中铁十四局安哥拉K.K.项目部250100
摘要：成套智能变频供水设备的应用，是将储存在水箱中的市政管网水通过变频控制柜和2台以上的水泵加压供水，自动调节供水压力以满足用户的恒压变量供水要求。管道内压力保持恒定，整个供水系统始终保持高效节能的最佳状态。本文通过此设备在海外大型群体社区工程中的应用的详细介绍，使我们更清楚的认识该设备应用于大型社区住宅中的优势。
关键词：恒压变量高效节能大型社区群体工程智能变频供水设备优势
1引言
时代的发展推动着各方面技术的进步，城市功能也越来越完备。建筑设计与施工技术的进步促使着城市建筑向着大型化、多功能化、高层化、地下化等方向发展，新材料、新技术也不断涌现。成套智能变频供水设备，是结合消防和生活、生产用水的特点，研制生产的具有国内外先进水平的新一代供水设备，采用微型计算机可编程控制技术，根据供水管网和水源的多种情况，由微型计算机控制调节各种复杂的工作，实现了智能化供水。
2工程概况
安哥拉社会住房项目作为备受中非瞩目的特大型群体社区工程，其包含两万余户住宅楼及配套的学校、水泵房和变电所。住宅分为五层、九层、十一层及十三层四种楼型，我公司承建其中的123栋住宅楼、7所学校及4所水泵房。每个地块设一所水泵房，其中成套智能变频供水设备就安装在水泵房内，负责向地块内七层以上的住户加压供水，六层以下的住户由市政管网直接供水。在非洲，水资源尤为宝贵，如何最大限度的节省水资源为用户保证持续供水就成了首要解决的问题。变频成套供水设备是非常理想的一种节能供水设备，节能效果好，结构紧凑，占地面积小，运行稳定可靠，使用寿命长，方案设计灵活，供水压力可调，流量可大可小，完全可以取代水塔、高位水箱等传统的供水设备。
3成套变频供水设备简介
3.1组成：
该设备由变频控制柜、无负压装置，自动化控制系统及远程监控系统、水泵机组、稳压补偿器、负压消除器、压力传感器、阀门、仪表和管路系统等组成。
3.2工作原理：
通过安装在出水总管上的压力传感器将压力信号转换成电信号，传输至变频控制器进行运算处理，同时与设定的压力值不断进行比较，其输出信号至变频器进行控制，自动调节变频器的输出功率，进而调整水泵的转速。当用水量增加时，水泵运行速度加快，当用水量减少时，水泵速度减慢，并通过可编程控制器自动控制多泵循环，自动加减泵，先加后减，先减后加。通过改变供水组水泵的转速和台数，将管网中的水压恒稳于预先设定的压力值，使设备供水量与用户管网不断变化的用水量保持一致，达到恒压变量供水的目的。
3.3使用条件：
居民生活用水：如高层建筑、居民小区、别墅等
公共场所：如医院、学校、体育馆、高尔夫球场、机场
商用大厦：如宾馆、写字楼、百货商场、大型桑拿浴等
灌溉：如公园、游乐场、果园、农场等
制造业：如生产制造、洗涤装置、食品工业、工厂
3.4设备优势：
1、结构紧凑，体积小，占地少，无须建造高位水箱或水塔，投资省，安装快，便于集中管理。
2、采用进口变频器及相关元器件，设计合理，操作简便，全自动运行无人值守。
3、自由设定压力，按实际用水量来调节水泵转速，使全自动变频供水设备始终处于高效运转状态。
4、由变频器软启停水泵，使电网和管网免受冲击；无水锤现象，减低设备运行噪音，延长使用寿命。
5、取代传统的屋顶水箱供水方式，消除了水污染的源头。
全自动变频供水设备是将交流变频调速技术、可编程控制技术应用于水泵自动控制设备之中，与电机泵组相结合的一体化供水设备。根据管网瞬时压力变化，自动调节某台水泵电机的转速和水泵投入退出的台数，满足用户恒压变量供水的需要，使供水管网末端压力保持恒定，使得整个供水系统始终保持高效节能的最佳状态。
4成套变频供水设备在安哥拉社会住房项目中的应用
安哥拉社会住房项目共计27个地块，每个地块设立一座水泵房。以某地块为例，该地块含九层、十一层及十三层楼型共计12栋，泵房中的成套变频设备是由一台变频控制柜和3台水泵并联组成的加压供水设备，自动调节满足住户的恒压变量供水要求。用户用水的多少是经常变动的，因此供水不足或过剩的情况经常发生，而用水与供水之间的不平衡直接反映在供水压力上，即用水多而供水少，则压力小；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力的恒定，可使供水与用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水质量。
根据设计要求，本工程设定的恒压供水压力为0.6MPa。通过变频控制器自动调节某台水泵的转速或多台水泵投入/退出运行，使供水管网压力维持在0.6Mpa，即当系统出水管路处的压力传感器检测到压力小于0.6Mpa时，自动调节水泵转速使出口压力增加并稳定在0.6MPa。当水泵达到工频转速运行但压力达不到设定的0.6Mpa时，系统按顺序启动第2个和第3个泵；随着用水量的减少，出口压力上升，水泵的转速逐渐降低，系统按3、2、1的顺序停止水泵运行。现将具体的操作及工作过程阐述如下：将系统中的所有线路连接好之后，按照厂家提供的参数将变频控制器设定好，在系统运行前将出水口压力设定为0.6Mpa，唤醒压力为0.55Mpa，压力下限为0.5Mpa，压力上限为0.65Mpa。开启控制柜电源后，将系统调制自动运行档位上，系统处于智能变频工作状态。由于瞬间供水压力远小于0.6Mpa，系统将变频泵切换到工频运行，变频器切换到下一台泵运行，每当变频泵达到最大转速时，都将发生上述切换，直至出水口压力达到0.6Mpa。当供水压力达到0.6Mpa且水泵供水量与用户用水量达到平衡时，水泵电机稳定在某一转速。当出水口压力高于0.65Mpa时，延时停止工频泵。当系统压力不低于0.55Mpa且保持30s时，泵停止运行且变频待机。当用水量增加使管网压力低于0.55Mpa时，一号泵被唤醒运行直至压力稳定在0.6Mpa时又停止运行。当在用水高峰时期，供水压力低于0.5Mpa时，系统将变频泵切换到工频运行，变频器切换到下一台泵运行，直到系统压力达到并稳定在0.6MPa。
为使3台水泵均匀运行，根据现场使用水量的情况可设置倒泵时间，一台泵连续运行了设定的倒泵时间后将自动切换到下一台泵运行，交替循环运行，不至于使某个泵持续使用而减少寿命。一般可将倒泵时间设定为2~4小时。同时在水箱中还设置了一个电动浮球阀并加以固定，其作用是将水位信号传输给控制柜，当水位较高使浮球阀浮起时，系统可持续处于工作状态，当浮球阀垂下时表示水位较低，此时控制柜发出警报，并自动停止水泵运行以防止水箱中的水被抽干后将泵烧坏。
由于当地水资源匮乏，时常在某一时段停水，通过变频设备抽取水箱中存储的市政水供给用户。当市政恢复供水后，水箱又会有新的水源补充。如此反复既可免去停水时段给用户带来的不便影响，又能防止水长期储存在水箱中产生变质。在用水低峰如夜间时，水泵长时间处于变频休眠状态，从而可达到高效节能的目的。
成套变频供水设备供水示意图
5成套变频供水设备安装要求
1、安装前应仔细检查泵体流产内有无硬质物，以免运行时损坏叶轮和泵体。
2、安装时管路理量不允许加在泵上，以免使泵变形，影响正常运行。
3、拧紧地脚螺栓，以免起动时振动对泵性能产生影响。
4、在泵的进、出口管路上安装调节阀，在泵出口附近安装压力表，以控制泵在额定工况内运行，确保泵的正常使用。
5、排出管路如装逆止阀应装在闸阀的外面。
6、选用的管材、法兰、阀门、附件必须达到国标和供水标准，阀门、附件承压能力必须超出供水压力1.5倍以上。
6结束语
通过本篇文章的介绍，相信大家对成套智能变频供水设备的功能及使用也有了一些新的认识，从中也可以看出此设备具有很多的优越性，其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及周到齐全的使用功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率的运行目的。随着现代电力技术的快速发展，变频调速技术的日益完善，相信以变频调速为核心的成套智能全自动变频供水设备将逐步取代传统的高位水箱和压力罐等单一供水设备。当然，此设备也存在着不足之处如比一般的设备成本高等，但随着生产工艺的推广及原材料的改进，以及更多的生产厂家参与生产，成套变频供水设备的性价比将会逐步的提高，未来将得到更为广泛的应用，具有较大的经济和社会意义，从而最终真正造福于广大人民群众。
参考文献
【1】2013年中国变频无负压成套供水设备行业产业链发展前景深度分析研究报告
【2】王丁磊、郭涛.变频-工频切换技术在供水设备中的应用.《电机与控制应用》2011年05期