Интеллектуальное оборудование водоснабжения: риски выбора, окупаемости и ввода в эксплуатацию

Спустя три месяца после того, как в комплексе из 420 квартир были включены новые системы повышения давления, команда объектов все еще каждый вечер регистрировала жалобы на давление с 12 по 18 этажи между 7 и 9. На бумаге номиналы насосов были указаны правильно, а двигатели работали на полной скорости почти весь день. Ничто в системе не измеряло спрос, поэтому ничто в системе не могло его отслеживать.

Это расстояние между номинальной производительностью и реальной производительностью является проблемой, которую призвано устранить интеллектуальное оборудование для водоснабжения. Этот термин не описывает один продукт. Он описывает хранение, повышение давления и управление, объединенные таким образом, чтобы они работали как одна управляемая система, в которой одна сторона отвечает за давление в кране. Jiangsu Mingxing Water Supply Equipment Co., Ltd., производитель из Цзянсу, который производит резервуары, насосы и комплектные станции под своим брендом умной воды Leaqua, структурирует свой каталог вокруг этой логики, а не вокруг отдельных компонентов.

Рабочее определение

Интеллектуальное оборудование водоснабжения представляет собой комплексную сборку резервуаров для хранения воды, повысительных насосов, частотно-регулируемых контроллеров, датчиков давления и расхода, а также уровня мониторинга, который регулирует выходную мощность в соответствии с измеренной потребностью и сообщает о своем собственном рабочем состоянии.

Это определение имеет значение для отдела закупок. Как только граница будет проведена вокруг одной контролируемой системы, ответственность за давление, качество воды и энергию перестанет распределяться между тремя заказами на поставку.

Что на самом деле содержит интеллектуальное оборудование для водоснабжения

Интеллектуальное оборудование водоснабжения организовано в четыре функциональных уровня, и каждый уровень несет в себе свой риск технических характеристик. Слабость на одном уровне обычно проявляется как симптом на другом, поэтому покупка компонентов покомпонентно так часто заканчивается тем, что систему никто не может настроить.

Четыре функциональных уровня комплексной интеллектуальной системы водоснабжения и элемент спецификации, определяющий каждый из них.
Слой	Типичное оборудование	Что исправить в спецификации	Неудача предотвращает
Хранение	Секционные резервуары из нержавеющей стали 304 или 316, горячеоцинкованной стали или стеклопластика.	Класс материала, толщина панели в зависимости от глубины воды, уплотнение для пищевых продуктов	Загрязнение, прогиб панели, утечка
Повышение	Вертикальные многоступенчатые центробежные насосы с односторонним всасыванием.	Рабочий плюс резервный расход, напор при наихудшем давлении на входе	Одноточечный отказ, короткая езда на велосипеде
Контроль	Частотно-регулируемые приводы, ПЛК, датчики давления	Диапазон постоянного давления, минимальная скорость насоса, защита от сухого хода	Перепады давления, трата энергии
Мониторинг	Расходомеры, датчики уровня, выносная приборная панель	Интервал передачи данных, маршрутизация сигналов тревоги, кто может изменять заданные значения	Позднее обнаружение неисправностей, отсутствие доказательств

Решения о хранении и повышении мощности взаимосвязаны больше, чем признается в большинстве тендерных документов. Толщина панели, глубина воды и условия всасывания определяют, будет ли насос получать чистую, безвоздушную воду на входе. Сборный модульный подход, такой как сборный резервуар для воды с большим модулем SW, обеспечивает гибкость объема хранения на месте, сохраняя при этом жесткость стенок там, где резервуар самый глубокий.

SW Large Module Prefabricated Water Tank

Сборный резервуар для воды большого модуля SW Модульный резервуар для воды с возможностью выбора толщины пластин и моделей SW, обеспечивающий гибкое хранение на месте и стабильное всасывание насосом. Посмотреть продукт →

Что касается наддува, то конфигурация резервуарного типа является обычным ответом, когда муниципальную магистраль нельзя опустить далеко: вода сначала поступает в расширительный бак, затем нагнетается насосами с регулируемой частотой, поэтому в магистрали никогда не возникает отрицательного давления, пока ее доступный напор все еще используется.

Digital Variable-Frequency Tank-Type Non-Negative Pressure Pump Station

Цифровая насосная станция резервуарного типа с регулируемой частотой и неотрицательным давлением Насосная станция резервуарного типа с независимым частотно-регулируемым управлением насосом, интеллектуальным мониторингом и конструкцией с неотрицательным давлением для стабильного и энергоэффективного водоснабжения. Посмотреть продукт →

Система разумна настолько, насколько разумен ее самый слабый уровень. Ни один привод не может компенсировать работу насоса, работающего далеко от точки максимальной эффективности, или ситуацию, когда резервуар всасывает воздух через неудачно расположенную всасывающую линию.

Где в первую очередь появляется окупаемость интеллектуального оборудования для водоснабжения

Энергия, потери воды и незапланированные вызовы идут в первую очередь; Экономия труда и увеличение срока службы оборудования происходят медленнее. Управление с переменной частотой изменяет форму кривой суточной нагрузки, а не пиковой, поэтому насосы большую часть времени проводят на пониженной скорости, а давление поддерживается за счет регулировки вращения, а не дросселирования клапанов.

12-18

месяцев, типичная окупаемость после модернизации

0,01 МПа

диапазон устойчивого давления для удержания на кране

№ 1

резервирование насосов в стандартном исполнении

В приведенной ниже таблице приведены данные о снижении нагрузки по сравнению с базовым уровнем при постоянной скорости, измеренным при том же профиле нагрузки.

Снижение по сравнению с базовой линией с постоянной скоростью

Энергия на кубический метр поставленной

23%

Рабочее время по техническому обслуживанию

27%

Потеря воды из-за перелива

31%

Незапланированные вызовы сервисной службы

42%

Масштаб: снижение от 0 до 50 процентов, в среднем по проектам модернизации жилых и институциональных зданий.

Примечание к методу: это средние значения на уровне проекта, а не гарантии. Фактические результаты зависят от выбора насоса, трения в трубопроводе, оборота резервуара и формы кривой ежедневного спроса. Измерьте свою собственную станцию в течение тридцати дней до и после любого изменения и сравните киловатт-часы на кубический метр, поставленный при том же давлении нагнетания.

Соответствие правильной конфигурации профилю спроса

Три профиля спроса охватывают большинство проектов: поставки только для внутреннего потребления, внутренние поставки с резервом на случай пожара и дренаж или подъем сточных вод. Выбор неправильной конфигурации обходится дороже, чем выбор более крупной, поскольку несоответствие проявляется в виде коротких циклов работы, стагнации или постоянно работающего резервного насоса.

Профили спроса, конфигурация, подходящая для каждого из них, и входные данные для определения размера, определяющие результат.
Профиль	Типичная конфигурация	Доминирующий ввод размеров	Распространенная ошибка
Жилой и коммерческий внутренний	Станция резервуарного типа неотрицательного давления с частотно-регулируемыми насосами	Пиковый расход и давление на входе в городскую систему	Определение среднего расхода вместо часа пик
Внутренний плюс пожарный резерв	Интегрированная бытовая и пожарная насосная станция с общим объемом хранения	Объем пожарного резерва и суточная скорость оборота	Оставляем резервную воду без оборота
Подвал и низменный дренаж	Устройство подъема канализационных стоков с погружными насосами	Скорость притока, высота подъема, содержание твердых частиц	Увеличение размеров насосов и создание коротких циклов
Большой пожарный запас	Модульный резервуар для пожаротушения повышенной емкости класса 1100 тонн.	Продолжительность огня и скорость пополнения	Недооценка жесткости панелей в глубоких резервуарах

Если зданию требуется как бытовая вода, так и резерв для пожаротушения, одна интегрированная станция разделяет один запасаемый объем и поддерживает оборот запаса, а не оставляет его на месяцы.

Integrated Domestic and Fire Protection Pumping Station

Комплексная насосная станция бытовой и противопожарной защиты Интегрированная бытовая и пожарная насосная станция со сборными модулями, интеллектуальным мониторингом и работой насоса стабилизации давления для комбинированных потребностей в воде. Посмотреть продукт →

Пожарная резервная вода, которая никогда не переливается, является проблемой качества воды, которая должна быть обнаружена при следующей проверке. Интегрированные бытовые и пожарные станции решают эту проблему за счет конструкции, а не процедуры.

Характеристики, определяющие, будет ли интеллектуальное оборудование для водоснабжения работать на месте

Четыре технических решения предсказывают большую часть результата: материал резервуара, точка выбора насоса, логика управления и размещение датчиков. Все остальное — детали.

Материал бака и толщина панели

Для питьевой воды нержавеющая сталь 304 остается практическим стандартом по умолчанию, а 316 зарезервирована для сред с высоким содержанием хлоридов или промышленных сред. Горячеоцинкованная сталь со слоем цинка 70 микрометров и более конкурирует по себестоимости там, где вода не предназначена для питья. Толщину панели следует считать вместе с глубиной воды, а не выбирать по плоской таблице, поскольку давление у основания четырехметрового резервуара примерно вдвое больше, чем у двухметрового резервуара.

Точка выбора насоса и резервирование

Выберите рабочую точку рядом с точкой наилучшего КПД насоса при наиболее обычном расходе, а не при теоретическом пике. Насос слишком большого размера работает, теряет эффективность и быстрее изнашивает уплотнения. Резервный насос должен быть полнофункциональным запасным агрегатом, а не меньшим агрегатом, а логика управления должна вращать ведущий насос по расписанию, чтобы оба агрегата работали одинаково.

Логика управления и размещение датчиков

Датчик давления находится после общего нагнетательного коллектора, а не на ответвлении, которое обслуживает только часть здания. Минимальная скорость насоса должна быть установлена выше точки, в которой насос прекращает генерировать напор, а защита от сухого хода должна быть подключена для остановки привода, а не просто для подачи сигнала тревоги. Поведение на уровне побуждения, лежащее в основе этого выбора, стоит прочитать, прежде чем писать повествование о контроле; В этом техническом примечании о преимуществах интеллектуального управления переменной частотой рассматриваются основные принципы.

Базовая линия с постоянной скоростью

Насосы работают с фиксированной скоростью при помощи дроссельного клапана.
Давление колеблется при каждом отборе воды.
Потребление энергии практически не меняется независимо от спроса
Неисправности проявляются только тогда, когда арендатор жалуется

Интеллектуальная переменная частота

Скорость соответствует измеренному расходу и давлению
Давление удерживается внутри узкой полосы на кране
Energy отслеживает кривую нагрузки час за часом
Тенденции и сигналы тревоги регистрируются до сбоя.

Неисправности при вводе в эксплуатацию, проявившиеся в первые девяносто дней

Большинство неудач первого квартала связаны с проблемами определения размера и установки, а не с программным обеспечением. На шесть ниже приходится большая часть обращений по новым установкам.

Рабочая точка выбирается при максимальной теоретической нагрузке, поэтому ведущий насос переключается между пуском и остановом.
Датчик давления, установленный в мертвой зоне или на ответвлении, выдает показания давления, которые никогда не совпадают с показаниями крана.
Всасывающий трубопровод, задерживающий воздух, вызывающий кавитационный шум и постепенное повреждение рабочего колеса.
Защита от сухого хода настроена только на сигнал тревоги, что позволяет насосу работать без воды.
Датчики уровня, которые смещаются после первых нескольких недель, вызывают ложные сигналы тревоги высокого уровня и ненужное переполнение.
Муниципальное соединение рассчитано без проверки остаточного давления на входе, что приводит к отрицательному давлению в часы пик.

Эмпирическое правило

Если станция нуждается в ручном вмешательстве в течение первого месяца работы, проблема почти всегда связана с предположением о размере, а не с настройкой контроллера, и регулировка параметров не решит ее.

Как сравнить поставщиков интеллектуального оборудования для водоснабжения

Сравнивайте поставщиков по технической ответственности, а не по широте каталога. Производитель, который собирает резервуары, насосы и панели управления на одном предприятии, поглощает интерфейсы; торговая компания пересылает их вам. Четыре проверки быстро разделяют их.

Участие в стандартах. Поставщик, который участвовал в написании проектной документации, такой как стандарт сборной интегрированной насосной станции и сопутствующая техническая спецификация, понимает правила интерфейса, которые применяют рецензенты.
Возможности собственного программного обеспечения. Уровни мониторинга не работают, если панель мониторинга лицензирована у третьей стороны, которая не поддерживает насосы, которыми она управляет.
Радиус обслуживания и запасные части. Уточните в письменной форме, как быстро запасное механическое уплотнение или датчик давления прибудет на объект.
Эталонные установки аналогичного масштаба. Пожарный запас в 1100 тонн и бытовой резервуар в 20 кубов - это разные инженерные задачи.

Для анализа объема резервуара, выбора насоса и логики управления для конкретного проекта организуйте анализ проекта с командой инженеров до того, как тендерная документация будет заморожена, а не после этого.

Интеллектуальное оборудование для водоснабжения считается правильным, когда одна сторона может ответить за давление в самом дальнем кране, качество хранимой воды и энергию, записанную на счетчике.

Часто задаваемые вопросы об интеллектуальном оборудовании водоснабжения

Как ведет себя оборудование при низком городском давлении?

Станция резервуарного типа с неотрицательным давлением отделяет здание от основного, набирая воду в предохранительный бак и затем повышая ее, поэтому подаваемое давление больше не зависит от основного давления. У агрегатов с прямым подключением нет предохранительного бака, поэтому для безопасной работы требуется минимальное давление на входе, обычно около 0,1 МПа.

Может ли одна станция одновременно подавать воду для бытового потребления и воду для пожаротушения?

Да. Объединенная бытовая и пожарная насосная станция делит один объем хранилища и поддерживает пожарный резерв как выделенную его часть. Резерв по-прежнему должен быть защищен от застоя, а местный кодекс определяет, требуется ли в вашей юрисдикции физическое разделение между бытовыми и пожарными соединениями.

В каком обслуживании система нуждается каждый год?

Запланируйте осмотр и очистку резервуара, проверку уплотнений и панелей, измерение вибрации и тока насоса, калибровку преобразователя и ежегодный анализ параметров привода. Как только уровень мониторинга активен, большая часть этого становится планированием на основе условий вместо фиксированного календаря, откуда и происходит сокращение трудозатрат на диаграмме выше.

Как вы проверяете заявленную экономию энергии?

Измерьте станцию в течение тридцати дней до и после замены и сравните киловатт-часы на кубический метр, поставленный при том же давлении нагнетания. Мгновенные показания мощности, полученные во время посещения объекта, ничего не доказывают, поскольку они фиксируют один момент кривой нагрузки, которая меняется в зависимости от часа и сезона.