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摘要：近年来，我国的城市化进程不断加快，为了缓解城市用地紧张，高层建筑越来越多。在高层建筑中，供水设备是非常重要的一部分。本文以供水设备改造与维护为核心进行了研讨，在提出供水设备维护要点的同时，提出对于供水设备的改造计划，重点研讨供水设备的系统性。
关键词：供水设备；变频；维修；检查
引言
高层建筑的供水设备处于整个供水体系的中心，高层建筑的供水设备已成为高层建筑给水设计的难点，能否正确选择供水设备，决定着高层建筑供水体系的成败。
1高层建筑的主要供水方式
随着高层建筑的增多，建设者们通常会使用高层建筑所采用的几种供水方式:高位水箱式供水、气压罐式以及变频调速水泵式，还有上述三种供水方式的整合。一般情况下，根据给水形式的差异，供水设备主要有以下几种类型:第一，高位水箱式供水。主要由水泵以及水箱组成。高位水箱可以有效贮存与调节这个区域的用水，也可以稳定这个区域的水压，水箱里的水主要用于离心水泵的供给。第二，气压罐式相应设备主要有离心水泵以及气压罐。气压罐是一种钢制的非常密闭的容器，供水的时候可以利用容器中的空气来有效的调节水量，同时将罐里的水进行物理压送，当达到一定高度时，可以保证无水箱供水的效果。第三，变频调速水泵式供水方式，最重要的设备是变频泵，它有效结合单片机、变频技术以及水泵，利用变频器的电源将频率以及电压进行适当改变，这样就可以控制电动机的转速，保证水压和流量可以有效的调控。因为变频泵里的流量以及压力都可以进行有效调控的，因此全自动变频调速恒压给水设备有着非常良好的效果，目前多采用此方式。
2传统供水系统的缺点
2.1恒速泵加压供水方式
供水压力不受用水量变化的影响，这就使得供水管网络在很长时间内均处于超压运作状态，这是因为在恒定功率情况下功率机泵组合会对供水系统进行超压供水。我们可以知道，这样设备损耗是极大的，维修与管理经费不够理想，也不符合节能效益，所以其适用范围很窄。
2.2水泵水箱联合供水方式
其根本原理就是利用机泵做功将水提升至处在高处的水塔中，并做储存，用户用水由水塔提供。但是由于水泵不会随着用水量的变化改变其工作状态，所以不能达到节能目的。一方面水箱储水过程中处于长时间有水环境，期间会生长青苔等苔藓、锈迹和污染物会积累，一方面水质会受到二次污染，另一方面容量极大的水箱需要位置存放，空间占用率大，由于储水量以及自身重量较大，还需要考虑整体建筑物能否承重，增加了成本。
3变频供水设备在高层住宅供水系统节能改造中的应用
3.1水泵变频调速节电原理
变频调速技术主要是改变电机的频率和电压来进行对电机的效率进行改变,其特点是速率变动广、效率高、调速平滑、稳定的机械特性、结构简单、可靠地保护功能，安全系数高,运转期间平滑，可在运行期间持续获取有效数据，同时可达到良好的变频效果。在实验中通过数据可看到，变频调速可实现低功耗的效果。具有管网特性的水泵供水设备，拥有特定的关系曲线，该曲线反应了整体管道网络流量与系统消耗能源之间的关系。与此同时通过计算水泵消耗的能量反映最高供水点与地下水池的高度之差，就能得出管道中克服阻力的能耗，从而可知管道的特定参数。反过来看，只要确定了管道网络管径以及全长等具体参数就能绘制关系曲线。变频调速供水工作原理如图1所示。由水泵的相似定律可知详细的节能数据，流量在变速前后的数据、转速、功率以及扬程之间关系计算式如下。
式中，P1、H1、Q1分别为转速n1时的功率、扬程、流量；P2、H2、Q2分别为转速n2时的功率、扬程、流量。如上所述，在工作负荷不断改变的情形下，变频器通过调节电机转速实现水泵的变频，由于转轴功率为三次方关系，所以所节约的能源就是一个很可观的数据。
3.2系统结构设计
根据供水的环境不同，调研后决定采用变频综合气压罐的供水模式。（1）区域控制：自来水供水公司直接供水给低楼层用户；由供水设备给中楼层和高楼层用户供水，变频系统负责为高楼层用户供水；由于高楼层供水冲击力很大，需要加强供水管网的抗压性，所以在中楼层管道上增加减压阀，通过时间管网的保护来保证供水的安全。（2）时间控制：当凌晨6:00～晚上11:00时，白天供水量较大，需要至少两个水泵处于工频状态，系统又会通过分析用水量的变化来实现变频目的，此时供水设备会自动调整处于工频水泵的数量以及调节水泵转速。夜间供水压力较小，只需要一台工频水泵和气压罐供水，水泵可根据时间阶段性工作。
3.3改造效果
（1）通过采用变频手段，既杜绝了水质的二次污染，又节约了电能；中楼层拆掉了储水装置，节约出了很大的空间，给用户留下清净的环境；也解决了原来高位水箱供水时某些用户水压不足带来的生活困扰问题。由于楼层增设了减压阀，减轻了在给高楼层供水时压力过大的情况，保护了管道网络，使用寿命得到延长。（2）凌晨用水量小，阶段性供水既能满足供水要求又有合理性，小负荷运作消除了长时间的噪声污染。小流量是水泵工作时取代了工频水泵在工作时低效率的位置，从而达到了节能目的。
4供水设备维护要点
4.1整体检查
（1）设备的工作环境：环境温度、空气湿度、整体清洁度、电磁设备干扰等。（2）设备的供水压力参数是否与设定压力有差距。（3）设备运行情况检查，有无异常响声、异常振动、异味、冒烟等。（4）设备的运行情况与供水压力是否相符，如果供水压力与变频工作状态不相匹配，应立即进行进一步分析检查，排查相关部位运行情况以及参数设定，尽快查出问题所在并解决才能继续运行。
结语
综上所述，经过对供水设备的改造，会带来很多积极效应。按用水实际需要定压供水,满足小区用水需求,变频供水系统会根据用水量的增加与减少做出相应动作完成供水。供水设备在变频过程中进行软启动，极大减少了在频繁启动工作时所产生的大电流对整体网络的冲击，保护了供电系统，减少了对配电设备和电动机的损害，从而电气设备、水泵及管网得以延长使用时间，相应的减少了维修的次数以及成本，也能确保供水安全与稳定。在实现整体自动控制的同时,提高了供水质量，减少了不必要的人力开支，节省了更多费用，因此值得推广与使用。
参考文献
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[2]张存辉.城镇二次供水设备改造与建设及运行管理[J].城镇供水，2014（11）.
3]张嘉恩.供水企业设备维护管理存在问题和改进建议[J].给水排水，2014（01）.
论文作者:车通
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/5/30
标签：水泵论文; 设备论文; 水箱论文; 楼层论文; 高层建筑论文; 用水量论文; 气压论文; 《基层建设》2018年第9期论文;