变频无塔供水设备这种系统是利用变频器来调节水泵的转速, 它是依据管网里面的实际水压还有流量需求去自动匹配出力情况的, 这样就能实现恒压还有节能以及无人值守的状态, 它属于一种二次供水系统, 它的核心区别在于传统的那种水箱也就是无塔供水方式里面省去了高位水箱, 是以变频泵组加压力传感器以及控制柜这样的组合方式来构成一个闭环系统的, 这是在住宅小区以及学校、医院、厂房这类场景里面去替代传统水塔和屋顶水箱的一个首选方案。
一、工作原理
整个系统是由三个部分来组成的。
变频泵组这种设备的配置方式, 通常是一台主泵搭配一台或者多台辅泵, 其中这台主泵是具备变频功能的, 而那几台辅泵使用的是工频模式。在运行时的具体安排上, 会采用像“一用多备”这样的策略, 或者是采取多泵轮换工作的方法。
那台负责主要工作的变频主泵, 它的工作手段是通过变频器这个装置去改變电机本身的转速, 让电机的转速处在零到五十赫兹这个区间范围里变化, 以此来达到调节出水量的一个目的。
压力检测的做法是在供水出口管路上安装一个压力变送器, 这个变送器的量程是0到1.6MPa, 它的目的是对管网的压力信号进行实时的采集。
控制柜里面的那个PLC控制器, 会拿实际测出来的压力和设定好的压力去做PID运算, 然后把输出的频率指令交给变频器, 这样就能做到让压力保持恒定, 同时流量会随着需求进行调整。
具体的工作逻辑是这样的, 当用水量增大的时候, 管网的压力就会下降, 然后控制器就提高频率, 接着主泵加速供水, 而当用水量减小的过程中, 压力又上升了变频无塔供水设备，所以就要降低频率, 让泵的转速慢下来。如果只靠单台水泵已经无法满足使用的需求的话, 系统就自动投入备用泵来以工频的方式运行。
二、核心优势（对比传统水箱供水）
| 对比项 | 传统高位水箱 | 变频无塔供水设备 |
|---|---|---|
| 占地 | 需建水塔/屋顶水箱，占面积大 | 设备房面积小，一般为水箱的1/3~1/4 |
| 水质 | 水箱静止存水，易二次污染 | 无储存，直供，水质更安全 |
| 能耗 | 水泵恒定满负荷运行 | 变频调速变频无塔供水设备，平均节能30%~50% |
| 噪声 | 水泵+水箱溢流噪声 | 全封闭泵房，噪声低 |
| 维护 | 定期清洗水箱（每年≥2次） | 无需清洗水箱，维护周期长 |
三、选型关键参数
在进行选型的时候, 必须要依据所给出的以下数据, 缺少任何一个都是不行的。
1. 先根据最大用水量的具体单位是立方米每小时, 再去查找《建筑给水排水设计标准》这本规范书也就是那个GB 50015, 接着按照不同的建筑类型去查表, 最后还要把得到的数值乘以同时使用系数。
2. 最不利点服务压力, 指的是管网末端所需要的压力数值, 它的单位是兆帕, 也就是MPa, 在通常的高层住宅里面, 末一层所使用的压力一般是在零点二到零点三点五兆帕之间, 至于压力的计算方式, 应该是把市政供水压力、最不利点的静压、沿程阻力、局部阻力以及末端余压, 这几项全部加在一起得到的总和, 这算总压。
3. 根据用水量的变化曲线, 咱们来确定一下主泵要用几台带改变频率的, 还有辅泵要用几台不带改变频率的, 但是辅泵的数量不能少于1台。
4. 变频器功率, 按照主泵的额定功率乘以一点一到一点二的余量, 来选取。
5. 控制柜防护等级, 如果是在室外进行安装的话, 那么请选择那些防护等级能够达到或者高于IP55规格的产品, 而如果是在室内环境里进行安装作业的话, 就可以选择防护等级为IP54的型号。
对于市政供水压力稳定的那些地方, 也就是压力等于或者大于零点三五兆帕的区域, 是可以直接采用变频无塔这个方案的。如果所在的区域市政压力比较偏低, 那么就需要进行评估, 看一看是不是还是得配置小型稳流补偿箱才行。
四、安装与运维要点
安装环节需要关注设备房, 这里必须预留好散热和通风的空间, 地面要制作防振的基础, 具体做法比如使用橡胶垫或者弹簧减振器, 对于进出水管, 应当设置柔性接头, 在泵组的进侧要安装止回阀加上球阀, 在出侧则需安装止回阀加上蝶阀。
关于日常维护, 你需要每月去检查变频器的散热情况以及紧固件的状态, 你需要每季度去清洁压力变送器的滤网, 你还需要每年去校验PID参数, 并且要确认轮换逻辑是否正常。
常见故障: 压力波动很大的时候, 要检查管网是不是有泄漏, 或者变送器发生了漂移；如果水泵频繁启停, 就要调大PID控制器的积分时间, 或者是增加辅助泵的切换阈值。
五、适用场景
它适用于住宅小区实施二次供水改造, 也适用于学校以及医院开展直饮水加压工作, 同时还能用于工业园区的生产用水供应、商业综合体的运营需求, 以及农村地区集中供水末梢的加压处理。
但是, 该模式存在不适用情况, 当供水压力需求超过单台水泵的能力极限时, 就不得不采取多台设备串联运行方式, 在这种情况下就不适用。此外, 对于管网结构极度复杂, 并且缺乏稳定市政水源作为补充的偏远地区来说, 也不适用。
六、高频疑问
问：变频无塔供水设备能否与市政管网直接串联（叠压供水）？
回答是可以。
当选择那种被称为无负压的叠压方案的时候, 要在市政进水管上面安装稳流补偿罐, 这个稳流补偿罐也就是气压罐, 这么做可以让设备在市政给水压力的基础之上再进行叠加加压, 这样就可以避免出现因为抽吸而产生负压的情况了, 而这个做法在很多地方的二次供水改造工作里面都已经得到了非常广泛的运用, 进行相关设计时所依据的文件是城镇供水管网运行技术规程, 其标准编号为CJJ 263。
