罐式无负压供水设备产品介绍及经济分析

一、设计依据及产品的技术标准

1.《管网叠压供水设备》CJ/T254-2007

2.《箱式无负压供水设备》CJ/T302-2008

3.《稳压补偿式无负压供水设备》CJ/T303-2008

4.《箱式叠压给水设备》GB/T 24603-2009

5．《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）

6．《泵站设计规范》（GB/T50265-97）

7.《低压成套开关设备和控制设备》（GB7251-1997）

8．《电力装置的电气测量仪表设计规范》

9．《通用用电设备配电设计规范》

10．建筑给水排水设计规范（GB50015-95）

11．给水排水设计手册·第2册

12．上海艺迈《罐式增压稳流给水设备企业标准》。

二、设备自动控制系统设计方案

1．水泵的控制

      智能稳压调蓄无负压管网叠加供水设备水泵为三台泵，二用一备、故障自动切换的工作方式。自动控制时采用微机变频控制，对每台水泵逐台变频启动，从而对电网没有大电流冲击，如果一旦自动出现故障可以采用手动启动运行的方式，可大大延长设备的使用寿命。为了使每台水泵的工作时间均衡，平时水泵按设定的时间交替进行（轮岗）。当系统短时间内流量比较大时**台泵由变频从OHZ平稳启动，当供水量小于实际用水量时，水泵运行频率达到**高输出频率50HZ，经延时后自动切换到工频运行，第二台泵变频启动，根据用户的用水量调节频率运行，当供水量大于用水量时，控制系统一次停止运行时间**长的水泵的。

2.控制系统功能说明

        无负压供水控制系统主要由可编程序控制器（PLC）变频器、压力传感器、流量计等一些辅助元器件构成闭环控制系统，对水泵进行控制，**终保证供水系统管网末端的压力恒定在给定范围，使整个供水系统：1达到无人值守、2始终保持高效节能的**佳状态。具体功能：

1.可在触摸屏上给定或修改压力、上限、下限。

2.手动/自动切换

3. 故障报警。

4.自动能量优化。

5.小流量停机、激活功能，具有自动休眠，当设备在用水低峰期运行，实际用水量很小时，控制系统对检测到的信号进行处理，并迅速调整运行状态，直至设备小流量停机，实现停机零损耗。设备停止运行，通过气压罐维持压力，提高节能效果，保证用水需求，在流量加大时可以自动恢复运行状态,。

6.人机对话界面、准确实时地显示招标要求的相关参数和运行状态

7.具有远控功能

8. 变频器内置电抗器、 EMC滤波器，具备磁通电流控制和多点U/f控制等性能特性，对水泵具有缺相，过电压（欠电压）、超电流、短路等保护。

    9. 人机界面屏幕显示清晰，多行数据显示，能自动黑屏屏保，和PLC通讯良好，显示各台水泵的状态（变频、休息、故障），流量、水泵转速、设定压力，供水压力及其波动曲线，电动阀的状态（开阀、关阀），可以分10个时段设定压力，设置参数（定时轮换、定点轮换、轮换时间、PID参数调整、水泵机组所用参数设定），故障检测、记录与分析，系统帮助与说明。

     10. 远程监控：无负压供水控制器提供RS485 通讯接口，采用国际标准的ModBus 通讯协议进行的主从通讯。用户可通过PC/PLC、上位机等实现集中控制（设定控制器控制运行、每台水泵的启停、相关功能码参数的修改，控制器工作状态及故障信息的监控等），

     11. 具备出水总管压力测量，市政管网压力测量。量程根据二次供水泵房实际工艺状况选取，输出4-20mA

      12.具有自动恒压功能。可根据工程实际情况，可现场设定设备出水压力，采用控制算法根据出水压力与设定压力相比较，自动调节保持出水压力恒定，恒定压力控制精度≤±0.01Mpa。系统根据供水流量的变化增加或减少水泵台数。在切换过程中保持供水压力平稳。

     13.具有自动轮换功能，系统可以选择定时轮换与定点轮换方式，用户可设置轮换时间。系统自动累计各水泵的运行时间，每次均优先启动运行时间**短的水泵。

     14.具有故障报警与处理，出现过流、过载、缺相、过热、欠压、超压、无水、变频故障等不适合设备工作的情况时，设备能自动切转换到保护状态，以保护设备不受到损坏。同时设备自动跳过故障回路或水泵，投入其他回路或水泵，避免设备不必要的停机影响到用户用水，同时把报警信号通过网络和GPRS把故障信息发送到指定的手机及远程监控室，通知值班人员进行现场检修和控制水泵运行。

15. 具有变频故障自动复位功能，变频器报警后，自动复位到设定次数，且复位间隔时间递增。如果变频器复位达到设定次数后仍然不成功，则自动停机保护。

16. 具有无水/超压自动复位功能，在无水/超压故障发生后，系统进入停机状态，当故障恢复后系统自动启动。管网叠压设备至少有2套独立的缺水（负压）保护机构，当发生缺水（或负压）的状态下能自动报警及停机保护，当进水恢复正常时，设备恢复正常运行。

17. 超压保护功能，当出口压力超出设定高限压力时、水泵自动停止工作，压力恢复到正常压力时，水泵恢复工作，向用户供水。

17. 具有故障记录与存储功能，能自动记录故障（24条故障或报警信息）发生/恢复时间，故障类别，。

18.控制系统可以设定每天12个用水时段不同的水压值，这样可以缓解高峰和低峰用水的压力平衡问题，保证了终端用户用水的洁净、卫生和安全。

三、智能稳压调蓄无负压管网叠加供水设备与传统的水池供水设备相比具有如下优越性。

  1.公司产品特色

    1）.我公司生产的智能稳压调蓄无负压管网叠加供水设备在市政进水管道上增加了压力检测及负压检测系统，在保证不破坏市政管网压力的前提下**大限度满足用户用水。采用本公司专利产品：稳压调蓄技术，在管网压力低时，系统出现断流层，从而断开和管网直接连接，处于蓄水等待状态，达到唤醒液位时，再次启动，实现间歇供水，当压力充足时，再次和自来水管网连接，这样解决了管网压力和用户供水的矛盾，在无负压领域是一个重大突破。能达到两者兼顾的功效。解决了传统从管网抽水的弊端。

     2).水泵采用格兰富品牌，配合本公司先进的逻辑切换和精确的测量、反馈和控制回路进行智能化自动切换。水泵选用低能耗和静音水泵，**大限度达到节能的效果，给小区一个宁静的生活环境。

    3).设备及管道按公司采用标准化生产，有多种标准规格，采用模块式组件，安装和维修比较方便。同样规格内的设备及管道通用互换性强，设备更加紧凑。

4).使用寿命长：我公司对生产的智能稳压调蓄无负压管网叠加供水设备进行严格的表面喷丸、酸洗、钝化、电解抛光等处理方式，传统加工只对不锈钢部件进行喷砂抛光处理，忽略了自来水中氯离子对不锈钢部件的腐蚀，本公司率先使用电解和钝化工艺，大大降低了化学成分对不锈钢部件的腐蚀提高了整体设备的抗腐蚀性延长了设备使用寿命。

5).整套设备美观大方：供水设备的底盘覆盖不锈钢板，方便清理，形成清洁的运行环境，并创造良好的维修平台。外观与设备一致，达到美观卫生耐用的效果。

    6).接头采用冷拉及胀管技术：所有折边的管道交叉连接处采用拉伸、冷拉技术，并配胀管技术达到减少管道损失，达到节能的目的。

    7).控制柜外壳采用2mm厚冷轧钢板整体冲压成型，做到美观简洁，同时安装双屏蔽门，增强了使用安全性、可靠性。

2．供水方式

  传统性供水方式一般采用地下水池+高位水箱和水泵联合供水方式，即由市政外网的水直接放到地下水池中，再经水泵二次加压提升至高位水箱后向终端用户供水，但由于自来水全部被放入地下水池中，不能利用自来水原有压力资源，系统电耗量比较大；安装使用及维护麻烦；同时因需设置地下水池和高位水箱而带来的一次性基建投资大，且容易产生二次污染、漏水、清洗等一系列弊端。

选用智能稳压调蓄无负压管网叠加供水方式，不需修建地下水池和高位水箱，二次加压成套设备直接串接在自来水管网上，微机自动控制，自动调节，保证自来水管道不产生负压，而且还可充分利用自来水原有的压力，达到节能的目的（节电可达15%-70%以上）。而且当市政供水不稳定时，罐式稳流补偿器和水箱可以自动调节供水水量，从而大大提高了终端用户用水的可靠性。

电控系统通过微机检测进水管网压力的负压反馈来调节变频器的频率。**根据实际情况用水点工作压力，检测出水管实际压力并与设定压力进行比较，如果实际压力高于设定压力，则降低变频器频率，反之升高变频器频率。微机随时检测管网压力，计算速度快，调节速度也是瞬时完成的，保证管网压力始终保持在设定压力点上。

另外通过负压反馈抑制系统使设备可以和自来水直接串接，由于水泵工作的叠加原理，使设备可以充分利用自来水原有的压力，增加了变频调速恒压给水设备的节能点。当自来水压力流量不足致使压力下降时，设备通过系统中检测装置采集水量及压力信号，实时反馈，通过微机控制，自动调节，抑制管网负压产生，保证了本设备不对城市管网产生任何影响。

3.供水无二次污染

     根据专家研究，生活饮用水产生二次污染主要环节是在二次加压系统中的起调节作用的地下水池和高位水箱。因为将纯净的自来水放入水池或水箱中，水在地下水池中停留的时间比较长，各种杂质、污染物极易进入水中，尤其是夏天，水质极易变质、变味，严重污染了水流，影响了人们的身体健康。另外， 地下水池或高位水箱的制作材料或防腐选择不当，也将直接污染水质。而艺迈变频无负压设备，它是由市政直接叠加增压供水，全封闭系统，从而没有了二次污染的主要环节，保证了供水系统中的水质安全。

4．投资情况

  智能稳压调蓄无负压管网叠加供水设备可直接串接到任何自来水压力不足的管网上进行加压供水，不需修建地下水池和高位水箱，同进也可省去因二次污染而投入的消毒设备。省掉了水池等构筑物的修建费用及水质二次污染的消毒处理费用，少则几万，多则十几万，同时设备的占地面积只有常规供水设备的1/4左右，省下的地皮至少可以多增加3个车位以上，按1个车位10万至少可以节约30万以上。

5．节能分析

将自来水放入地下水池，再用水泵加压至屋顶高位水箱的原设计供水方式存在着自来水原有供水压力被白白浪费。而智能稳压调蓄无负压管网叠加供水设备与自来水管网直接串接，这样可以充分利用自来水管网的压力，采用变频调速，设备泵的电机在微机的控制下，根据自来水的压力来调节电机的转速，对自来水的进水压力和所需压力的差进行补压，当自来水满足要求时设备就停止工作，而由自来水直接代用户，与其他供水设备相比，节电可以达25%-70%以上。

6．管理费用

传统的二次加压供水系统构筑物需定期清洗（扫）和处理，按国家城市供水条例明文规定，地下水池、高位水箱应每半年清洗一次，而且还得停水1天。同时，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。

另外，智能稳压调蓄无负压管网叠加供水设备采用全自动运行不需专人值守，在设备设定的供水压力下，系统全智能运行水泵自动切换。设备质量可靠，维护管理运行都极为简单方便，无需设专人看护管理。传统的供水方式自动化程度一般都比较低，且需设专人值班，按1人，每人工资按1.5万元/年考虑，选用智能稳压调蓄无负压管网叠加供水方案每年可节省人 工福利费约1.5万元/年。另可节省设备每年保养费约1万元/年。按20年考虑，则人工福利费及设保护费约50万元。

7．节水方面

 智能稳压调蓄无负压管网叠加供水设备由于是密闭叠加增压的状态，从而彻底防止了水的跑、冒、滴、漏等浪费水资源的现象，同时节省了定期清洗时而造成对水资源的严重浪费，它也是一笔相当可观的费用。

8．施工安装等方面

 由本公司一体化出厂，客户只须吊装到预定位置，然后只须将市政的进水接至设备的进水口，将出水总管连接到设备出口法兰就可以了，安装我公司专业的检验调试人员，试压调试合格后交客户验收认可后交付使用，同时我公司技术人员会对客户的操作等相关人员进行培训。

综合结论

 我公司专利技术产品——智能稳压调蓄无负压管网叠加供水设备，可省去地下水池、高位水箱和水处理设备等，不仅可节约一次性投资，而且运行费用低，供水质量、可靠、卫生，设备维护管理简单方便。

 此外，智能稳压调蓄无负压管网叠加供水设备具有过压、过流、过载、无水、语音报警器等多种保护功能，设备完全模拟人工智能技术对设备进行全自动控制，自动化程度高；而且还可根据客户需要配备远程监控、监测系统，在客户授权的情况下我公司监控中心可实现24小时对设备的实时监测，也可协助用户建立一套集中监控中心，监测水泵电流、电压、出水管的压力、市政进水压力、水泵变频器等，一旦出现异常情况，设备立即报警，一些软故障（如突然的电磁谐波、电压的波动等引起的故障），可通过远程监控来清除；另外在监控中心还可远程控制设备的启停等。另外我公司的专利技术——小流量由储能器补充时或不用水时，由微机控制中心检测信号，控制系统自动停机并保压，节能效果非常显著。

 智能稳压调蓄无负压管网叠加供水设备，此系统不用建地下水池和高位水箱，安装简易方便；同时可充分利用自来水原有压力。采用艺迈的变频无负压稳流控制技术，和小流量保压功能等，节能可达25%-70%以上；系统为密闭结构，整个供水过程等没有任何污染，供水安全可靠，是真正的卫生、环保的绿色产品。        

1、远程监控原理示意图

通过GSM/GPRS的工作原理

GPRS通讯示例

通过电话网络的服务