變頻供水系統(tǒng)中存在問題及解決辦法

1、變頻調(diào)速供水系統(tǒng)中常見問題及解決辦法鄭 和 劉文鋒（深圳市華筑工程設(shè)計有限公司 廣東 深圳 518040）摘要：本文從理論上分析變頻供水系統(tǒng)中常見問題產(chǎn)生的原因，并提出實際解決辦法。引入可調(diào)減壓流量閥，解決超壓出流帶來的給水流量分配不平衡現(xiàn)象，使供水系統(tǒng)真正節(jié)水、節(jié)能。關(guān)鍵詞：間隙性使用、自動排氣閥、水擊、止回閥、超壓出流、可調(diào)減壓流量閥、電機(jī)轉(zhuǎn)速、斷流、流量匹配、泄壓閥變頻調(diào)速給水設(shè)備是由可編程控制器、變頻器和合理的控制線路及水泵機(jī)組構(gòu)成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，使供水管網(wǎng)保持恒定壓力。該設(shè)備具有高效節(jié)能的優(yōu)點，解決了傳統(tǒng)的高位水池供水頂層用戶水壓不足及二次儲水污染的缺點；廣泛運用于工業(yè)與民用建筑供

2、水系統(tǒng)中，其供水范圍也由一幢建筑到多幢建筑甚至擴(kuò)大到數(shù)十幢建筑物。通過工程回訪并與多家物業(yè)管理公司員工座談,發(fā)現(xiàn)許多住宅小區(qū)變頻調(diào)速給水系統(tǒng)都不同程度出現(xiàn)一些問題，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，既有設(shè)計原因造成的，也有設(shè)備廠家、運行管理的原因造成的。歸納整理主要有以下五個問題:1.頂層用戶管道中常出現(xiàn)氣、水混流問題，燃?xì)鉄崴鳠o法正常使用。2.部分水表出現(xiàn)空轉(zhuǎn)問題，用戶實際用水無法準(zhǔn)確計量。3.用水高峰時，末端用戶反映短時間出現(xiàn)水壓不足問題。4.用水低谷時，主、副泵頻繁切換，出現(xiàn)短時斷流問題。5.變頻器出現(xiàn)故障，維修時間系統(tǒng)無法供水。6.變頻給水設(shè)備用于熱水系統(tǒng)出現(xiàn)忽冷、忽熱造成燙傷事故。本文通過分析變頻供水

3、系統(tǒng)常見問題產(chǎn)生的原因，并提出實際解決辦法。1.變頻調(diào)速供水系統(tǒng)工作主要是通過改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速、加減泵的臺數(shù)使供水系統(tǒng)達(dá)到壓力恒定。其壓力波動±0.01Mpa。并具有小流量時靠穩(wěn)壓泵和氣壓罐維持供水的功能。供水系統(tǒng)加減泵的臺數(shù)、停電切換、檢測維修時管道中會出現(xiàn)積氣問題，因此變頻供水系統(tǒng)可定義為間歇性使用的供水管網(wǎng)。根據(jù)建筑給水排水設(shè)計規(guī)范3.4.13條文規(guī)定，變頻供水系統(tǒng)管網(wǎng)末端和最高點應(yīng)設(shè)置自動排氣閥，排出管端積氣。設(shè)置自動排氣閥，加強(qiáng)排氣能有效解決頂層用戶用水點氣、水混流問題。2.造成水表出現(xiàn)空轉(zhuǎn)主要有兩方面原因：2.1變頻供水系統(tǒng)管網(wǎng)低樓層用戶壓力偏高，用戶快速開啟、關(guān)閉用水點時

4、管道中易產(chǎn)生水擊，當(dāng)水擊傳到高樓層用戶時會造成部分水表空轉(zhuǎn)。管網(wǎng)低樓層用戶壓力超過規(guī)范允許值而設(shè)置減壓閥時，閥后水流處于紊動狀態(tài)，不穩(wěn)定的水流波動也會造成鄰近的水表不規(guī)則轉(zhuǎn)動。2.2由于變頻供水系統(tǒng)為間歇性使用的供水管網(wǎng)，計量水表后用水支管內(nèi)易積存氣體(部分用戶間歇使用)，當(dāng)供水管網(wǎng)壓力出現(xiàn)波動或主泵電機(jī)因采用高轉(zhuǎn)速電機(jī)造成水泵出流不穩(wěn)時，由于空氣是可壓縮的，也會造成部分水表空轉(zhuǎn)。解決辦法：在變頻供水系統(tǒng)用戶水表后加設(shè)止回閥，變頻供水系統(tǒng)管網(wǎng)末端和最高點設(shè)置自動排氣閥能有效解決這類問題。3.造成末端用戶短時間出現(xiàn)水壓、水量不足問題主要有兩方面原因：3.1大型集中供水小區(qū)往往由多幢甚至數(shù)十幢建筑

5、組成，變頻供水系統(tǒng)的服務(wù)半徑大，供水管路長，管網(wǎng)損失大。變頻供水系統(tǒng)中距離變頻供水設(shè)備出口較近的建筑物用水點會出現(xiàn)超壓并引起超壓出流。超壓出流會給變頻供水系統(tǒng)帶來以下危害：3.1.1水壓過大，龍頭開啟時水成射流狀噴濺影響正常使用，由于超壓出流未產(chǎn)生正常的使用效益，造成用戶水量浪費。3.1.2 超壓出流破壞了給水系統(tǒng)流量的正常分配。3.1.3易產(chǎn)生噪音、水擊及管道振動，使閥門水龍頭等使用壽命縮短，還可能引起管道連接處松動漏水甚至損失。3.2 變頻供水系統(tǒng)設(shè)備機(jī)組一般采用多臺水泵并聯(lián)使用，水泵機(jī)組由于水泵并聯(lián)和部件磨損會降低出流能力，因此變頻供水系統(tǒng)設(shè)備供水能力一般按水泵額定流量值的8090計算。

6、設(shè)備選型時未考慮此因素造成系統(tǒng)供水流量偏小。3.3系統(tǒng)運行供水最不利點通常也是水壓要求最高的場所，按規(guī)范取值不小于0.1Mpa即可，而實際運行狀況多為不小于0.15Mpa，許多變頻設(shè)備處于憋泵工況，即通過減少流量來提高揚(yáng)程；高轉(zhuǎn)速水泵電機(jī)變頻時，相同頻率工況流量降幅大于低轉(zhuǎn)速水泵；再加上水泵并聯(lián)的降流作用，造成系統(tǒng)水壓、水量不能同時滿足。解決辦法：3.3.1 設(shè)計階段在變頻供水系統(tǒng)設(shè)備選型時應(yīng)充分考慮超壓出流引起的流量分配不平衡和水泵并聯(lián)、部件磨損帶來供水能力下降等因素。3.3.2在距離變頻供水設(shè)備出口較近的建筑物給水引入總管上增設(shè)可調(diào)減壓流量閥，使變頻供水達(dá)到或接近同程供水系統(tǒng)，減少超壓出流

7、水量，節(jié)水、節(jié)能從而保證變頻供水系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)。3.3.3實際運行的變頻水泵機(jī)組夏季用水高峰期流量不足時，可通過改變運行編程，將原主泵備用泵改為工作泵，由于最不利點提高水壓引起的最大時用水工況流量不足的現(xiàn)象持續(xù)時間很短，故主泵不設(shè)備用泵也能滿足運行要求。4.造成主、副泵頻繁切換，出現(xiàn)短時斷流問題主要原因是：變頻供水系統(tǒng)設(shè)備機(jī)組中主泵流量與副泵流量遵循一個相對固定的匹配關(guān)系，主泵電機(jī)采用低轉(zhuǎn)速電機(jī)，噪音低、振動小，主泵與副泵的流量比約為4：1。由于許多設(shè)計圖紙未注明主泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，部分變頻供水設(shè)備廠家在設(shè)備招標(biāo)時，為了競標(biāo)通常采用高轉(zhuǎn)速電機(jī)代替低轉(zhuǎn)速電機(jī)，降低電機(jī)功率，達(dá)到降低設(shè)備價格的目的。由于主

8、泵電機(jī)轉(zhuǎn)速提高，副泵的流量未作調(diào)整，當(dāng)變頻主泵電機(jī)頻率下降到某一設(shè)定值時，系統(tǒng)流量下降，變頻柜發(fā)出切換信號，停主泵啟動副泵，此時供水系統(tǒng)實際流量大于或接近副泵的流量，啟動副泵的流量無法滿足系統(tǒng)供水量要求，管網(wǎng)壓力迅速下降，并發(fā)出啟動主泵的信號，由于主、副泵切換存在時間差，因此造成主、副泵頻繁切換和系統(tǒng)短時間斷水和壓力大幅波動問題。許多變頻供水系統(tǒng)由于采用高轉(zhuǎn)速電機(jī)代替低轉(zhuǎn)速電機(jī)還遭到用戶對噪音超標(biāo)方面的投訴。5. 變頻器出現(xiàn)故障，維修時系統(tǒng)無法供水主要原因是：住宅區(qū)通常設(shè)置集中變頻調(diào)速恒（變）壓供水設(shè)備，主泵雖設(shè)置備用水泵,但控制柜中的變頻器不設(shè)備用。當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障進(jìn)行維修時,會造成系統(tǒng)停止

9、供水。解決方法是：給水出水總管增設(shè)泄壓閥，泄壓閥的工作壓力設(shè)置為系統(tǒng)工作壓力+0.05Mpa。當(dāng)變頻器維修時，管理人員將水泵控制由自動轉(zhuǎn)換手動，手動啟動水泵保證供水，系統(tǒng)超壓時泄壓閥工作，確保給水管網(wǎng)在壓力安全范圍內(nèi)正常工作。水泵處于人工手動控制，水壓雖有波動，但系統(tǒng)仍然保證供水。增設(shè)泄壓閥還能消除部分水錘引起的管網(wǎng)短時超壓的現(xiàn)象。解決方法是:5.1設(shè)計階段時在設(shè)計圖紙明確規(guī)定變頻供水設(shè)備中主泵采用電機(jī)的轉(zhuǎn)速。5.2對已安裝高轉(zhuǎn)速電機(jī)(主泵)水泵房內(nèi)應(yīng)進(jìn)行降噪音處理，更換副泵（提高副泵的流量），主泵與副泵的流量比約為3：1，消除主、副泵頻繁切換，出現(xiàn)短時斷流問題。6.變頻給水設(shè)備用于熱水系統(tǒng)出

10、現(xiàn)忽冷、忽熱現(xiàn)象主要原因是：變頻供水系統(tǒng)設(shè)備機(jī)組一般采用多臺水泵并聯(lián)使用，其標(biāo)準(zhǔn)配置通常為，一臺變頻泵，其余水泵均為工頻泵。當(dāng)系統(tǒng)供水壓力下降，其它工頻泵切入系統(tǒng)運行時，會造成系統(tǒng)瞬間壓力波動，突然壓力下降和突然壓力上升。由于熱水系統(tǒng)對壓力波動非常敏感，冷熱水混合龍頭就會出現(xiàn)忽冷、忽熱現(xiàn)象，容易造成燙傷事故。解決方法是:6.1在設(shè)計圖紙明確規(guī)定變頻供水設(shè)備中主泵、副泵均采用變頻泵；對要求較高的場所設(shè)有集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)宜設(shè)置兩套變頻供水設(shè)備，每套設(shè)備流量按設(shè)計流量的70%考慮，減少流量、壓力波動，兩套系統(tǒng)用連通管聯(lián)接。6.2對要求不高的場所設(shè)有集中熱水供應(yīng)系統(tǒng)應(yīng)盡量減少變頻供水的范圍，對壓力滿足要求的場所可采用水箱直接供水。結(jié)論：綜合上述變頻調(diào)速恒（變）壓供水系統(tǒng)設(shè)計和施工時，主泵宜采用低轉(zhuǎn)