高校供水節水技術措施應用與分析

侯俊舟　楊學利

摘 要：該文針對我國水資源緊缺的現狀，根據高校校園日耗用水情況特點和供水系統設施存在的問題，結合國內二次加壓供水技術現狀，對供水設施節水改造技術問題做了闡述。介紹了定時控制雙壓供水技術、管道自動減壓節流技術的應用。以遼寧建筑職業技術學院改造為實例，分析說明了技術應用以來的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：水源現狀 節水技術應用 經濟效益

中圖分類號：S27 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）01（c）-0030-01

技術背景：淡水是地球最寶貴的自然資源，雖然地球70%的面積被水包圍，但實際能夠用來飲用的淡水量卻十分有限，只是全球水量的1%。近年來，隨著學校規模不斷擴大，辦學耗水量逐年遞增，水電費也逐年攀升，經濟負擔逐漸加強。很多學校采取多重措施節水，如：限時限量供水；計量收費；推廣和使用節水型器具等。這些都是在用水方面采用的一系列節水措施。如何在供水源頭設施上，做好節水工作，筆者多年來做了大量的技術性探討和嘗試，收到了一定的效果。文中所言供水節水技術措施的研究與應用，供同行們應用參考。

1 校園用水日耗水量情況分析

高校校園的日耗水量情況較為特殊，主要是在用水量的分布不均：由于校園內學生住宿人數都較為集中，造成了住宿盥洗用水量大且時間集中。而其他建筑物如教室、實驗室等的用水量則相對較少。在時間上表現為用水時間集中，高峰用水量的時間性強，一般在早上6∶00～8∶00，中午11∶00～2∶00，下午5∶00～7∶00，晚上9∶00～10∶004個時間段用水量最大，而其他時間則用水量一般很小。

2 校園供水設施存在的問題

2.1 供水泵站水泵容量的選取和壓力設定問題

由于耗水量和時間的不均衡，給設計供水泵站在選擇設備容量上帶來了難題。為了避免高峰用水期間的供水壓力和水量不足問題，很多高校都會按照最大的耗水量選擇水泵的出水量和揚程，以滿足高峰用水時段的水量（壓力）需求。在滿足高峰用水需求同時，增加了低谷用水時段的設備空載耗費。盡管采用變頻調速恒壓供水控制技術，但這種設備占空損耗無法避免。據測算，這種空載耗損占裝機設備容量的30%以上。一般供水水泵出口的設定壓力為最高用水點距地面高度加15 m水柱（0.15 MPa）設定。以普通六層學生公寓樓為例，樓高為20m時，建筑物的供水管道入口壓力設定0.3～0.35 MPa。

2.2 建筑物供水管道結構形式存在的問題

目前，校園建筑物的供水管網，大多為分段式垂直主杠水平分支結構，水流向自下而上。7層以下的多層建筑物采用單立杠水平分支供水方式。高層建筑則采用每6～7層為一段，獨立設置供分段供水管路。

上述管網系統結構形式，必然導致低層位用水點水壓高于高層位。當開啟水龍頭時，低層位的水壓高出水量大。部分學生洗漱過程中，水龍頭多為“常流水”狀態。一方面造成水資源的無端浪費，另一方面低層泄流會造成高層位水龍頭水壓低或斷水，當用水者開啟水龍頭發現無水時，多者沒有隨手關閉的習慣，造成再來水時的“常流水”的現象。很多學生在上課前或睡覺前打開閥門，用水桶或臉盆接水、儲水，造成來水后大量溢流，極大地浪費了水資源，增大了供水成本。

3 改造思路

為了解決上述問題，筆者在多年的供水管理工作中，對供水設備和管網設施做了如下技術性改造，解決了上述問題，改造的具體思路是：對供水泵站的供水壓力采用按時段高低雙壓力控制。即：在高峰用水期間，設定壓力高水泵出水量大；低谷用水期間，設定壓力低。這樣，可以降低水泵空載損耗30%以上。戶內供水管網安裝可調式減壓閥，對管道出水口壓力進行限定和調節，保證高低用水點的水壓穩定和水量的平衡，避免因供水壓力不同導致的出水量不均和水壓不足的斷水問題。

4 具體改造方案

4.1 采用時控雙壓變量供水控制裝置

傳統“一拖一”型或“一備一用”型微機恒壓供水控制裝置，由于裝機容量和壓力一經設定，系統便以設定的壓力值（據用水點的標高確定）和電機容量（一般按用戶最大用水量裝機）長期運行。為維持管網壓力系統空耗容量為裝機額定功率的30%～50%，特別日用水量分布不均勻的用戶無法根除。高峰用水量（幾十噸或上百噸）/小時，低谷用水量只有幾噸或0/小時，這就要求及時調整供水流量和壓力。為了實現上述要求，筆者在原有變頻調速恒壓控制技術基礎上，引入定時雙壓控制技術，在原有變頻裝置上，增加了“PLC供水控制器”和時間控制器（市售高端產品已將兩者合一）。通過設定時間和壓力程序，實現了高峰用水時段，設備工作在高壓大流量狀態，低谷時段工作于低壓小流量狀態，也可根據用戶設定微流量自動停機。從節能上看，上述功能即充分滿足用戶用水，又避免“保壓”所帶來的電能耗損。具體線路框圖（見圖1）。

參數設定可根據用水出現的高峰時段，可將壓力設定為用水高峰壓力設定為0.36～0.40 MPa；低谷用水期間壓力設定為0.26～0.28 MPa。時間設定可根據本單位具體情況設定。

4.2 供水管網支路改造方案

以單體6層學生公寓為例，具體做法是：在每個樓層分支管路截止閥后加裝與管道等徑的“可調式減壓閥”，市售成品出口端并帶有壓力表，調整壓力調節螺桿，視水量需要將出水壓力設定為0.12～0.15 MPa，此裝置可以根據開啟的水龍頭多少，自行調節出口水量大小，并保證水壓恒定。避免單個水龍頭濺水和多個水龍頭斷流問題。也消除了高低樓層的水壓不均衡和高層出水量不足問題。具體改造后管線（見圖2）。

5 改造后效果和效益分析

我院在供水泵站和室內供水管道上進行了上述技術措施改造，經過兩年多的運行實踐考核分析表明，獲得經濟效益社會效益。

“定時控制雙壓”技術設備改造運行后，經過計量測試數據表明：原有泵房的平均日耗電量，由原來400 kW時降低到265 kW時，降低能耗30%以上，并減小機電設備的磨損程度，獲得良好的經濟效益，特別是長期運行，效益更加顯著。

自動減壓閥的加裝和使用，使高低樓層的水壓平衡穩定，避免了開閉龍頭的間隙損耗，也消除了底層高峰用泄流引起的高層斷水現象。給學生洗漱用水帶來方便，受到師生的好評。

由于上述技術改造，是在供水源頭技術上對原有設備設施加以改造，投入資金少效快，做到“節水不限水”，避免過去“定時定量”供水給用水者帶來的不便利。節水節電工作在減少經費支出的獲取經濟效益的同時，也踐行了國家“節能減排”政策精神。我院被當地政府確立為“節水型校園建設”示范單位。endprint