高，自来水管网压力不足，因此都需要通过二次加压的供水方式供水，并且由于采用了变频调速系统，极大地节约了资源，减少了浪费，而且系统运行性能比较稳定，因此深受业主的青睐。

1　工程概况

该工程为太原市某高层住宅楼，共28层2栋，18层3栋，建筑物高度84.5m，供水分区：1～3由市政管网直接供给，4～15层由中区无负压供水设备加压。设备服务户数492户。16～28层由高区无负压供水设备加压。设备服务户数187户。工程中生活给水水源由市政自来水给水管网供给，且水质符合国家《生活饮用水卫生标准》要求。其生活引入管引入一条DN150的给水管，用水高峰期自来水压力约为0.25MPa。

2　高层给水系统方案选择

结合本工程生活用水特点，考虑到设备水泵的性能，我集团技术人员对该工程中的给水设备经过严格的选型和校核，现选用无负压变频给水系统。传统设计供水方式：将自来水放入生活水箱，再用变频设备加压向各用水点供水，该供水方式存在着自来水原有供水压力被白白浪费，而且水箱存在着严重的二次污染。传统设计方案中所设置的水箱需定期清洗（扫）和处理，水箱应每季度清洗一次。同时，因为水箱不是全密封结构，在管理上还存在着对供水安全的担忧，并需要相应增加必要的安全防护措施费用。采用无负压智能变频控制技术，设备的电机泵在微机控制下，根据自来水的压力来调节电机的转速，只对自来水的进水压力和所需压力的差进行补压，不做无用功，节能效果显著，与传统设计的采用常规继电接触器控制的给水设备相比，节电可达20～90%以上。

3　无负压变频给水系统优点

（1）功率因素节能：功率因素越大，有功功率越大，一般电动机的功率因素为0.6～0.7，使用了无负压变频供水设备以后，功率因素的值约等于1。也就是将无功功率的值降到最低，使得水泵的能耗都消耗在电机运转上，全部用来对外做工，使得水泵的效率达到最高，节能效果更好。

（2）降低功率节能：根据水泵的相似定律，无负压变频供水设备在相似工况的时候，水泵功率随着转速的三次方变化。当同时使用变频供水跟工频泵供水的时候。

（3）无负压供水设备采用稳流调节、负压补偿、预压平衡等高新技术变频加压，使供水设备与自来水管网直接串接，不产生负压；不影响直供区以及周围用户供水；不需要修建水箱；可充分利用自来水原有的压力，节能效果显著，可避免因修建水箱而引起的一系列管理上的问题。

（4）无负压供水设备无须设置水箱及相应的消毒设备，投资小而且设备总的体积小，节省大量占地面积，间接经济效益非常可观。无负压供水设备为全封闭结构，不存在跑、冒、滴、漏现象，更不必担心水质受到污染和人为破坏。彻底杜绝二次加压供水系统中的二次污染，保证用户供水安全，达到自来水直供水质标准。

（5）无负压供水设备没有水池和水箱，免除了定期清洗消毒的费用，全自动运行时完全做到无人值守，节省大量管理费用；设备平均运行频率低，减少了设备磨损和故障率，延长了设备使用寿命，因此也降低了日常的设备维护维修费用。

4　无负压变频给水系统制作安装技术要点

（1）无负压变频给水系统必须满足市政管网的约束条件，任何情况下均不允许超量取水现象。无负压管网直供水设备应保证在城市供水管网限定的流量下运转，任何时候都不会超限量取水，根本不会在负压下强行抽水，维护供水管网的运行安全和相邻用户的用水稳定。

（2）必须安全、稳定的向用户恒压供水

①无负压管网直供水设备应采用水泵出水端压力恒定控制或供水管路

最不利点恒压控制的方式。压力值可以在现场试水时设定和调整，以达到用户用水压力满意为准，恒压控制稳态精度要求：设定压力与实际压力差不得超过±0.01MPa。

②控制系统动态性能要求：必须平滑、稳定的进行调节，不产生调节震荡，并且响应速度合理。避免水流喘振、断流和水击现象出现。

③无负压管网直供水设备应具备的控制功能要求：必须具有两台泵定时切换功能。故障报警停泵功能。进水压力控制设定上限压力，开泵时水泵能根据设定压力值自动升降转速调节出水压力，达到下限压力时停泵。必须设有手动开关泵按钮，当自动功能出现故障时必须手动开关水泵，不至于影响用户用水和市政管网运行的安全。

（3）对无负压管网直供水设备制作与安装要求

①变频控制柜内电器元件必须采用如下国外知名品牌，控制柜面板上各种指示灯及仪器齐全，指示牌指示准确清晰，距离2m可辨清指示牌内容。设备进水压力控制应用压力传感器控制或远传压力表，不能使用电接点压力表。出水压力可选用压力传感或是远传压力表，进水最好使用压力传感器。

②对无负压变频供水设备配置要求为：两台水泵，一用一备，即一台水泵可以零流量连续调节为最大流量，满足24h全时段的用水高峰及低谷的变化需要，另一台作为备用泵，工作泵与备用泵定时平滑切换一次，以避免泵用泵中死水时间长而影响水质。

③保证设备绝对与大气隔绝，全封闭运行，彻底杜绝二次污染，保证在自来水管网的限定性条件下连接运转，不会产生负压管路冲击等影响管网供水安全的隐患，具有相关的资质证明。

5　无负压变频供水设备调试现场注意事项：

（1）出现异常现象应注意的问题：设备具有全自动运行的功能，如果出现报警故障不能自动时，应急用水可采取手动，时间不宜过长（并有人现场监视压力），等厂家维修人员到场处理。没有经过专业培训的人员请勿自行维修，否则可能造成严重的后果。

（2）无负压变频供水设备调试前应该具备条件：控制柜应安装在清洁、干燥、无滴水的场合，且无腐蚀性或导电性粉尘（保护等级2），应做好各种防护工作。电源进线要求为三相五线制，电压要求：380（±10%），进入电控柜的方式为下进线制，零线、PE线分别压在零线绝缘端子、接地铜排。三根相线接到上端的总空开上，要求压接铜接头、涮锡处理，要求固定牢靠。电气布线穿管必须在预制地面前，按厂家或设计单位的穿管图铺设穿线套管，钢管必须高出预制地面一定距离并套丝，接好电机线，信号线需调试人员指导安装。

（3）运行中注意的问题：无负压变频供水设备控制柜应垂直放置，平稳安放在控制柜基础或槽钢底座上。先把电控柜内主开关合闸，再将控制电源单极开关合上后，才能进行设备的手动和自动操作。设备正在运行时，严禁操作“自动/手动”转换开关。只有设备完全停止时，方可操作此开关。采用自耦降压启动的设备，严禁频繁启动，否则有可能造成设备损坏。

[1]《建筑给水排水设计规范》（GB/T50015-2003）.

[2]建筑给水排水施工质量验收规范》（GB/T50015-2003）.

TU991

A

1673-0038（2015）44-0136-02

2015-10-18

李彦（1976-），工程师，本科。