在高樓層供水方式中，有水箱方式的泵是在高效率點(diǎn)上間歇工作因而節(jié)能;而無水箱方式的泵因經(jīng)常處于高揚(yáng)程低流量，偏離泵的高效率點(diǎn)連續(xù)工作而費(fèi)能;如仍不用水箱，而用多臺小泵以工頻和變頻組合供水，結(jié)果因其效率更低而更費(fèi)電。既有的變頻供水也可改為工頻供水，改后物業(yè)費(fèi)必將下降，節(jié)能減排利國利民。

　　因城市供水的壓力所限，高樓層的供水大都需要二次加壓供水設(shè)施和耗電。按我國人多地少和快速城市化進(jìn)程的國情，必將多建高樓及加壓供水設(shè)施，建設(shè)資金和建筑能耗也將升高。但目前大都僅為供水方便，少有考慮其節(jié)能和節(jié)資。為減少業(yè)主的支出，降低物業(yè)成本，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，應(yīng)以***將物業(yè)加壓供水的節(jié)能納入議事日程。現(xiàn)將實際工程中選用高樓層加壓供水方式的設(shè)計舉例述下，以資參考。

　　1.高樓層供水方式的選擇

　　目前高樓層供水主要有有水箱工頻泵和無水箱變頻泵兩種方式，其系統(tǒng)和設(shè)施見圖1。工頻泵供水須設(shè)高位水箱、高低水位自動停開泵和極限低水位報警裝置;變頻泵供水須設(shè)變頻器和壓力繼電器。現(xiàn)以在同一高樓層分別采用兩方式的設(shè)計比較，舉例述下：

　　2.該高樓層的二次加壓生活用水量

　　按耗水量0.18m3/(人·d)、3.5人/戶、2戶/每樓單元，全樓共3個單元和11個供水樓層，小時變化系數(shù)按普通住宅Ⅲ類，取2.5等用水參數(shù)。其系統(tǒng)的計算結(jié)果如下：

　　小時平均用水量Qp=0.18×3.5×2×3×11÷24=1.73 m3/h

　　小時最大供水量Qma*=Qp×2.5=1.73×2.5=4.33 m3/h

　　3.該高樓層供水需要的揚(yáng)程

　　因供水的揚(yáng)程H是由供水高度h1、管路阻力h2、剩余壓力h3和速度水頭h4等4部分組成，故H=h1+h2+h3 +h4。其計算結(jié)果見表1。

　　4.加壓水泵的選用

　　按兩方式中水泵的能力均須滿足最大供水量和最大揚(yáng)程以及高效率的需要，選用了CR5-13型水泵。其Q- H和Q -η特性曲線(摘自泵產(chǎn)品樣本)見圖2。

　　5.二次加壓供水管路的特性曲線和泵的工況點(diǎn)

　　將Qp=1.73m3/h和Hp=62.646m在圖2上畫點(diǎn)A;將Qma*=4.33m3/h、Hma*=66.285m在圖2上畫點(diǎn)B;將Qp=1.73m3/h、Hma*=66.285m在圖2上畫點(diǎn)M/。

　　通過A 、B兩點(diǎn)的線，即供水管路的特性曲線;其與泵的Q -

　　H曲線相交的M點(diǎn)，即工頻泵的工況點(diǎn)。B點(diǎn)和M/點(diǎn)分別是變頻泵最大和平均用水量時的工作點(diǎn)，通過B、M/兩點(diǎn)的直線，即變頻泵的恒壓工作線。

　　5.1 水泵機(jī)組的額定指標(biāo)和工作參數(shù)：列于表2。

　　5.2 水泵機(jī)組的能耗計算結(jié)果：列于表3。

　　6.水泵機(jī)組耗電的分析與結(jié)論

　　工頻泵是以較(最)高的效率(65%)點(diǎn)間歇工作。而變頻泵為保證在高峰用水量(4.33m3/h)時，頂層住戶也有足夠的水用，必須保持在恒壓(66.285m水柱)的情況下運(yùn)行;實際上由供水系統(tǒng)內(nèi)任一戶的隨機(jī)用水和泄漏等原因，致使泵機(jī)組經(jīng)常處于低流量，偏離泵的高效率點(diǎn)(平均41%)不停地運(yùn)行。因而其單位供水的電耗較高。

　　本例的工頻泵與變頻泵的耗電比為1:1.78，在權(quán)威資料(1:1～2)[1]的范圍之內(nèi)。但因?qū)嶋H的用水量均低于設(shè)計值，致使變頻泵的效率更低更費(fèi)電;而工頻泵仍是以高效率點(diǎn)工作，且泵的運(yùn)轉(zhuǎn)時間會隨用水量的減少而縮短，其單位供水的電耗并不變。

　　此外，工頻泵方式中用不銹鋼制作的漏斗型高位水箱(見圖1)，僅為緩沖作用而容積很小，水在其中停留的時間平均不過1小時，均不構(gòu)成水的二次污染[2];水箱及其電器均屬通用設(shè)施，價格便宜維護(hù)簡易。而變頻設(shè)備不僅造價昂貴，且故障率和維護(hù)技術(shù)要求均較高，并有諧波對電網(wǎng)和電機(jī)的干擾等弊端。

　　本例有水箱與無水箱兩供水方式的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較列于表4。

　　7.多臺變頻泵組合供水的電耗

　　在無水箱供水方案中，有些設(shè)計采用多臺小泵并聯(lián)組合供水，以期提高泵的負(fù)荷率和效率降低電耗。大都以一套變頻器輪供多臺小泵，即用水量少時先將變頻器供第一臺泵使用;當(dāng)因用水增加其供電的頻率達(dá)(升)到工頻(50Hz)時，將其電源自動切換至普通50Hz的電源上繼續(xù)運(yùn)行;同時將變頻的電源自動切換給第二臺泵使用。當(dāng)用水減少時，則先停第二臺泵，繼之仍用第一臺泵變頻運(yùn)行。

　　現(xiàn)仍以前例，選用2臺CR3-15型的小泵供水。泵的特性曲線及其工況見圖3。

　　7.1 水泵機(jī)組的額定指標(biāo)和工作參數(shù)：列于表5。

　　7.2 水泵機(jī)組的能耗計算結(jié)果：列于表6。

　　7.3

　　水泵機(jī)組耗電的分析與結(jié)論：由上比較可知，因泵和電機(jī)的規(guī)格變小后，其效率和功率因數(shù)也均變小，特別是第二臺泵，因其水量較低致泵的效率平均僅有26％。結(jié)果是事與愿違得不償失，不但未節(jié)能，反比僅用一臺變頻泵供水還費(fèi)電(0.776-0.729)/0.729×100%=6.5％。并還增加了機(jī)組的投資、占地、維修和管理等不利因素。

　　依此類推，采用更小更多泵的組合供水方式，必將因泵和電機(jī)的效率更低而更加耗能。

　　以上結(jié)論表明，無水箱變頻泵供水技術(shù)，在高樓層用水需具有隨機(jī)性、集中性和用水點(diǎn)高的情況(特點(diǎn))下，泵則長時間地陷入了高揚(yáng)程低流量低效率(特點(diǎn))的誤區(qū)中，從而必然費(fèi)能。表1供水揚(yáng)程的組成表明：管路的阻力平均僅占供水泵揚(yáng)程的1.3％，而供水的高度卻占了90％多。故將離心式流體輸送設(shè)備，用以克服管道阻力為主，水流量與泵揚(yáng)程相關(guān)性較強(qiáng)的場合，采用調(diào)速運(yùn)行的常規(guī)節(jié)能技術(shù)，用于高樓層無水箱變頻泵供水需要節(jié)能的場合，是不適宜的。而非“變頻不節(jié)能”。

　　8.經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能減排的分析與比較

　　除由表4給出的有水箱方式比無水箱方式可節(jié)約43％的建設(shè)資金(減少房價構(gòu)成)外，還由表3可知：有水箱方式比無水箱方式的水費(fèi)附加費(fèi)便宜78％;電費(fèi)按0.8元/(kW·h)，則合單位供水的物業(yè)費(fèi)為(0.728-0.410)×0.8=0.25元/m3;按其1年的節(jié)電量為(1.259-0.709)×24×365=4818(kW·h)/a，合3854.4元/a。

　　再取目前我國以燃煤為主的火力發(fā)電供電煤耗0.37kg標(biāo)準(zhǔn)煤/(kW·h)、標(biāo)準(zhǔn)煤與燃料煤的熱值分別為7000和5000kcal/kg;燃料煤含碳53％、含硫1％、灰份20％;碳、硫、氧的原子量分別為12、32、16，則其節(jié)約的燃料煤Mr為：

　　Mr=4818×0.37×7000÷5000=2496kg/a

　　合環(huán)保減排量P為：二氧化碳Pco2=2496×53％×44÷12=4850kg/a;二氧化硫Pso2=2496×1％×64÷32=50kg/a;爐灰Ph=2496×20％=499kg/a。

　　9.結(jié)語

　　高樓層供水方式對于建筑節(jié)資節(jié)能與環(huán)境效益至關(guān)重要，應(yīng)為建設(shè)部門、房產(chǎn)開發(fā)商、物業(yè)管理部門和業(yè)主所關(guān)注，應(yīng)將其納入建筑節(jié)能減排議程中。高樓用工頻泵供水在各方面均優(yōu)于變頻泵供水，利國又利民，符合以人為本的建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的***。即使是在已有了變頻供水的既有樓房中，也能改為水箱供水，因為只需在樓頂增加一個或幾個水箱即可，其容積可大可小，小了只是水泵啟動得頻些罷了。當(dāng)然也需設(shè)計計算一下。相信改后物業(yè)費(fèi)必將驟降，為業(yè)主所歡迎。

　　參考資料：

　　[1]建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)發(fā)展司、中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院，全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施--節(jié)能專篇

　　.給水排水。北京，中國計劃出版社。20**(3)：3.

　　[2]任基成，費(fèi)杰。城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)二次污染及防治。北京，中國建筑工業(yè)出版社。20**(5)：87、89、90.

篇2：高校節(jié)能給水方式之無負(fù)壓供水

　　高校節(jié)能給水方式之無負(fù)壓供水

　　無負(fù)壓供水是一種高校節(jié)能的給水方式，深得廣大用戶的青睞。

　　水泵如果直接連接在市政管網(wǎng)上，充分利用了市政管網(wǎng)原有的壓力，節(jié)能效果好，不需要建造蓄水池，直接與市政管網(wǎng)連接，沒有水質(zhì)的二次污染.

　　但我國城市供水條例規(guī)定為了防止對周圍居民用水產(chǎn)生影響，不許將生活、生產(chǎn)水泵直接安裝在市政管網(wǎng)上。 為了解決供水設(shè)備既可串接在市政供水管網(wǎng)上又不產(chǎn)生負(fù)壓，更不影響其它用戶的用水，需要在水泵進(jìn)口與市政管網(wǎng)之間增設(shè)流量控制器、分腔式穩(wěn)壓補(bǔ)償罐等，流量控制器時刻監(jiān)視市政管網(wǎng)壓力，在保證市政管網(wǎng)不產(chǎn)生負(fù)壓的同時還可充分利用市政管網(wǎng)原有壓力。

　　當(dāng)用戶用水需求大于市政供給量時，采用分腔式穩(wěn)壓補(bǔ)償罐，將罐內(nèi)的水充分補(bǔ)充到用戶管網(wǎng)中，直到用水趨于平穩(wěn)時，再通過泵組及雙向補(bǔ)償裝置將分腔式穩(wěn)壓補(bǔ)償罐的水補(bǔ)足，以備下一輪的高峰用水需求。

　　整個過程都是在全密閉狀態(tài)下運(yùn)行，且由變頻控制系統(tǒng)控制，無需人工手動調(diào)整，以保證用戶的用水安全、純凈。

　　這種供水方式具有無可替代的優(yōu)越性：

　　1、節(jié)省投資無需建造水池，不用設(shè)水箱，占用空間小。

　　2、無二次污染，設(shè)備直接與市政網(wǎng)連接，水質(zhì)真正不受二次污染，大大提高供水質(zhì)量。

　　3、高效節(jié)能：A、直接與市政管網(wǎng)連接可以充分利用市政管網(wǎng)壓力B、小流量用水時可以不必頻繁啟停水泵。

　　4、自動化運(yùn)行;

　　5、節(jié)水效果好，全封閉運(yùn)行，無滲漏，溢水現(xiàn)象;