如何计算中区高区无负压设备及选型

 

一、 实际情况及原设计要求：

      项目地址位于市，市政水压为0.3Mpa，市政主管DN100mm，小区接入管DN150mm，泵房放置在地下室负一层，预计4.5米。

      项目为住宅小区，加压区域分布如下：

      1～4层，采用市政管网直接供水；

      5～27层，共有299户；

 

二、根据提供供水技术参数，本公司做无负压设备供水方案如下：

      1、市政管径DN100mm小区接入管在DN150mm，符合无负压设备的管网接入要求，因此本项目采用无负压供水模式。

      2、我推荐采用中区、高区分开设备供水的结构，不采用减压阀减压，保证用水安全，今后的运行能耗较低。

      3、设备按全不锈钢配置，变频器采用ABB产品，PLC工控系统采用施耐德产品，设备需要加装防负压保护模块、Y型过滤器、超高压保护系统。   

 

三、设备的参数计算：按照GB50015-2003设计规范（3.6.4公式计算）

1、 流量：（299户住宅）

      本项目需要加压的用户共299户，按每户4口人计算，共1196人，按GB50015-2003的设计规范小区3000人以下，按卫生洁具用水当量计算秒流量。

用水当量按GB50015-2003表3.1.14以及计算公式3.6.5的注解3当量为：洗涤盆1只（N=1.0～1.5）；大便器2具（N=0.5～6.0）；洗脸盆2只（N=0.75×2＝1.50）；淋浴器2具（浴盆）（N=1.0×2＝2.0）；洗衣机水嘴1个（N=1.0）。

小计：户当量Ng=6.5管段的当量总数：∑N=6.5×299=1943.5

用水定额(q0)：250L/人．d；户均人数（m）：4人。

用水小时数（T）：24h；时变化系数Kh=2.3。

则：a)最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率（U0）：

U0= q0m Kh÷（0.2×Ng×T×3600）

=250×4×2.3÷(0.2×6.5×24×3600)

=0.02 b)管段的当量总数：

查表附表C,加权平均法计算系数(αc)：0.01097

c)管段的卫生器具给水当量同时出流概率（U）：

U=[1+αc（∑N-1）0.49]÷√∑N

=[1+0.01097×（1943.5-1）0.49]÷√1943.5

=0.035 d)管段的设计秒流量（qg）：

qa=0.2×U×∑N

=0.2×0.046×929.5

=13.78 (L/S) 住户的用水最高峰流量为：

13.78×3.6＝49.61（m3/h）

若按人均用水定额计算住户的用水平时流量为：

用水定额(q0)：170～300L/人．d；  户均人数（m）：2～4人。

用水小时数（T）：24h；          时变化系数Kh=2.3～2.8。

299×3×170×2.3÷24÷1000＝14.6m3/h

因此，无负压设备的总流量应满足49.61m3/h，设备的单台流量应接近平时用水量14.6m3/h的要求，平时用水一台水泵运行可以满足非高峰期用水要求。

小流量用水：小区的入住是逐渐增多的过程，为了便于先入住的小部分住户用水，住户家庭装修用水及全部入住后夜间小流量用水，本设备中配套夜间供水辅泵1台，夜间辅泵流量应小于单台流量的1/6，即2.43m3/h，夜间运行辅泵，主泵处于休眠状态，更安全节能，并且减少夜间噪音污染。

 

无负压设备水泵扬程的确定：

最高供水高度为4.5+3×27＝85.5米；

按设计规范（GB50015-2003）计大便器溢出水头15米；

按设计规范（GB50015-2003）计算小区沿途损、局部损失＝5.5米（核查海登威廉系数）；

设备套内局部损失：每台水泵出水管配有2个蝶阀，1个止回阀，2个橡胶接头，按阀及弯管折合直管长度计算管阻=个数*折合直管直径倍数*直径

合计无负压设备的套内局部损失≈1.2米

市政管网的平均压力为0.32Mpa，在自来水公司的要求下无负压设备需要加装倒流防止器、Y型过滤器，以及原有的水表、总管闸阀，合计局部损失9米。

因此市政管网可叠压为30-9＝21米≥10米（满足无负压设备的叠压要求），无负压设备按照15～20米核算叠压；

水泵出水扬程＝85.5+15+5.5+1.2-20＝87.2米              

 

控制方式的选择，水泵型号的确定

根据《给水排水设计手册－第2册建筑给水排水》1.9.3中对变频控制设备的选择：

本项目使用2+1台水泵工作，主泵互为备用，根据用水量变化自动增减泵.

主泵型号50GDL18-15×6 Q＝18m3/h，H=90m，N=11KW   3台

辅泵型号25GDL4-11×8   Q＝4m3/h， H=88m，N=3KW   1台

水泵扬程90米，主泵加辅泵总流量54m3/h，满足设备总流量的要求。

 

稳流罐的选型

稳流罐的作用：市政管网与无负压设备之间的隔断，与真空消除器、无水保护系统同时作用，保护自来水管网不会形成负压，稳流罐的容积按行业标准选择：

稳流罐的容积按行业标准计算：总容积＝30～60秒过流量

即60×49.6÷3.6＝826.67L

稳流罐选用DN800mm的卧式罐，型号：WL800，总容积：800L。

 

高压气压罐的选择

高压气压罐布置在设备出水管道上，由泵组自动补压，根据出水压力值选择气压罐的压力等级，高压气压罐的有效水容积按总流量的3秒计算：

49.6÷3.6×3＝41.34L，选择型号SQ400-0.6Mpa，有效水容积11-57L。

主要作用：

（1） 吸收水泵出水超压部分压力；吸收回水压力；避免水锤；

（2） 与辅泵组合提供夜间小流量供水；补充局部小流量；

（3） 高压气压罐由泵组自动补压，可以在泵组切换时，平衡管路的压力值；

（4） 由于高压气压罐有储能的作用，可以减少及防止水泵频繁启动，延长主泵使用寿命节约能源。

 

防负压模块及其他配置

1）进水管闸阀：用于成套设备检修、故障时停水 。

2）进水管前压力表+电动闸阀+电气控制回路：在自来水公司要求的0.10Mpa的最低进水压力时，截断水流，保护自来水管网，同时水泵不会无水运行（柳州水司强制安装）。。

3)倒流防止器：保护无负压设备不会因为回水流的改变损害市政管网（柳州水司强制安装）。。

4）Y型过滤器：配套在DN150的进水段，用于过滤自来水因维修等原因进入小区给水主管的沙石等杂质。

5)超高压保护装置：保护管网在水泵突然失效时不会爆管。

 

无负压设备的型号：

ZWL9/16－0.8LP-2+1GQ （详细配置清单附后）

水泵运行说明： 

1、夜间用水量小时：市政管网的压力较大，此时由气压罐+夜间辅泵提供补充压力，供水量：0～60L，满足夜间12次卫生间的用水，主泵处于休眠状态；

2、夜间用水较大时，启动夜间辅泵，流量范围60L～4 m3/h；

3、平时用水：变频1#11KW的主泵、供水量4～36m3/h；

4、高峰期用水：将1#泵切换为工频，变频启动2#泵流量36～54m3/h；

5、当全部客房同时用水时，将3台主泵同时开启，总流量54 m3/h。

6、当用户用水量减小时，系统将按先开先停顺序逐台关闭工频泵。当另一供水周期到达时则又先开2#泵，而1#、3#泵备用。如此周期循环工作，三台泵轮换互为备用。

 

无负压设备运行费用：

能耗：11KW×0.8元÷18 m3=0.48元（将每立方水提升至27层所需要的电费）

由以上分析可见，采用我公司推荐的无负压设备（1）节约占地面积（2）节约设备的资金投入（3）大大节约运行费用（4）具有备用流量，设备运行更合理。不仅如此，我公司无负压稳流设备在控制设备核心变频器上采用进口品牌ABB公司ACS510系列产品，加上配套噪音低、效率高，灵活性好、外型美的水泵及管阀，品质高档、运行可靠！