如何計算中區(qū)高區(qū)無負(fù)壓設(shè)備及選型
如何計算中區(qū)高區(qū)無負(fù)壓設(shè)備及選型
一、 實際情況及原設(shè)計要求：
項目地址位于市，市政水壓為0.3Mpa，市政主管DN100mm，小區(qū)接入管DN150mm，泵房放置在地下室負(fù)一層，預(yù)計4.5米。
項目為住宅小區(qū)，加壓區(qū)域分布如下：
1～4層，采用市政管網(wǎng)直接供水；
5～27層，共有299戶；
二、根據(jù)提供供水技術(shù)參數(shù)，本公司做無負(fù)壓設(shè)備供水方案如下：
1、市政管徑DN100mm小區(qū)接入管在DN150mm，符合無負(fù)壓設(shè)備的管網(wǎng)接入要求，因此本項目采用無負(fù)壓供水模式。
2、我推薦采用中區(qū)、高區(qū)分開設(shè)備供水的結(jié)構(gòu)，不采用減壓閥減壓，保證用水安全，今后的運行能耗較低。
3、設(shè)備按全不銹鋼配置，變頻器采用ABB產(chǎn)品，PLC工控系統(tǒng)采用施耐德產(chǎn)品，設(shè)備需要加裝防負(fù)壓保護模塊、Y型過濾器、超高壓保護系統(tǒng)。
三、設(shè)備的參數(shù)計算：按照GB50015-2003設(shè)計規(guī)范（3.6.4公式計算）
1、 流量：（299戶住宅）
本項目需要加壓的用戶共299戶，按每戶4口人計算，共1196人，按GB50015-2003的設(shè)計規(guī)范小區(qū)3000人以下，按衛(wèi)生潔具用水當(dāng)量計算秒流量。
用水當(dāng)量按GB50015-2003表3.1.14以及計算公式3.6.5的注解3當(dāng)量為：洗滌盆1只（N=1.0～1.5）；大便器2具（N=0.5～6.0）；洗臉盆2只（N=0.75×2＝1.50）；淋浴器2具（浴盆）（N=1.0×2＝2.0）；洗衣機水嘴1個（N=1.0）。
小計：戶當(dāng)量Ng=6.5管段的當(dāng)量總數(shù)：∑N=6.5×299=1943.5
用水定額(q0)：250L/人．d；戶均人數(shù)（m）：4人。
用水小時數(shù)（T）：24h；時變化系數(shù)Kh=2.3。
則：a)最大用水時衛(wèi)生器具給水當(dāng)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)管段的當(dāng)量總數(shù)：
查表附表C,加權(quán)平均法計算系數(shù)(αc)：0.01097
c)管段的衛(wèi)生器具給水當(dāng)量同時出流概率（U）：
U=[1+αc（∑N-1）0.49]÷√∑N
=[1+0.01097×（1943.5-1）0.49]÷√1943.5
=0.035 d)管段的設(shè)計秒流量（qg）：
qa=0.2×U×∑N
=0.2×0.046×929.5
=13.78 (L/S) 住戶的用水最高峰流量為：
13.78×3.6＝49.61（m3/h）
若按人均用水定額計算住戶的用水平時流量為：
用水定額(q0)：170～300L/人．d； 戶均人數(shù)（m）：2～4人。
用水小時數(shù)（T）：24h； 時變化系數(shù)Kh=2.3～2.8。
299×3×170×2.3÷24÷1000＝14.6m3/h
因此，無負(fù)壓設(shè)備的總流量應(yīng)滿足49.61m3/h，設(shè)備的單臺流量應(yīng)接近平時用水量14.6m3/h的要求，平時用水一臺水泵運行可以滿足非高峰期用水要求。
小流量用水：小區(qū)的入住是逐漸增多的過程，為了便于先入住的小部分住戶用水，住戶家庭裝修用水及全部入住后夜間小流量用水，本設(shè)備中配套夜間供水輔泵1臺，夜間輔泵流量應(yīng)小于單臺流量的1/6，即2.43m3/h，夜間運行輔泵，主泵處于休眠狀態(tài)，更安全節(jié)能，并且減少夜間噪音污染。
無負(fù)壓設(shè)備水泵揚程的確定：
最高供水高度為4.5+3×27＝85.5米；
按設(shè)計規(guī)范（GB50015-2003）計大便器溢出水頭15米；
按設(shè)計規(guī)范（GB50015-2003）計算小區(qū)沿途損、局部損失＝5.5米（核查海登威廉系數(shù)）；
設(shè)備套內(nèi)局部損失：每臺水泵出水管配有2個蝶閥，1個止回閥，2個橡膠接頭，按閥及彎管折合直管長度計算管阻=個數(shù)*折合直管直徑倍數(shù)*直徑
合計無負(fù)壓設(shè)備的套內(nèi)局部損失≈1.2米
市政管網(wǎng)的平均壓力為0.32Mpa，在自來水公司的要求下無負(fù)壓設(shè)備需要加裝倒流防止器、Y型過濾器，以及原有的水表、總管閘閥，合計局部損失9米。
因此市政管網(wǎng)可疊壓為30-9＝21米≥10米（滿足無負(fù)壓設(shè)備的疊壓要求），無負(fù)壓設(shè)備按照15～20米核算疊壓；
水泵出水揚程＝85.5+15+5.5+1.2-20＝87.2米
控制方式的選擇，水泵型號的確定
根據(jù)《給水排水設(shè)計手冊－第2冊建筑給水排水》1.9.3中對變頻控制設(shè)備的選擇：
本項目使用2+1臺水泵工作，主泵互為備用，根據(jù)用水量變化自動增減泵.
主泵型號50GDL18-15×6 Q＝18m3/h，H=90m，N=11KW 3臺
輔泵型號25GDL4-11×8 Q＝4m3/h， H=88m，N=3KW 1臺
水泵揚程90米，主泵加輔泵總流量54m3/h，滿足設(shè)備總流量的要求。
穩(wěn)流罐的選型
穩(wěn)流罐的作用：市政管網(wǎng)與無負(fù)壓設(shè)備之間的隔斷，與真空消除器、無水保護系統(tǒng)同時作用，保護自來水管網(wǎng)不會形成負(fù)壓，穩(wěn)流罐的容積按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選擇：
穩(wěn)流罐的容積按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計算：總?cè)莘e＝30～60秒過流量
即60×49.6÷3.6＝826.67L
穩(wěn)流罐選用DN800mm的臥式罐，型號：WL800，總?cè)莘e：800L。
高壓氣壓罐的選擇
高壓氣壓罐布置在設(shè)備出水管道上，由泵組自動補壓，根據(jù)出水壓力值選擇氣壓罐的壓力等級，高壓氣壓罐的有效水容積按總流量的3秒計算：
49.6÷3.6×3＝41.34L，選擇型號SQ400-0.6Mpa，有效水容積11-57L。
主要作用：
（1） 吸收水泵出水超壓部分壓力；吸收回水壓力；避免水錘；
（2） 與輔泵組合提供夜間小流量供水；補充局部小流量；
（3） 高壓氣壓罐由泵組自動補壓，可以在泵組切換時，平衡管路的壓力值；
（4） 由于高壓氣壓罐有儲能的作用，可以減少及防止水泵頻繁啟動，延長主泵使用壽命節(jié)約能源。
防負(fù)壓模塊及其他配置
1）進水管閘閥：用于成套設(shè)備檢修、故障時停水 。
2）進水管前壓力表+電動閘閥+電氣控制回路：在自來水公司要求的0.10Mpa的最低進水壓力時，截斷水流，保護自來水管網(wǎng)，同時水泵不會無水運行（柳州水司強制安裝）。。
3)倒流防止器：保護無負(fù)壓設(shè)備不會因為回水流的改變損害市政管網(wǎng)（柳州水司強制安裝）。。
4）Y型過濾器：配套在DN150的進水段，用于過濾自來水因維修等原因進入小區(qū)給水主管的沙石等雜質(zhì)。
5)超高壓保護裝置：保護管網(wǎng)在水泵突然失效時不會爆管。
無負(fù)壓設(shè)備的型號：
ZWL9/16－0.8LP-2+1GQ （詳細(xì)配置清單附后）
水泵運行說明：
1、夜間用水量小時：市政管網(wǎng)的壓力較大，此時由氣壓罐+夜間輔泵提供補充壓力，供水量：0～60L，滿足夜間12次衛(wèi)生間的用水，主泵處于休眠狀態(tài)；
2、夜間用水較大時，啟動夜間輔泵，流量范圍60L～4 m3/h；
3、平時用水：變頻1#11KW的主泵、供水量4～36m3/h；
4、高峰期用水：將1#泵切換為工頻，變頻啟動2#泵流量36～54m3/h；
5、當(dāng)全部客房同時用水時，將3臺主泵同時開啟，總流量54 m3/h。
6、當(dāng)用戶用水量減小時，系統(tǒng)將按先開先停順序逐臺關(guān)閉工頻泵。當(dāng)另一供水周期到達時則又先開2#泵，而1#、3#泵備用。如此周期循環(huán)工作，三臺泵輪換互為備用。
無負(fù)壓設(shè)備運行費用：
能耗：11KW×0.8元÷18 m3=0.48元（將每立方水提升至27層所需要的電費）
由以上分析可見，采用我公司推薦的無負(fù)壓設(shè)備（1）節(jié)約占地面積（2）節(jié)約設(shè)備的資金投入（3）大大節(jié)約運行費用（4）具有備用流量，設(shè)備運行更合理。不僅如此，我公司無負(fù)壓穩(wěn)流設(shè)備在控制設(shè)備核心變頻器上采用進口品牌ABB公司ACS510系列產(chǎn)品，加上配套噪音低、效率高，靈活性好、外型美的水泵及管閥，品質(zhì)高檔、運行可靠！
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