蕪湖三泰大廈供水系統(tǒng)的節(jié)能改造設(shè)計(jì)

1、蕪湖泰大廈供水系統(tǒng)的節(jié)能改造設(shè)計(jì)周鵬晨孫秀娟21.南通工學(xué)院建筑工程系，江蘇南通22607；2.藝湖規(guī)劃設(shè)計(jì)院，安徽艽湖改造。使室外自來(lái)水管網(wǎng)的水壓得到利用，降低了建筑次供水的能耗達(dá)50，同時(shí)減，了設(shè)備投資=由于新的供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)比傳統(tǒng)的變頻恒壓供水系統(tǒng)節(jié)能效果史佳，因而具有推廣價(jià)值。尤湖泰大廈總建筑枳為兕脫樓頂標(biāo)高34.51.地下室為自行車庫(kù)和設(shè)備用房，至il，=MtDf.8nJM，jL九層為住宅和公寓用房。其生活供水系統(tǒng)是在1996年設(shè)計(jì)的，由于種種原因，至1999年才進(jìn)入設(shè)備施丁階段。該工程原設(shè)計(jì)供水以49層忭宅和公寓為主要用水對(duì)象，商場(chǎng)每層設(shè)兩個(gè)衛(wèi)生間，為簡(jiǎn)化供水系統(tǒng)。僅設(shè)了套供水系統(tǒng)供

2、水設(shè)備選用此5060146氣壓供水裝置您供水水0=50.現(xiàn)在。山尸部分建筑的用途改變等。，賢考1態(tài)對(duì)原設(shè)計(jì)在滿足用水量和節(jié)能上作相應(yīng)的修改。1節(jié)能改造措施1.1對(duì)供水系統(tǒng)重新分區(qū)由于建筑所在地距水廠較近，又距市政供水總管較近，因此室外管網(wǎng)供水壓力較高。據(jù)當(dāng)?shù)刈詠?lái)水公司設(shè)計(jì)室提供的數(shù)據(jù)正常時(shí)供水壓力為0.27 0.31山最低262.7厘，3最高供水壓力，因此從技術(shù)扣度來(lái)禮將地下室和13層商場(chǎng)劃為單獨(dú)的個(gè)低區(qū)供水系統(tǒng)頂標(biāo)尚14.5，米用自來(lái)水營(yíng)壓直接供水，水壓完全叫以滿足要求從用水水質(zhì)來(lái)，供水不作過(guò)池下水池，水質(zhì)+4受污染另外還節(jié)省了該部分水泵的容量即設(shè)備投資費(fèi)用，又節(jié)省了次供水的電耗，實(shí)在是舉得

3、的好事。供水系統(tǒng)劃分為高低兩個(gè)區(qū)后，高區(qū)設(shè)計(jì)秒流量變?yōu)?3.13按照自來(lái)水供水水壓，層住宅和公寓也可采用自來(lái)水管壓直供，只是需另設(shè)專用的供水管道，對(duì)造價(jià)增加較多，在土建完工后實(shí)施1.2加設(shè)持壓閥。改進(jìn)供水系統(tǒng)自來(lái)水進(jìn)入地下室水池后，自來(lái)水供水的管壓完全損失用戶已為該水壓付過(guò)費(fèi)用，如以層商場(chǎng)地坪為基準(zhǔn)零點(diǎn)，實(shí)際地下水室水池至水泵入口位壓為負(fù)值。為了最大限度地利用自來(lái)水管壓，將原來(lái)使用于化工系統(tǒng)中的持壓閥引入供水系統(tǒng)，在自來(lái)水室外管網(wǎng)和地下室生活供水水泵入口之間加設(shè)持壓閥進(jìn)行連接，使該供水水泵所需的揚(yáng)程由原來(lái)的5881柱降為294153減少了50.修改設(shè)計(jì)后的供水系統(tǒng)其工作原理如下，從室外自來(lái)水入

4、口雙入口接來(lái)的供水管沿，經(jīng)過(guò)計(jì)量水路接至地下室水池。彡路接至持壓閥。持壓閥的作用當(dāng)供水管道水壓低于設(shè)定值例如2，1時(shí)，關(guān)小閥門開(kāi)啟度，直至將門完全關(guān)閉該門的設(shè)定壓力范1留為，栗入口的管道相接，為了防止自來(lái)水管網(wǎng)的水通過(guò)該連接點(diǎn)倒流至水池，在該接點(diǎn)前至水池的管道之間加設(shè)了止回閥。這樣，當(dāng)自來(lái)水室外管網(wǎng)水壓萬(wàn)低于正常值如故障檢修時(shí)，供水水泵將從水池補(bǔ)充吸水；當(dāng)持壓閥完全關(guān)閉時(shí)，7欠泵將改為完全從接至空調(diào)冷卻塔接至窄內(nèi)供水管網(wǎng)接自來(lái)水皆網(wǎng)ffi持。3閥持壓閥控制泮球閥柁制浮球閥1.3加設(shè)值班水泵4挪。在傳統(tǒng)供水設(shè)備中，許多設(shè)備生產(chǎn)廠家認(rèn)為采用了變頻器后，不需要設(shè)小型值班水泵，直接用大流量泵值班。由于

5、生活供水系統(tǒng)的壓力般要求恒定，根據(jù)水泵的相似率，水泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比，而揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速的平方成正比，用戶用水量小時(shí)，水泵揚(yáng)程可以降低些，這是由于流量小時(shí)管網(wǎng)阻力小的原故，但這部分僅占水泵揚(yáng)程很小的比例。由于揚(yáng)程限制，水泵的轉(zhuǎn)速不能降低很多，因此，傳統(tǒng)的變頻恒壓供水是依靠變頻和改變水泵工作點(diǎn)來(lái)調(diào)節(jié)流量的，這就妨礙了變頻器節(jié)能作用的發(fā)揀對(duì)節(jié)能不利。因此，用變頻器來(lái)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，目的是減低水泵的總運(yùn)行功率，在運(yùn)行時(shí)單位水量的耗電未能節(jié)省，因此，增設(shè)小，巧值班水泵對(duì)節(jié)能和延長(zhǎng)大水泵運(yùn)行壽命是必要的。在本工程中，值班水泵選擇較大的揚(yáng)程和功率出于下述考慮。有較大的揚(yáng)程調(diào)節(jié)范圍，能充分發(fā)揮變頻器網(wǎng)供水壓力反而

6、增高，室內(nèi)供水管道阻力小。由于用戶的水量變化范圍大。水泵的額定揚(yáng)，必須選得高些，才能在運(yùn)廳中獲得較低的供水流。不必降低水泵的運(yùn)行效率1.屯外竹道檢修時(shí)。值班水泵可以從地下室水池抽水，揚(yáng)程必須滿足。從1中可以看到，1的入口管道與02的入口是相連的，說(shuō)明01可以從地下室水池抽水，供水系統(tǒng)的可靠性有充分1.4改水池進(jìn)水浮球閥為控制浮球閥閥，由于其易損壞，又位于地下室水池內(nèi)側(cè)，運(yùn)行中往往在損壞段時(shí)間后才被發(fā)覺(jué)，給用戶帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。由于控制浮球閥比普通浮球閥壽命長(zhǎng)，同時(shí)位于水池外側(cè)，檢修較為方便。為了幫助用戶加強(qiáng)管理，在地下水池的溢水口上，增加了溢水水位傳感報(bào)警揣使用廣在浮球閥萬(wàn)尖靈時(shí)能夠獲得及時(shí)

7、的報(bào)警，不至于造成較大損失。7尺池吸水。由于水泵不是直接接在供水管道上，而是通過(guò)持壓的保護(hù)耵連接到自來(lái)水管網(wǎng)。能夠有效防止水泵抽水引起自來(lái)水管網(wǎng)壓力的下降。自來(lái)水公司可以將持壓閥設(shè)定值調(diào)定后，將閥門封定。開(kāi)備。由此可，由于利用了自來(lái)水管壓，水泵所需的揚(yáng)程減低為原來(lái)的125則水泵的裝機(jī)功率減低為原來(lái)的12.上述改進(jìn)不僅使電能消耗減低了半，同時(shí)設(shè)備容量的減低有利于節(jié)省設(shè)備的初期投資，即購(gòu)置水泵和變頻器的費(fèi)用。由1可，通往水池控制浮球閥的管道沒(méi)有經(jīng)過(guò)持壓閥，這是為了在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，不至于因持壓閥的限制而影響水池的補(bǔ)水速度1.5用空調(diào)冷卻水補(bǔ)水泵作備用泵由于1中水泵，2揚(yáng)程不足于在用水高峰期從地下池吸水

8、，則在室外管網(wǎng)維修時(shí)，系統(tǒng)供水能力不足?，F(xiàn)將空調(diào)冷卻水補(bǔ)水泵，1移至02旁，型號(hào)為58，8，5，20 50.2和03出口管道之間，有個(gè)閘閥相連。這樣設(shè)計(jì)的目的是在空調(diào)冷卻水量和當(dāng)時(shí)的生活用水量均較小時(shí)，由生活供水紀(jì)外充空調(diào)冷卻水，以達(dá)到充分1能的目的，從1可，03可以看作02的備用泵，因此系統(tǒng)的可性大大，高。1.6改革系統(tǒng)的控制方式傳統(tǒng)變頻供水設(shè)備的控制原理是恒壓變量，即根據(jù)供水壓力與設(shè)定值的差異，確定用戶用水量的變化情況。如供水壓力大于設(shè)定值，則判定為用戶用水量下降；如供水壓力小于設(shè)定值，則判定為用戶用水量上升?？刂葡到y(tǒng)據(jù)此控制變頻器的頻率，改變水泵的轉(zhuǎn)速，達(dá)到改變流量的目的。恒壓，指水泵供

9、水揚(yáng)程恒定，因?yàn)樗脧牡叵率宜匚?，入口壓力近似于恒定，出口水壓由壓力控制恒定。然而在本工程中，除用水量的變化外，還多了個(gè)，擾量室外管網(wǎng)的供水壓力。當(dāng)室外供水壓力減低，而用戶用水沒(méi)1變化，如果不作相應(yīng)的調(diào)節(jié)。供7尺水壓將會(huì)降，本1程中。雖然用戶供水壓力設(shè)定值可以恒定，但入口壓力變化決定了水泵揚(yáng)程是變化的。所以稱為變13變量供水。如果采用供水水壓?jiǎn)巫兞靠刂迫钥蓾M足供水量調(diào)節(jié)的目的，但會(huì)加劇水泵工作點(diǎn)的漂移。好在現(xiàn)在大多數(shù)變頻供水設(shè)備邰屺心片機(jī)交供水水和管進(jìn)水水壓叫個(gè)壓力傳感器，改下控制程序，就能適應(yīng)這種變化。在本工程中，擬定采集室外管網(wǎng)供水壓力實(shí)際供水壓力和設(shè)定供水壓力個(gè)參數(shù)，由設(shè)定供水壓力和

10、管網(wǎng)進(jìn)水壓力決定水泵運(yùn)行轉(zhuǎn)速的基準(zhǔn)，然后依據(jù)設(shè)定供水壓力與實(shí)際供水壓力的差值，在小范圍調(diào)節(jié)變頻，通過(guò)段延時(shí)，如誤差超過(guò)規(guī)定，則調(diào)節(jié)運(yùn)行水泵臺(tái)數(shù)的組合如1.從工況15，系統(tǒng)供水量由小至最大，每個(gè)工況區(qū)中流量變化范圍縮小，結(jié)合變頻調(diào)節(jié)，使流量連續(xù)變化，達(dá)到既充分利用管網(wǎng)水壓，又能保持水泵的工作點(diǎn)在高效工作區(qū)內(nèi)，并且盡量減少變頻器電能的損耗，達(dá)到重節(jié)能的效果。工況備注運(yùn)行運(yùn)彷，煎，運(yùn)報(bào)，煎唔，運(yùn)行，替換運(yùn)行運(yùn)行運(yùn)運(yùn)研隨替換運(yùn)行發(fā)展預(yù)留注空格該設(shè)備不運(yùn)行。2實(shí)施過(guò)程中存在的問(wèn)2.1自來(lái)水公司許可問(wèn)為了保障自來(lái)水管網(wǎng)和自來(lái)水廠正常運(yùn)行，自來(lái)水公司主要關(guān)心兩個(gè)問(wèn)是管網(wǎng)不能出現(xiàn)負(fù)壓，導(dǎo)致管網(wǎng)水質(zhì)污染，同時(shí)水

11、壓也不能過(guò)低，影響其他用戶的用水；是瞬時(shí)流量不能過(guò)大，不能超過(guò)自來(lái)水公司的供水能力，但是只要安裝了持壓閥，就可以完全避免水泵抽水對(duì)管網(wǎng)水壓的影響。過(guò)去，自來(lái)水公司是嚴(yán)格禁止用戶從管網(wǎng)上直接抽水的，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)建設(shè)單位會(huì)同有關(guān)閥門制造廠家與自來(lái)水公司交涉，終獲批準(zhǔn)。2.2原變頻恒壓設(shè)備須更新由于管道連接方法和控制方式不同，本系統(tǒng)的控制比傳統(tǒng)的恒壓供水設(shè)備要復(fù)雜些，所以有些設(shè)備十產(chǎn)廠家欲乘機(jī)開(kāi)出高價(jià)有些打算用費(fèi)通控制方式代替上述設(shè)計(jì)，令建設(shè)單位深感不便。其實(shí)，由尸新的系統(tǒng)具有比傳統(tǒng)變頻恒壓供水優(yōu)越的節(jié)能效果，其市場(chǎng)前景看，正是有實(shí)力有遠(yuǎn)的供水設(shè)備制造廠家產(chǎn)品更新?lián)Q代樹(shù)立品牌的好機(jī)會(huì)。通過(guò)設(shè)計(jì)者的多番聯(lián)

12、系，目前已有設(shè)備生產(chǎn)廠家看中該項(xiàng)目，大有志在必得之勢(shì)余下的就要靠建設(shè)單位好好把握了。2.3，容費(fèi)問(wèn)供水工程建設(shè)般屬于市政工程如同電力樣，其增容費(fèi)直是有爭(zhēng)議的。水作為商品，應(yīng)該不收增容費(fèi)，但這目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)尚需時(shí)日。由于自來(lái)水公司安裝的計(jì)量水容量與增容費(fèi)相致，目前該市增容費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為8900元，最終落實(shí)安裝的是只及80，爪水，額定流量為22，需增195800，+，開(kāi)支。但是，自來(lái)水公司供水設(shè)計(jì)時(shí)未考慮到該工程米設(shè)樘頂十沾水箱水容量碟外的設(shè)計(jì)秒流量相比實(shí)在相差太遠(yuǎn)，而這66.5！1！中，尚包括空調(diào)冷卻水的用水量。水容量大大小于設(shè)計(jì)容量的直接結(jié)果是水超負(fù)荷工作，影響使用壽命。水與相應(yīng)管徑的減少，也會(huì)影響水泵

13、入口的壓力。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，水的壽命與高區(qū)自來(lái)水供水管道直接接次水泵無(wú)關(guān)，因?yàn)樯钏矔r(shí)用水量是由用戶決定的，現(xiàn)有的地下水池是生活和消防共用的，供水管徑和浮球閥均是按消防要求設(shè)計(jì)的，因此，即使是從地下水池抽水，在水位下降后，浮球閥全開(kāi)，經(jīng)過(guò)水的水量就是用戶的生活瞬時(shí)用水量，與是否在管網(wǎng)上設(shè)次泵抽水無(wú)關(guān)。所以，在本工程條件下，水友的壽1與水從直接接1管網(wǎng)無(wú)關(guān)，僅僅取決于設(shè)計(jì)秒流量與水的額定容量是否匹配。解決辦法有1為空調(diào)冷卻水設(shè)專用冷卻水池，避峰補(bǔ)水。妃頂設(shè)斗活水箱或分戶水舴減少供水峰值流呈更換欠1徑水增容，24持壓閥1！1市面1持1的流特性4夠理想。1以設(shè)計(jì)是兩位式工作，沒(méi)有緩開(kāi)緩閉的功能，如采用

14、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，性能較好，但價(jià)格太高，同時(shí)可靠性和使用壽命不如持壓閥。3技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析在對(duì)新舊兩個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成和耗電量計(jì)算時(shí)，電費(fèi)按55元1識(shí)10計(jì)。新的方案由于增添兩臺(tái)值班水泵，降低丁片泵的運(yùn)行時(shí)間，故折舊周期為吩方案的叫倍。水貴按供水定額。祈筇為279.7 1.托屯屋考慮到原供水系統(tǒng)方案在低負(fù)似時(shí)變頓器損耗，水泵效率降低，保壓遠(yuǎn)行期問(wèn)的耗電按滿負(fù)荷水泵耗電量乘1.5的系數(shù)計(jì)算。事實(shí)上新方案在部分負(fù)荷，巾于采爪新的水漿配笠和控制系統(tǒng)。效率大尺提，但閃缺少實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。迮此仍沿用1.5的系數(shù)。計(jì)算結(jié)果，新系統(tǒng)比舊系統(tǒng)節(jié)省1.16力。兀，設(shè)備性能提高，臺(tái)數(shù)增加，壽命延長(zhǎng)，而輸送每1水的電費(fèi)節(jié)約137 5元，為原方案的50.新系統(tǒng)第年節(jié)約的設(shè)備投資電費(fèi)和設(shè)備折舊項(xiàng)可為開(kāi)發(fā)公司節(jié)省3.5674萬(wàn)元，以后每年節(jié)省電費(fèi)和折舊費(fèi)1.9514萬(wàn)元。4結(jié)語(yǔ)本工程中，采用變壓變量供水技術(shù)為高層建筑?；罟┧梢?/p>