[发明专利]高层住宅管网直供、储能削峰、智能变频供水系统及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及供水控制系统，具体涉及一种高层住宅管网直供、储能削峰、智能变频供水系统及使用方法。

背景技术

在城市高层建筑加压供水系统中，一般根据楼层高度计层数分区加压供水（部分城市高压区采用楼顶水箱供水）。

在一般的恒压供水系统中，存在这样的供水数学模型

其中：

：水泵机组供水压力

：用户用水压力

△H：送水过程中水头损失

K：管网阻力系数

Q：供水端瞬时出口流量

Qm：供水端最大出口流量

：用户时平均用水量

:时变化系数，一般设1.6~1.8

无论低、中、高任何压力区供水，存在这样的供水数学模型在同一区供水系统中，K值是恒定的，值是预选的，也是恒定的，在水泵机组供水压力恒定时，其变频调速的水泵调速范围及开停机，受N个用户单位时间内用水户数的多少和用水量的大小而确定。同时又因为这样的加压供水方式是：水泵机组→管网→用户用水的是直供方式，在单位时间内，N个用户用水开关的开启等于直接从管网中泄压，同时又受楼层高度及层数影响，直接影响供水的服务质量和安全。分区变频性质、加压供水系统存在以下几个问题。

1、住宅小区1—3层，要求服务供水压在国家建设中规定0.16兆帕，并且在无负压供水设备压力保护装置0.1—0.12兆帕范围内传统变频性质直供水，把1—3层列入分区加压范围，浪费了供水管网压力，消耗了不必要电能，忽略了1—3层用水压力在服务压力必须存在的指标范围内，供水管网来水压力完全能满足1—3层用户用水压力的需求（如不能满足则无负压机组也不能工作）。

2、传统高压加压供水方案中，无论高、中、低区加压，在选择水泵机组流量Q时，只考虑到，而。即在用户24小时平均用水量的基础上，乘1.6-1.8时变化系数基础上确定水泵机组最大出水量，忽略了居民小区在非高峰用水期所需流量大幅减少用水的特点，使大功率主泵长期运转，虽有变频调速和保压装置来调节流量，但大部分时超出了变频调速不超过5％的范围。空载运行情况严重，这也是高层住宅小区加压水浪费增高，业主与物业因加压水电费过高，纠纷不断的主要因素之一。

3、传统高层加压供水，大都是变频恒压供水，主要由两种模式：

①管网水→加压泵→管线→用户水闸门；

②管网水→加压泵→管线→高位水箱→用户水阀门。

第一种模式：

从该工艺流程中可看出，在正常加压供水过程中，加压泵从供水管网直接 水，通过管网直接到用户水闸门，粗看很简单，但细分析不难看出，由数N个用户水闸门组成的用水体系，其用户水闸门及各种水洁具，除自身功能外还有一种功能不可忽视，那就是变化系数值不断在变化，形成一种不定时的、不定量的、不定压的、不定位置的不断从供水管网各个用户接点处进行泄压，造成以下几个问题：

①用户间供水压差△H较大。

可以10层为一加压区去进行计算，为满足第10层用户层压力要求，底层用户水设施要承受0.35Mpa的供水压力，其对用户管网危害极大，虽然有小区在楼层间装置减压阀来消除压差△H，但同样供水机组要用部分功率克服因减压阀设置，其减压值所带来的阻力。浪费了电能及设备损耗

②当值最大值时（高峰用水时）

此时加压机组从供水管网内采水量过大，容易造成供水管网形成供水低压区或无负压加压机组自身保护，以免造成供水主管网负压。一是影响供水管网供水服务压力和损坏管网，二是较高层用户吃水困难。

4、加压机组长时间在低效率区运转

一是损坏设备，浪费电能，传统水泵加压供水其供水系统在用户不用水时是一个封闭系统，其压力保持一般有保压泵或压力气罐进行保压。但是一个小区千家万户，因各种情况24小时不断有用户在用水即使有一个用户用极少量水，也要从供水系统泄压，一是一旦其泄水量超出保压水量又低于供水气泵变频调速范围，供水主泵不得已就要在低效率区运行。二是由于用户用水量多少△Q不可控制，使变频供水系统机组不断进行调节。同样也是造成供水服务管网损坏及用户加压水电费过高的原因

5、供水设备功率选型大，投资高，浪费电能

因目前设备运行，必须满足，所以要乘以时变化系数，必然供水主泵功率与流量大于平均供水量所需功率的1.6-1.8倍，一是投资大，二是当≤1时，水泵机组在低效率工作且空载负荷很大，浪费电能。

第二种模式，缺点是最高功率把水提到顶层向下送水，①浪费能量，②易污染。