罐式全变频调速给水设备与传统给水设备的比较

杨金明    北京精铭泰工程技术开发有限公司

摘要：针对市场上现有的传统给水设备与罐式全变频调速给水设备进行比较，阐述了罐式全变频调速给水设备与传统供水设备的区别，证实罐式全变频调速给水设备开创了二次供水设备的崭新模式。

关键词：罐式全变频调速给水设备    

1.术语与定义

1.1叠压（无负压）给水设备：与供水管网连接增压供水，保证供水管网水压不低于当地供水主管部门规定的限定压力值的供水装置。

1.2罐式叠压（无负压）给水设备：水泵机组和稳流补偿器安装在同一整体底座上为整体式，安装在不同底座上为分体式，配有稳流补偿器并实现流量调节的叠压给水设备。

1.3箱式叠压（无负压）给水设备：配有常压水箱、增压装置、水泵机组、控制柜的叠压给水设备。

1.4微机控制变频调速给水设备：以可编程控制器等微型计算机为主控单元进行自动控制，由水泵从水池、水箱、水井等的调节装置中取水，通过变频器改变供电频率控制水泵电机转速，使水泵转速和流量可调节的给水设备

2．罐式全变频调速给水设备简介

2.1罐式全变频调速给水设备

直接连接到市政给水管网或其他有压管网上,采用全密闭波浪形水罐和负压抑制技术，通过一控一变频器控制单台水泵电机转速，使单台水泵流量可调节并保证市政给水管网或其他有压管网不产生负压的恒压给水设备。

2.2罐式全变频调速给水设备基本组成

主要由控制总阀门、压力传感器、流量控制器、过滤器、低阻力倒流防止器、全密闭波浪形水罐、布水器、真空抑制器、液位控制器、自循环装置（多点枝状取水口）、消毒装置、立式多级离心泵、隔膜保压罐、控制柜（含一控一全变频器）、内外扶梯、远程网络视频监控系统、压力检测仪表、区域防泄漏报警装置、应急备用旁通管路、进水管、控制阀门、备用压力传感器、备用流量控制器、备用过滤器、备用低阻力倒流防止器、消毒装置预留口、控制阀门等组成。

2.3罐式全变频调速给水设备工作流程及原理

罐式全变频调速给水设备的工作流程及原理是供水管网进水通过不锈钢进水总阀门（用户配置）、双阀体结构低阻力安全型不锈钢过滤器倒流防止器、不锈钢压力传感器、不锈钢流量控制器、不锈钢布水器、进入全密闭波浪形水罐、不锈钢自循环装置（多点枝状取水口）、不锈钢手轮式球阀、经过无阻力不锈钢无缝分流管件、不锈钢手轮式球阀、快装式软接装置、消毒装置、节能高效立式多级离心泵、节能小流量保压泵、无阻力不锈钢弯头、快装式软接装置、低阻力旋启式不锈钢止回阀、不锈钢手轮式球阀、无阻力不锈钢无缝分流管件、节能型不锈钢隔膜保压罐、不锈钢压力传感器、由用户自行安装的软接装置、流量计和控制阀门、进入用户管网。

2.4罐式全变频调速给水设备配置

罐式全变频调速给水设备配置有控制总阀门、压力传感器、流量控制器、过滤器、低阻力倒流防止器、全密闭波浪形水罐、布水器、真空抑制器、液位控制器、自循环装置（多点枝状取水口）、消毒装置、立式多级离心泵、隔膜保压罐、控制柜（含一控一全变频器）、内外扶梯、远程网络视频监控系统、压力检测仪表、区域防泄漏报警装置、应急备用旁通管路、进水管、控制阀门、备用压力传感器、备用流量控制器、备用过滤器、备用低阻力倒流防止器、消毒装置预留口、控制阀门等

3．罐式全变频调速给水设备特点

3.1运行安全

当罐式全变频调速给水设备出水压力流量传感器检测到设备出口端压力不能满足用户最不利用水点所需压力要求时，出水压力流量传感器向自动化控制柜发出信号，控制系统计算出在供水管网原有压力基础上需要增加的压力值，并自动控制调速泵组启动运行，随输出频率的升高，缺多少补多少，调速泵的电机转速随即升高；当出水压力传感器检测到供水压力达到系统设定压力值（参数预先设定）时，电机转速稳定，系统达到平衡；当用户用水量减少时，调速泵随即减速运行，维持出水压力满足系统设定压力值（参数预先设定）。当低峰和夜间用水量减少到一定量时，调速泵停止切换至节能小流量保压泵启动，节能型不锈钢隔膜保压罐稳定管网压力。待设备出口压力降至系统所设定唤醒压力值时（参数预先设定），设备重新启动并增压供水。

当区域防泄漏报警装置报警时流量控制器自动关闭，确保设备本身及泵房内其它设备的安全。

当供水管网压力下降至供水管网最低压力值或因故停水时，流量控制器逐渐关闭，减少从供水管网的取水量，保护供水管网安全，此时真空抑制器启动，全密闭波浪形水罐内的水依旧可以在一定时间内（依据全密闭波浪形水罐容积和用户用水量）按上述供水模式向用户供水。

设备具有水位控制（当水位下降至设定的低水位时，设备自动停机、并报警，待水位恢复到设定的启泵水位时，设备自动启动和消警。）压力控制、自动保护、超压保护、水泵自动切换、备用泵自投、防水锤等功能。全密闭波浪形水罐上进水、下出水，不锈钢自循环装置（多点枝状取水口）向泵组多点供水，水体自然循环，确保水质清鲜。

当对罐式全变频调速给水设备中任意一组部件进行维护保养时，只需暂停本组部件的供水模式，其余水泵及控制功能依旧可以向用户提供服务。

   当对泵组前部件进行维护保养时，启动应急备用供水管路。应急备用旁通管路由进水管、控制阀门、备用压力传感器、备用流量控制器、备用过滤器、备用低阻力倒流防止器、消毒装置预留口、控制阀门等组成。

3.2调蓄范围大

罐式全变频调速给水设备的全密闭波浪形水罐直径1000-3000MM、长度1800-22000MM、         容积1-155m³（根据泵房面积和用水量设计合理的容积），而且可以低、中、高区共用一个水罐。

3.3有效容积足

罐式全变频调速给水设备的全密闭波浪形水罐因为没有溢流口、出水口设定的安全水位；多点枝状取水口在罐体底部，所以全密闭波浪形水罐罐体有效容积等于理论容积的100%。

3.4具有叠压（无负压）功能

   罐式全变频调速给水设备的储水容器为全密闭波浪形水罐，因为是全密闭储水容器，所以具有叠压（无负压）功能。

3.5水质清洁

   罐式全变频调速给水设备在全密闭状态下运行，没有水箱，波浪形水罐是全密闭储水容器，所以水质没有二次污染的可能性。

3.6节省费用

没有后期水箱维护费用。

4．传统给水设备存在的不足

4.1罐式叠压（无负压）给水设备

罐式叠压（无负压）给水设备罐体有效容积一般在0.42-0.75m³之间，当供水管网因故停水或流量不足、压力偏低时，设备即刻停水，无法满足用户的用水需求。

4.2箱式叠压（无负压）给水设备

箱式叠压（无负压）给水设备水箱，本身无法做到全密闭、不节能、存在产生二次污染的隐患。箱式叠压（无负压）供水设备由于每日需定时切换用尽水箱内部的存水，才能保证水质的相对新鲜，必然造成能源的浪费。

箱式叠压（无负压）给水设备水箱，因为有排水口、溢流口、泄水口、出水口设定的安全水位，所以有效容积约为理论容积的60%。

箱式叠压（无负压）给水设备水箱，每年水箱清洗、更换紫外线灯管、电费、水箱水质卫生检测费、更换液压浮球阀等费用3-4万元。（根据用水工况不同，费用还会增加）

箱式叠压（无负压）给水设备水箱，因为是敞口容器所以不具备叠压功能。

4.3微机控制变频调速给水设备

微机控制变频调速给水设备水箱与箱式叠压（无负压）给水设备水箱，存在同样的问题。

5．罐式全变频调速给水设备与传统给水设备的比较

5.1罐式全变频调速给水设备与罐式叠压（无负压）给水设备比较

5.1.1罐式全变频调速给水设备具备了罐式叠压（无负压）给水设备全密闭、管网叠压（无负压）的优点。

5.1.2由于罐式全变频调速给水设备的全密闭波浪形水罐直径1000-3000MM、长度1800-22000MM、容积1-155m³（根据泵房面积和用水量设计合理的容积），而且可以低、中、高区共用一个水罐。而罐式叠压（无负压）给水设备罐体有效容积一般在0.42-0.75m³之间。所以当供水管网因故停水或流量不足、压力偏低时，罐式全变频调速给水设备仍然可以在相当长的一段时间内向用户供水，提高了调蓄范围、确保了供水安全、满足了用户的用水需求。克服了罐式叠压（无负压）给水设备当供水管网因故停水或流量不足、压力偏低时，设备即刻停水，无法满足用户的用水需求的不足。

5.1.3由于罐式全变频调速给水设备配置了应急备用旁通管路，当对泵组前部件进行维护保养时，启动应急备用供水管路管路。而罐式叠压（无负压）给水设备没有此配置，当设备中部件出现故障都要停止供水，影响用户用水需求，暴露设备的安全隐患。所以罐式全变频调速给水设备比罐式叠压（无负压）给水设备更安全。

5.2罐式全变频调速给水设备与箱式叠压（无负压）给水设备比较

5.2.1罐式全变频调速给水设备具备了水箱式罐式叠压（无负压）给水设备水箱能够有一定量的储备水，可以在供水管网停水时，继续向用户供给一定量的水的优点。

5.2.2罐式全变频调速给水设备的全密闭波浪形水罐因为没有溢流口、出水口设定的安全水位；多点枝状取水口在罐体底部，所以全密闭波浪形水罐罐体有效容积等于理论容积的100%。而箱式叠压（无负压）给水设备水箱，因为有排水口、溢流口、泄水口、出水口设定的安全水位，所以有效容积约为理论容积的60%。所以罐式全变频调速给水设备的全密闭波浪形水罐比箱式叠压（无负压）给水设备水箱的有效容积要大得多。

5.2.3由于罐式全变频调速给水设备的全密闭波浪形水罐是全密闭储水容器，所以具有管网叠压（无负压）功能，而箱式叠压（无负压）给水设备的水箱，是敞口容器不具备叠压功能。所以罐式全变频调速给水设备和箱式叠压（无负压）给水设备比较既具备叠压功能又杜绝了水质二次污染的可能。

5.2.4由于罐式全变频调速给水设备没有水箱、全密闭波浪形水罐是全密闭储水容器；而箱式叠压（无负压）给水设备有水箱，每年水箱清洗、更换紫外线灯管、电费、水箱水质卫生检测费、更换液压浮球阀等费用3-4万元。（根据用水工况不同，费用还会增加）所以罐式全变频调速给水设备和箱式叠压（无负压）给水设备比较每年要节省3-4万元费用和精力。

5.3罐式全变频调速给水设备与传统变频器“一拖N”控制方式给水设备比较

5.3.1由于罐式全变频调速给水设备，通过一控一变频器控制单台水泵电机转速，使单台水泵流量可调节，当对罐式全变频调速给水设备中任意一组部件进行维护保养时，只需暂停本组部件的供水模式，其余水泵及控制功能依旧可以向用户提供服务。而传统的供水设备均为一拖N的控制方式（即一台变频器控制多台水泵），当变频器出现故障或维护保养时，整套供水设备将停止运转，严重影响用户的用水安全和生产厂家的信誉。所以罐式全变频调速给水设备比传统的变频器“一拖N”控制方式给水设备更安全。

6．罐式全变频调速给水设备与传统给水设备配置比较

6.1过滤器、倒流防止器

传统给水设备配置的过滤器、倒流防止器一般为铸铁材质，使用一段时间后锈蚀严重，产生泄漏。采用单独的过滤器和倒流防止器用短节和法兰连接又产生工艺复杂、多次连接、延长管路长度、增加占地面积、美观度不好等问题。

罐式全变频调速给水设备配置的双阀体结构低阻力安全型不锈钢过滤器倒流防止器，它是由不锈钢过滤器、低阻力安全型不锈钢倒流防止器一体化而成的双阀体结构控制装置。不锈钢过滤器将杂质屏蔽在设备之外，并适时从排放口排出，保护设备正常运转；双阀体结构不锈钢止回装置确保水体不会倒流。我公司的专利产品双阀体结构低阻力安全型不锈钢过滤器倒流防止器，可以解决传统的由单独Y型过滤器、倒流防止器连接组成的过滤止回装置存在的密闭性不好、易泄漏、易锈蚀、延长管路长度、增加占地面积、工艺复杂、多次连接、与相关管路连接复杂、美观度不好等技术问题。

6.2压力传感器

传统的给水设备安装的是电接点压力表或远传压力表，控制精度差、传输速度慢，无法满足供水设备的控制精度和传输速度要求。

罐式全变频调速给水设备安装在进出水口两端的两个丹佛斯或施耐德不锈钢压力传感器，将压力流量转化为标准电信号参与控制过程演算，保证供水安全。

6.3三通管件

传统给水设备的三通管件为管路切口直角状对接，管路内部有焊点和毛刺，增加过流阻力，而且无法使用自动化焊接。

罐式全变频调速给水设备配置的无阻力不锈钢无缝分流管件接口连接处，和主管一体式冷拔三通管路冷拔工艺，在管口形成一个圆滑向上的圆弧过渡直口与其它管路焊接，水泵出水处弯头到接口为一次性压制成型，内壁光滑、这样就使水在管路内形成无阻力过流，降低电机输出功率、提高功效、与传统工艺比较节能10%、延长设备使用寿命、实现设备节能最大化。

6.4阀门

传统给水设备配置的铁制阀门与管路多次连接，工艺复杂、阻力大，易出现故障，美观度差。经过一段时间使用后出现问题，一、外观锈蚀，结构损坏，产生泄漏，既污染管路，又污染环境；二、内部锈死，无法关闭，出现故障或设备检修时，无法关闭，如果更换和维修必须关闭小区总阀门，影响全部小区的正常供水。

罐式全变频调速给水设备配置的快装式不锈钢手轮式球阀可以解决传统的液体输送设备中由两片法兰对夹传统的铁制蝶阀存在的密闭性不好、易泄漏、易锈蚀、阻力大、美观度不好等技术问题。

6.5软接装置

传统给水设备配置的软接头与其它管路要靠两端的各自两片法兰与管路进行连接，存在密闭性不好、不易更换和维修、连接速度慢等技术问题。

罐式全变频调速给水设备配置的快装式软接装置，它包括软接头和连接装置两部分；其特征在于，通过活结将连接体、锁紧套与软接头和管路连接，形成一个连接整体；快装式软接装置可以两端均为通过活结将连接体、锁紧套与软接头和管路连接的型式；也可一端为通过活结将连接体、锁紧套与软接头和管路连接，另一端为通过软接法兰、法兰与软接头和管路连接。可以解决传统的液体输送设备中由设置在软接头两端的各自两片法兰通过若干条螺栓将软接头与管路连接存在的密闭性不好、不易更换和维修、连接速度慢等技术问题。

6.6止回阀

传统给水设备配置的止回阀为单独对夹式止回阀与阀门靠短节和法兰焊接连接，存在的延长管路长度、增加占地面积等问题。对夹式止回阀采用橡胶垫密封，橡胶老化易产生泄漏。

罐式全变频调速给水设备配置的低阻力旋启式不锈钢止回阀外形为锥形，可以解决传统的由带法兰短节连接的对夹式止回阀组成的止回装置存在的密闭性不好、易泄漏、延长管路长度、增加占地面积等技术问题。

6.7进出水管路

传统给水设备在水泵前后采用平进平出的连接方式，存在阻力大、耗能、止回阀易泄漏、噪音大的问题。

罐式全变频调速给水设备采用在水泵前后平进上出的连接方式，水泵出水口通过无阻力弯头、管路、密闭式止回装置上行管路的连接方式出水，行程阻力小、节能、低噪音、止回阀无泄漏。

6.8布水器

罐式全变频调速给水设备中全密闭波浪形水罐配置的不锈钢布水器，使进水口的激流水通过不锈钢布水器后，缓流至水罐内，水不直接冲击罐体，减少进水噪音、防止水流冲击、延长设备使用寿命。

6.9不锈钢自循环装置（多点枝状取水口）

罐式全变频调速给水设备中全密闭波浪形水罐配置的不锈钢自循环装置（多点枝状取水口），使全密闭波浪形水罐内的水通过不锈钢自循环装置（多点枝状取水）流出全密闭波浪形水罐，此装置可使水罐内的水自动循环、先进先出、实现泵组多点取水、不会形成死水层，确保水罐内的水质始终清新。

6.10不锈钢真空抑制器

罐式全变频调速给水设备中