北疆雅苑二期供水设备优化设计方案

石长玉，范春新

齐齐哈尔水务集团，黑龙江齐齐哈尔 161000

1 工程概况

该工程为住宅楼工程，共25层2栋，18层6栋，建筑物高度78m，供水分区：1层～3层由市政管网直接供给，4层～15层由中区无负压供水设备加压。设备服务户数492户。16层～25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。

无负压（无吸程）给水设备可充分利用市政给水管网的压力，创造了巨大的经济利益，显著地降低了二次供水用户的用水费用。

2 设计原则

该工程本着以节能、环保、降低运行费用、便于维护管理、技术先进合理、运行安全可靠等原则，方案中生活给水系统选用WWG无负压（无吸程）管网增压稳流给水设备（三利产品）直接与市政自来水串联，我技术人员通过严格计算，采用该设备可以取消生活水池，彻底解决水质污染。

3 方案设计依据

1）本工程的基本资料（甲方提供的供水资料）；

2）《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003；

3）《高层建筑给水排水设计手册》（第二版，湖南科学技术出版社出版）；

4）《给水排水设计手册》第2册（核工业第二研究设计院院主编，中国建筑工业出版社出版）；

5）《三利产品设计手册》。

4 方案选型

结合本工程生活用水特点，考虑到设备水泵的性能，对该工程中的给水设备经过严格的选型和考核，现选用WWG无负压（无吸程）管网增压稳流给水设备。

中区设备型号：WWG66-54-2

配用水泵型号：CR32-4二台格兰富水泵

水泵参数：Q=33m3 /h H=54m N=7.5kW

稳流补偿系统CYQ 一套

真空抑制系统ZBQF 一套

智能控制系统一套（配套变频器品牌：日本三肯，低压电器：施耐德）

高区设备型号：WWG36-96-2

配用水泵型号：CR15-9二台格兰富水泵

水泵参数：Q=18m3/h H=96m N=7.5 kW

稳流补偿系统CYQ 一套

真空抑制系统ZBQF 一套

智能控制系统一套（配套变频器品牌：日本三肯，低压电器：施耐德）

5 无负压与传统供水设备优缺点对比

传统设计：普通变频供水设备 WWG无负压（无吸程）供水设备供水方式普通的给水设备如果直接串接到自来水管道上，工作时会有吸程，使自来水管网产生负压，如果大面积使用就会出现抢水现象，使整个城市给水出现混乱。于是人们采用修不锈钢水箱或设置水池的给水方式二次加压给水，自来水全部放入不锈钢水箱或水池中，再二次加压给水。采用真空抑制技术，使给水设备与自来水管网直接串接，不产生负压，不用建水池，设水箱。供水质量纯净的自来水全部放入水池中，各种脏物极易进入水池，严重污染水源，尤其夏天，水极易变质，变味，影响用户的身体健康纯净的自来水经加压后直接供到住户，稳流补偿器SUS304不锈钢材质，密封连接，不产生任何污染，用户可以喝到符合卫生标准的饮用水。节水自来水过来的渗、跑、滴、漏现象严重，大量的水白白流失。水箱还需定期消毒冲洗，耗费一定的水资源。全封闭结构运行，避免了渗、跑、滴、漏现象，取消水箱节约了消毒冲洗用水。经过8个地区105家顾客调查测算，综合节水达13%以上。节能情况自来水过来的水全部放入水箱，原有的压力全部变为零，再从零开始加压供水，自来水原有压力白白浪费。这种给水方式能耗大，设备运行费用高，使用不经济。因为与自来水管网直接串接，可以充分利用自来水管网的原有压力在微机控制下，根据自来水的压力来调节电机的转数只对自来水的进水压力和出水压力的差进行补压。设备大部分时间在较低频率下运行，耗电量少。投资分析设水池，设备占地面积大，工程总投资大；水质污染严重，需用净化设备；需定期清洗，增添日常维护管理费。取消水池，可减少大量的工程投资；使用该设备水质无污染，不需要净化水设备，进一步节省投资无日常清洗维护费用；充分利用了自来水管网原有压力，节约日常用电开支，， ，；

6 运行费用及投资对比分析

6.1 运行费用分析

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要定期清洗（扫）和处理，按广东省的城市供水条例规定，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。

而WWG无负压（无吸程）给水设备与自来水输水管网直接串接，可以充分利用自来水管网原有压力；采用三利独有的优化智能变频控制技术，设备的电机泵在微机控制下，根据自来水的压力调节电机的转速，只对自来水的进水压力和所需压力进行补压，不做无用功，节能效果显著，与传统设计的采用常规继电器接触器控制的给水设备相比，节电可达20%～90%以上。其节能分析如下：

选用WWG型无负压（无吸程）管网增压稳流供水设备可充分 利用自来水管网的原有的压力，在此基础上差多少补多少。该工程自来水市政管网用水高峰期时的供水压力为0.25MPa，进入地下室无负压供水的压力约有0.3MPa。在充分利用自来水供水压力后，综合节能大约在30%左右，对此工程而言，加压部分最高日用水量按700m3计算，

节能分析如下：水泵电耗：W=γQH/η

式中：γ-水的容重，9.8kN/m3；Q-流量m3/s；

H-水被提升的高度m；η-水泵机组的效率

水 泵 机 组 的 效 率 为 η=η 泵 ×η 传 ×η 电=0.82×0.95×0.9 ≈ 0.70。

其中：η泵为水泵效率；η传为传动效率；η电为电机效率。

结论：采用无负压供水方式与传统供水方式相比，每天可节省水泵耗电为：W2=9.8kN/m3×700m3×30m/（3600×0.70）=81.6kW·h。

每度电电费按照0.8元计，每年可节省电费约：81.6 kW·h×0.8元/ kW·h×365≈2.4万元。

6.2 水箱清洗费用

按有关规定，每年需清洗四次以上，需要大量的人力物力，造成不必要的资源浪费，清洗一次还需停水半天，给生活带来不便。选用WWG无负压（无吸程）管网增压稳流设备可接节省清洗费用约⊿E≈1.2万元/年。

6.3 管理及维护费用

WWG无负压（无吸程）管网增压稳流设备，采用全自动运行，不需专人值守，在系统设定的供水压力下，全智能运行，水泵自动切换，设备质量可靠，维护管理运行极为简单方便。仅此一项选用WWG无负压（无吸程）管网增压稳流设备可节省维护费用1.20万元/年+人工费用2.4万元/年=3.6万元；

综上所述：采用WWG无负压（无吸程）管网增压稳流设备与传统供水方式相比，年可节省运行管理费用约在7.2万元左右。按照设备寿命25年计算，可节约运行管理费用180万元。

原设计供水系统投资情况分析：

1）就本工程而言，按照原设计：

（1）1个不锈钢水箱总容积共120m3；

（2）1套变频供水设备；

（3）1套消毒设备（按照规范）；

（4）水箱配套设施。

2）原设计投资分析

（1）水箱价格按2 500元/m3估算按照国家标准生活水箱需SUS304不锈钢，则水箱需投资2 500元/m3×120m3=30万元；

（2）因为自来水水质二次污染而加设紫外线臭氧一体化消毒设备，需投资消毒设备一套，总费用约4万元；

（3）原设计采用2套变频给水设备吗，按照高档配置，设备投资大约在30万元以上；

（4）可以省掉水箱浮球阀及配套阀门，包括管道及施工费用，总计约3.5万元。同时省掉浮球阀杜绝了跑水现象。

[1]建筑给水排水设计规范GB50015-2003.

[2]高层建筑给水排水设计手册[M].2版.湖南科学技术出版社出版.

[3]核工业第二研究设计院院主编.给水排水设计手册(第2册) [M]中国建筑工业出版社出版.

[4]三利产品设计手册.