“隨著國家一系列相關規定的出臺，用戶和水司對二次供水設備的運行有了更高的要求，要求設備在運行期間安全衛生、穩定可靠、高效節能、低噪靜音。”上海凱泉泵業（集團）有限公司供水事業部副總經理、高級工程師董雪峰在“2024（第九屆）供水高峰論壇”上表示。
上海凱泉泵業（集團）有限公司供水事業部副總經理、高級工程師 董雪峰
論壇現場，董雪峰進行了題為“智能永磁電機在二次供水系統的研究和應用”的發言，系統闡述了當前國家對二次供水設備的相關規定以及設備運行存在的問題痛點，并談及凱泉泵業在針對性技術措施、新產品、新應用等方面的探索與實踐。
01二次供水系統的需求及存在的問題
為了實現“碳達峰”、“碳中和”的目標，國家制訂了一系列關于節能降碳的相關規定。今年4月，國務院頒布了《2024—2025年節能降碳行動方案》通知，其中第十項重點任務對加快用能產品和設施更新改造提出了明確的要求——與2021年相比，2025年在運行的高效節能電機的使用提升5個百分點以上，這也是國家對高效電機應用方面的重大舉措。
除了對節能降碳等方面進行規定，國家對城鎮供水改造標準規范也存在能效和噪聲等方面的要求。
在能效方面，《城鎮二次加壓與調蓄供水設施改造技術規程》要求，水泵應配套能效等級較高的電機，異步電機效率應符合國家標準GB 18613-2020中2級能效，永磁同步電機效率應符合國家標準GB 30253-2013中1級能效規定。
在噪聲方面，國內水司統一進行泵房管理、泵房改造建設，在制定泵房供水設備技術標準時，也提出了關于泵的噪聲測量與評估方法，適應于人民群眾對供水設備從水質、水壓、能耗以及運行過程中的噪聲方面的更高要求。目前，有些城市甚至新建住宅的泵房要求建設在地面，這讓二次供水設備的運行有了更高的挑戰。
董雪峰指出，二次供水系統在解決安全衛生、高效節能、低噪靜音等問題的同時，還存在一些傳統的痛點問題。
第一，泵房環境惡劣、機電不分離。由于泵房潮濕、設備銹蝕、灰塵嚴重、防護等級低、安裝半年才進行調試等問題，二次供水設備易受潮損壞。
第二，安裝周期長、操作不便捷、功能擴展不靈活。傳統供水設備中的控制柜、電機、儀器儀表需要現場布線、安裝橋架，而且變頻器接線繁瑣、電機和水泵不易拆卸，不方便維護。
第三，傳統設備電磁、振動等噪聲大。變頻供水設備的噪聲主要來源于電機產生的振動噪音、電磁噪音和風扇噪音。變頻供水帶來了舒適性，同時又把變頻噪音帶到了泵房中。傳統的供水設備由于變頻的驅動，會造成設備噪聲提升5dB~8dB，傳統變頻供水設備噪聲一般在73dB~83dB左右。
第四，傳統異步電動機效率低。三相異步電機在低輸出功率的情況下效率下降也比較明顯，這是傳統的效率問題。
02解決痛點問題的六大技術措施
董雪峰指出，針對相關標準規定以及傳統痛點問題，上海凱泉泵業對企業產品進行了六大技術措施的改進。
高防護設計，為了滿足設備不隔離防護的需求且足夠的可靠穩定，不需要進行維護，凱泉泵業通過提高控制柜、變頻器等整機的IP55防護等級使供水設備可以防塵防水；通過變頻器、PLC使用增強涂層板的方法使供水設備可以防潮防凝露；通過調整變頻器適應環境溫度的情況使供水設備耐高溫，降低設備損壞情況。
可靠性設計，為了給用戶帶來更舒適的用水體驗、最大限度消除停機斷水風險、降低設備故障率，凱泉泵業采取了一系列技術措施。首先，二次供水設備采用全變頻系統控制，使供水壓力更加平穩。其次，供水設備采用雙PLC主備冗余控制系統，在遇到雷電天氣等意外事件或者參數設置無法恢復的情況下，可以第一時間切換到備用系統，依然能夠實現用戶的全自動供水。再次，供水設備系統數字集成化設計元器件少，使設備故障率可降低48%（與單變頻設備相比可降低72%）。
抗震設計，凱泉泵業將變頻器的抗震等級提高到2g，可以滿足變頻器電機水泵一體化集成方案。
智能降噪設計，目前泵房產生的噪音中最主要為電磁噪音，凱泉泵業進行變頻器與電機一體化設計，可有效解決風噪問題和電磁噪音問題。解決電磁噪音有兩個途徑，一是對電機進行優化，采用永磁電機，這對變頻器的波形產生的噪音有很好的抑制作用；二是讓電機與變頻器高度適配。與傳統異步電機可產生73.2dB噪音相比，凱泉泵業設計的智能永磁一體機所產生的噪音為52.5dB，在小區的供水泵房中產生的噪音跟傳統控制設備相比降低10-15分貝。
編輯：李丹
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