“随着国家一系列相关规定的出台，用户和水司对二次供水设备的运行有了更高的要求，要求设备在运行期间安全卫生、稳定可靠、高效节能、低噪静音。”上海凯泉泵业（集团）有限公司供水事业部副总经理、高级工程师董雪峰在“2024（第九届）供水高峰论坛”上表示。
上海凯泉泵业（集团）有限公司供水事业部副总经理、高级工程师 董雪峰
论坛现场，董雪峰进行了题为“智能永磁电机在二次供水系统的研究和应用”的发言，系统阐述了当前国家对二次供水设备的相关规定以及设备运行存在的问题痛点，并谈及凯泉泵业在针对性技术措施、新产品、新应用等方面的探索与实践。
01二次供水系统的需求及存在的问题
为了实现“碳达峰”、“碳中和”的目标，国家制订了一系列关于节能降碳的相关规定。今年4月，国务院颁布了《2024—2025年节能降碳行动方案》通知，其中第十项重点任务对加快用能产品和设施更新改造提出了明确的要求——与2021年相比，2025年在运行的高效节能电机的使用提升5个百分点以上，这也是国家对高效电机应用方面的重大举措。
除了对节能降碳等方面进行规定，国家对城镇供水改造标准规范也存在能效和噪声等方面的要求。
在能效方面，《城镇二次加压与调蓄供水设施改造技术规程》要求，水泵应配套能效等级较高的电机，异步电机效率应符合国家标准GB 18613-2020中2级能效，永磁同步电机效率应符合国家标准GB 30253-2013中1级能效规定。
在噪声方面，国内水司统一进行泵房管理、泵房改造建设，在制定泵房供水设备技术标准时，也提出了关于泵的噪声测量与评估方法，适应于人民群众对供水设备从水质、水压、能耗以及运行过程中的噪声方面的更高要求。目前，有些城市甚至新建住宅的泵房要求建设在地面，这让二次供水设备的运行有了更高的挑战。
董雪峰指出，二次供水系统在解决安全卫生、高效节能、低噪静音等问题的同时，还存在一些传统的痛点问题。
第一，泵房环境恶劣、机电不分离。由于泵房潮湿、设备锈蚀、灰尘严重、防护等级低、安装半年才进行调试等问题，二次供水设备易受潮损坏。
第二，安装周期长、操作不便捷、功能扩展不灵活。传统供水设备中的控制柜、电机、仪器仪表需要现场布线、安装桥架，而且变频器接线繁琐、电机和水泵不易拆卸，不方便维护。
第三，传统设备电磁、振动等噪声大。变频供水设备的噪声主要来源于电机产生的振动噪音、电磁噪音和风扇噪音。变频供水带来了舒适性，同时又把变频噪音带到了泵房中。传统的供水设备由于变频的驱动，会造成设备噪声提升5dB~8dB，传统变频供水设备噪声一般在73dB~83dB左右。
第四，传统异步电动机效率低。三相异步电机在低输出功率的情况下效率下降也比较明显，这是传统的效率问题。
02解决痛点问题的六大技术措施
董雪峰指出，针对相关标准规定以及传统痛点问题，上海凯泉泵业对企业产品进行了六大技术措施的改进。
高防护设计，为了满足设备不隔离防护的需求且足够的可靠稳定，不需要进行维护，凯泉泵业通过提高控制柜、变频器等整机的IP55防护等级使供水设备可以防尘防水；通过变频器、PLC使用增强涂层板的方法使供水设备可以防潮防凝露；通过调整变频器适应环境温度的情况使供水设备耐高温，降低设备损坏情况。
可靠性设计，为了给用户带来更舒适的用水体验、最大限度消除停机断水风险、降低设备故障率，凯泉泵业采取了一系列技术措施。首先，二次供水设备采用全变频系统控制，使供水压力更加平稳。其次，供水设备采用双PLC主备冗余控制系统，在遇到雷电天气等意外事件或者参数设置无法恢复的情况下，可以第一时间切换到备用系统，依然能够实现用户的全自动供水。再次，供水设备系统数字集成化设计元器件少，使设备故障率可降低48%（与单变频设备相比可降低72%）。
抗震设计，凯泉泵业将变频器的抗震等级提高到2g，可以满足变频器电机水泵一体化集成方案。
智能降噪设计，目前泵房产生的噪音中最主要为电磁噪音，凯泉泵业进行变频器与电机一体化设计，可有效解决风噪问题和电磁噪音问题。解决电磁噪音有两个途径，一是对电机进行优化，采用永磁电机，这对变频器的波形产生的噪音有很好的抑制作用；二是让电机与变频器高度适配。与传统异步电机可产生73.2dB噪音相比，凯泉泵业设计的智能永磁一体机所产生的噪音为52.5dB，在小区的供水泵房中产生的噪音跟传统控制设备相比降低10-15分贝。
编辑：李丹
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