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ブースター給水装置:サイジング、構成、および設計ガイド

Sep 29, 2026

14 階建ての集合住宅は、典型的な不均衡を理由に給水契約を終了しました。市の本管は敷地境界線で 0.18 MPa を供給しました。これは 1 階から 6 階までは許容範囲ですが、10 階以上ではほとんど役に立ちません。午後 7 時から午後 9 時までの間、上位 3 階にチョロチョロと雨が降りました。

開発者が必要としていたのは ブースター給水装置 ポンプ数、タンクサイズ、接続方法に関して意見の異なる提案の中から選択する必要がありました。その光景はほぼすべての高層プロジェクトで繰り返されます。機器を付属品を備えた単一のポンプとしてではなく、1 つの油圧パッケージとして扱うと、決定がはるかに簡単になります。

増圧給水装置がやるべきこと

ブースター給水装置は開栓数が秒単位で変化する間、入水圧力を上昇させ安定帯域内に保持します。これは単一のポンプではなく、統合されたアセンブリです。2 つまたは 3 つの多段遠心ポンプ、圧力トランスデューサー、ダイアフラム アキュムレーター、可変周波数ドライブ、バルブ、および 1 つのスキッド上の制御キャビネットです。

需要がゼロの場合、ポンプは停止し、ダイヤフラムタンクはカットアウト圧力を保持します。タップが開き、圧力がカットインまで低下し、リードポンプが低い VFD 周波数で起動します。需要が高まると、ドライブの速度も上がります。先頭のポンプが設定値を維持できない場合、コントローラーは 2 番目のポンプを段階的に動かします。1 つの測定値、吐出圧力がサイクル全体を支配します。

基本的な定義: ブースター給水システムは、ポンプ、圧力感知、可変速ドライブ、および需要が変化するときに吐出圧力を規定の範囲内に維持する圧力維持タンクのアセンブリです。

機能パッケージには常に次のコンポーネントが含まれます。

  • 2 台または 3 台の垂直多段ポンプをデューティ、アシスト、スタンバイとして配置
  • VFD コントローラーに電力を供給する排出ヘッダー上の圧力トランスデューサー
  • ポンプ流量の 20 ~ 40% のサイズのダイヤフラム アキュムレータ
  • ポンプごとに逆止弁と隔離弁、さらに直接主管を使用するためのバイパス
  • ポンプの代替、低圧遮断、および故障警報を備えた制御パネル

サイジングブースター給水装置:フローファースト、ヘッドセカンド

設計フローと必要なヘッドの 2 つだけを開始する必要があります。モーター出力は計算の結果であり、決して出発点ではありません。

設計フローは、器具ユニットのテーブルまたはアパートごとの需要から生まれます。 112 戸のアパートメントで、各アパートメントあたり 4 つの給水ポイントがあるタワーでは、多様性を適用すると、最大で 18m3/h 近くになりますが、すべての排水口の合計は 50 を超えます。非分散の数値を使用することは、最も一般的なオーバーサイジング エラーです。

必要なヘッドは、最も高い治具での静的揚力と摩擦と残留圧力です。 14 階のスラブの場合: 上部固定具までの静的揚力は約 43メートル、摩擦は 5 ~ 8 m 追加され、コードでは 10 ~ 15メートル の残留距離が求められます。全長は約65mです。 0.18 MPa (18メートル) が流入すると、ブースターは約 47メートル を追加する必要があります。

30メートル 60メートル 90メートル 120メートル 6階建て 39メートル 10階 52メートル 14階 65メートル 18階 78メートル 22階 90メートル 30階 116メートル
図 1. 床高 3.2 m、摩擦許容値 7メートル、残圧 15 m の住宅用建物のポンプ使用点で必要な全揚程。
18m3/h ピーク時の同時設計フロー
65メートル 作業点で必要な合計ヘッド
47メートル ブースターが追加する必要があるネットヘッド
4kW ポンプごと、VFD 駆動
表 1. 14 階建ての住宅用ブースター設置のサイジングの概要。
設計フロー、同時ピーク 18m3/h
最も高い治具への静的リフト 43 m
ライザーとメーターの摩擦許容値 7 m
上部治具の残圧 15 m
作業点で必要な合計ヘッド 65メートル
市の入口圧力が利用可能 18 m
ネットブーストが必要です 47メートル
推奨ポンプセット 2 つのデューティと 1 つのスタンバイ、それぞれ 4 kW

経験則: 建物の高さが 10 m 増えるごとに、必要な吐出圧力が 10 m (0.1 MPa) 近く増加します。最上階の建具のみを指定するのが定番のアンダーデザインです。

4 つの構成とそれぞれの所属先

実際の設置はすべて 4 つの配置のいずれかに適合します。測定された入口圧力とローカル コードによって、どちらが現実と接触しても生き残るかが決まります。

VFD定圧ブースターシステム

高層住宅やホテルのスタンダード。 2 つまたは 3 つの多段ポンプが 1 つの圧力設定値で動作し、それぞれに VFD が搭載されており、コントローラーは週ごとに稼働と待機を切り替えます。この構成により、最も厳しい圧力バンドと最も低い部分負荷エネルギー消費が実現します。 Jiangsu Mingxing Water Supply Equipment Co., Ltd. は、この構成を、適合する制御を備えた単一の配線済みスキッドとしてパッケージ化しています。

VFD Controlled Constant Pressure Booster System with Pre-Wired Skid 配線済みスキッドを備えた VFD 制御定圧ブースター システム このシステムは、複数の多段ポンプと個別の VFD および交互のデューティ/スタンバイ制御を組み合わせて、厳密な圧力調整を実現します。高層住宅やホテルのプロジェクトに適しており、事前に組み立てられたパッケージとして低い部分負荷エネルギー消費を提供します。 製品を見る→

タンク式非負圧装置

自治体のメインが強力であるが、ユーティリティがネットワークの枯渇を禁止している場合に使用されます。ポンプは、小さな補償タンクを介してメインから吸引を行います。入口圧力が約 0.10 MPa を下回ると、コントローラーはバイパス モードまたはタンク供給モードに切り替わります。これは、貯蔵タンク用のスペースがない密集した都市の敷地でよく使用される構成です。

ブレイクタンクブースト

ポンプは大気貯蔵タンクから水を汲み上げます。これにより、建物が本管から分離され、一定の吸引レベルが保証され、家庭用貯蔵庫と防火貯蔵庫の組み合わせに適しています。トレードオフは、設置面積、追加のポンプステージ、およびタンクの清掃義務です。

直結機器

最も単純な形式は、負圧補正を行わずにメインから直接引き込み、プロジェクトに対してメインが大きすぎて圧力が安定している場合にのみ引き込みます。公共事業会社は通常、小規模な建物に限定しています。

Direct Connection Water Supply Equipment with 304 Stainless Steel Cabinet 304ステンレス製キャビネット付き直結給水装置 この機器は小規模な建物での直接主接続用に設計されており、屋外定格 IP55 保護、モジュール式設置、およびリモート監視を備えています。流量と圧力を動的に調整してエネルギーを節約し、地方および都市部の給水のアップグレードに適しています。 製品を見る→
表2 ブースター給水装置の構成比較。
構成 水源 安定性 エネルギー 主なリスク 最適な使用法
VFD定圧 メインタンクまたはブレーキタンク 0.01~0.02MPa帯 高 VFDコスト、高調波 高-rise residential, hotels
タンク式非負圧 メインビア補償タンク 0.02~0.03MPa帯 高 入口降下が0.10MPa未満 中高層ビルが密集する都市部
ブレイクタンクブースター 大気タンク 非常に安定しています 中~高 タンクの衛生状態、設置面積 商業用、複合火災用、家庭用
直結 市営本線 メイン次第 中 低圧遮断トリップ 小さな建物、安定した電源

重要なポイント: 非負圧装置はメインの弱さを解決しません。これにより、強力な主管が規制された吸引経路を通じて建物に供給されます。ユーティリティの公称値ではなく、24 時間の記録された測定値に基づいて入口カットオフを設定します。

引き渡し後に明らかになる 3 つの設計エラー

ウォーターハンマー、短いサイクル、空気による吸引が、試運転後の障害チケットのほとんどの原因となります。 3 つはすべて紙の上で選ばれたものであり、現場で発見されたものではありません。

  1. 多様化した流れではなく、備品の合計を考慮したオーバーサイジング。 18 m3/h を必要とするシステムには定格 30 のポンプが供給されます。夜間にはポンプが 1 時間あたり 15 ~ 20 回作動し、始動および停止し、過熱します。修正: デューティポイントとダイバーシティ流量を比較し、デューティアシストで 2 つのより小さいポンプを選択します。
  2. 実際の入口圧力曲線は無視します。メインのタンクタイプの非負圧ユニットは、正午に最小値を下回るとキャビテーションが発生し、砂利のような音が発生します。修正: 注文する前に 24 時間記録された圧力テストを実行し、測定された最小値にカットオフを設定します。
  3. 空気抜きの規定が欠落している。ポンプの吸込口に空気が混入すると、流量が減少し、騒音が発生し、シールの摩耗が促進されます。修正: 吸引ラインを上向きに傾斜させ、高い位置に自動通気口を取り付け、吸引パイプを短く保ちます。
Digital Fully Variable-Frequency Tank-Type Non-Negative Pressure Pump Station デジタル完全可変周波数タンク型非負圧ポンプステーション このタンクベースのステーションは、一定の圧力出力を維持しながら、都市の本管への負圧を防ぎます。完全な周波数変換、インテリジェントなモニタリング、および低流量シャットダウン機能により、エネルギー使用量が削減され、機器の寿命が延長され、ウォーターハンマーやショートサイクルの問題に対処します。 製品を見る→

フィールドノート: あるホテルのプロジェクトでは、キッチンの食器洗い機が稼働するたびに最上階のシャワーの流れが崩れました。原因は 30 秒の VFD ランプ レートでした。これを 5 秒に短縮し、2 番目のポンプ スタッガーを有効にすると、ハードウェアを変更することなく完全な機能が復元されました。

試運転、メンテナンス、および間違った場合のエネルギーコスト

パラメータを記録して稼働する VFD 制御のブースター プラントは、スロットル バルブを備えた定速プラントよりもエネルギー消費量が 30 ~ 50% 少なくなりますが、これは設定が実際に適用された場合に限られます。

試運転により、建物が 10 年間耐えられる動作帯域が決まります。重要な手順:

  1. 最終接続前に吸入および吐出配管を洗浄および消毒します。
  2. 回転方向を確認し、VFD ランプ時間を 3 ~ 5 秒に設定します。
  3. 吐出設定値と不感帯をプログラムします。通常、0.45 MPa で開始し、0.40 MPa で再始動します。
  4. シングルタップ最小流量テストを実行し、ポンプがハンチングせずにきれいに停止することを確認します。
  5. 6 か月間の比較のために、VFD パラメータ、デューティポイント流量、およびベースライン kWh 読み取り値を記録します。

メンテナンスはシンプルなリズムに従います。毎月、漏れや異音がないか目視でチェックします。アキュムレータのプリチャージを四半期ごとにチェックします。通常はカットイン圧力の 70%。圧力トランスデューサーの年次校正と逆止弁の検査。あ 保守契約またはサイト監査 工場室が遠隔地にあり、常駐技術者がいない場合には、料金が返されます。

圧力設定値をわずか 5 m 上げるだけで、年間のポンプ エネルギー代が約 7 ~ 9 パーセント増加し、シールとベアリングの摩耗が加速します。

ブースター給水装置に関するよくあるご質問

増圧給水装置は単体の増圧ポンプと同じですか?

いいえ、単一のポンプで圧力が上昇します。この機器には、圧力センサー、可変周波数ドライブ、アキュムレーター、交流ロジック、および需要が変化しても圧力を安定に保つ安全遮断機能が追加されています。ポンプのみを購入すると、安定化の問題が未解決のままになります。

ブースターは自治体のネットワークに直接接続できますか?

地域の水道事業者によって承認された非負圧または直接接続の装置を使用し、24 時間の記録されたテストで入口圧力が装置のカットオフ値を超えていることが示された場合にのみ使用します。そのしきい値を下回ると、システムは貯蔵タンクから水を汲み出す必要があります。

家庭用ブースターはどの程度の吐出圧力を維持する必要がありますか?

排出マニホールドでの 0.40 ~ 0.55 MPa は、18 階までのほとんどの建物をカバーします。その高さを超えると、システムをゾーン化するか、中間ブレーキタンクを設置します。家庭用設備の定格は最大約 0.55 MPa であるため、低層階には減圧ステーションが必要になる場合があります。

インストール後にショートサイクルを停止するにはどうすればよいですか?

ポンプのサイズを修正するかインペラを調整し、アキュムレータのプリチャージがカットイン圧力の 70% に近いことを確認し、VFD の最小周波数 (通常は 25 Hz) をプログラムします。この周波数を下回るとポンプがオフになります。

結論: 正しいサイジング、測定された入口プロファイル、および VFD ベースの圧力制御により、現場のブースター給水装置の問題の 90% が解決されます。

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