变频器与水泵在供水装置中的应用——应用于医院供水系统

任燕春

（杭州市第三人民医院,杭州 310009）

变频器与水泵在供水装置中的应用
——应用于医院供水系统

任燕春

（杭州市第三人民医院,杭州 310009）

变频器与水泵的结合在日常生活中已广泛使用，但是在医院这个特殊环境下，任何基本设施的不稳定都有着严重影响。本文通过实际日常工作中发生的问题，现场摸索、勘察，最后通过变频恒压供水设备解决了这个问题。

医院；变频器；水泵

0 引言

水、电等基础设施与医院正常的开展医疗关系密不可分，医院日常医疗进程中都需要水的充足供应，哪怕短暂的停供都会造成严重影响。在医院，供水系统采用的常用方式为直接供水及水箱供水。在本院医疗用水中，直接供水主要供应3层及以下楼层用水，而高层用水则根据各个病区，在各个区域内设置独立的水箱和水泵，其中水箱亦可分为高层水箱以及地下水箱，所有用水由市政管网进入水箱，再通过水箱供给各个楼层。

1 设备基本概述

变频恒压供水设备是一种新型的节能供水设备。变频恒压供水设备系运用当今最先进的微电脑控制技术，将变频调速器与电机水泵组合而成的机电一体化高科技节能供水装置。变频恒压供水设备以水泵出水端水压（或用户用水流量）为设定参数，通过微机自动控制变频器的输出频率从而调节水泵电机的转速，实现用户管网水压的闭环调节，使供水系统自动恒压稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率提高，水泵转速加快；用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢。这样就保证了整个用户管网随时都有充足的水压（与用户设定的压力一致）和水量（随用户的用水情况变化而变化）。

2 医院供水系统存在的易发性问题。

2.1 整体环境简述以及原因分析

笔者所在的单位有一幢12层的住院部大楼，建筑面积为12926.26㎡，住院部大楼整体供水情况为：1-3层为市政管网直供，4-12层为水箱供水。住院部负一楼有生活水箱、消防水箱各一个，水泵3台，12楼顶有生活水箱、消防水箱各一个。住院部3楼为我院血透室，2楼为内镜中心与儿科，上诉科室均为医院重点科室，且耗水量较大，工作时间内不能停水。但是在今年年初就出现几次停水事件，均为短暂事件，耗时约为半个小时至1个小时之间，等过了这段时间，供水又恢复正常了。

笔者就碰到几次停水事件发现，12楼至4楼内供水正常，就1-3层水量少，且有时候就直接无水量，但是过了1个小时以后，就自行恢复供水。杭州市市政管网的给水管网压力为0.3MPa—0.4MPa之间，也就是水头处于30米—40米之间，根据住院部楼的实际楼层高度，由市政管网直接供水至3楼应该无任何问题。但是仍是多次发生停水事件，于是经科室多次实地查看、研究发现，该住院部负一层的水泵房内的市政管网总进水管除了供1-3层楼直供水，以及供地下水箱外，还有一路供给住院部楼外的食堂，该点地处一楼，且每日用水量极大。所以，当食堂处于大量用水，同时地下水箱水位处于低水位点后也处于进水时，总进水管直接处于“抢水”事件，而1-3层均处于“抢水”弱势，导致缺水。

2.2 设备组成及主要技术

找到停水时间的主要原因后，为了解决这一问题，笔者以及科室人员决定对该管路采用变频恒压供水设备，当其他各处处于进水状态时，通过压力检测，从而启动变频器控制水泵，对1-3层进行加压，解决其用水问题。

要完成上述条件，最重要的任务就是完成变频器以及水泵的选型。

首先，笔者来分析下变频器。变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF 变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

变频器的选型主要针对电流，一般变频器的额定电流要大于等于负载的额定电流。而两台电机型号为CR5-9，容量为1.5kw，为了能正常拖动电机，变频器的选择一般比电机相加大一个型号，考虑到使用习惯，以及维保便利等因素，笔者选用变频器

主要使用设备为：三菱E700，2台格兰富（CR5-9），耐震远传压力表等。其中水泵的选型主要根据流量以及扬程，以流量为例，与楼层给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数，都有关联，根据上述数据计算出最大用水时的水流量。具体公式如下：

其中Kc——小时变化系数，取2.4；q——3层楼一天的用水量；

Q=4.8*40*1.2/24=4.8（吨/小时）

考虑到日常使用习惯，以及设备维修、维保的便利等相关因素，笔者使用2台格兰富CR5-9泵型，同时配备三菱E700的变频器，对2台水泵进行泵兰方式，当供应室的水管缺水时，一台泵体启动，如果，流量还是达不到要求时，变频器自动动作，另一台变频器加入并共同作用，直至流量正常。

3 使用设备日常维护、保养事项

笔者单位3号楼地下室整改设备主要为以下：三菱E700，2台格兰富（CR5-9），耐震远传压力表等。

对于格兰富CR5-9，启动时必须打开旁通阀，旁通阀连接水泵的吸入侧和排除侧，因而可以易化灌注步骤，在运行平稳后重新管好旁通阀。如果泵送液体中含有气体时，建议在运行压力低于6巴时将旁通阀保留在打开位置。在运行压力超过6巴时需要关闭旁通阀。不然的话，高速流动的液体会导致出口周围材料的磨损[1]。

由于泵运送液体对密封面进行润滑，也就意味着密封处会有一定量的渗漏。首次启动水泵，或者安装新的轴封时，需经过一定的磨合周期后，渗漏才会降至合理水平。所需时间取决于运行状况，一般来说，运行状况的改变，即需要开始新的磨合期。但是由于我院水泵运行的介质为自来水，属于可挥发液体，则一般情况下不会检查到渗漏情况[1]。

4 小结

变频恒压供水系统对水泵电机实行无级调速，依据用水量及水压变化通过微机检测、运算，自动改变水泵转速保持水压恒定以满足用水要求，是目前最先进、合理的节能供水系统。该设备起动平衡，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；并且可延长泵和阀门等的使用寿命，消除起动和停机时的水锤效应。该系统是目前最先进，合理的节能供水系统。

[1] CR,CRI,CRN Installation and operating instructions.