變頻供水設備在高層住宅供水系統節能改造中的應用

孫蔚

（天津市建設發展總公司　300140）

變頻供水設備在高層住宅供水系統節能改造中的應用

孫蔚

（天津市建設發展總公司300140）

本文以當前建筑行業中一項快速發展的高層住宅建筑為研究點，就變頻供水設備在其供水系統的節能改造環節中的具體應用情況進行研究，并以天津市和平區高層住宅為案例，進行細致的講解。

變頻供水；高層住宅供水系統；節能改造；應用

引言

在我國建筑行業的高層建筑物類型中，供水系統的建設是一項十分重要的環節，其供水水平和質量的高低，將對住戶日常的生產生活產生直接的影響。但是，由于傳統的老式供水系統具有著供水不及時、水資源浪費十分嚴重等方面的缺點，使得其不僅無法有效的滿足用戶的日常供水需要，還與我國建筑行業的節能建設理念不相符。因此，便需要對高層住宅中供水系統中的設備進行節能改造，而變頻供水設備作為一個可以使調速供水方式被有效實現、使供水的環境得到極大改變的供水裝置，便成為了當前高層供水系統進行節能改造的一個重要的設備裝置。

1　當前高層住宅中常用的供水類型和特點

1.1水泵和水箱聯合供水

在20世紀90年代中前期，大部分的建筑物中都是采用水泵和水箱聯合供水的方式對住戶進行給水。由于此種供水類型需要在地下設置一個水池、多臺水泵、并在屋頂設置一個水箱；并且，當其進行實際的供水時，需要由水泵將水由底線水池抽到水箱之中，然后在供給各個用水點。雖然，此種供水方式運行起來相對比較穩定、日常的維修費用也不是很高[1]。但是，由于其供水的水泵是一直處于工作頻率狀態之下的，這就使得水泵的能耗相對較高，節能性較差。與此同時，建筑物樓頂的水箱也是一直處在一個長期貯水的狀態之下，長此以往，就會導致水箱中出現鐵銹和青苔，從而導致水資源的二次污染，對使用者的生命安全造成一定的威脅。此外，一些面積相對較大的高位水箱還需要單獨的設立一個水箱間，這就會導致其占地面積擴大，從而使得土建的投資被增加，進而增加了建筑成本。

1.2氣壓供水

所謂的氣壓供水，其實質就是用氣壓罐來取代樓等原來的水箱或者是水塔設備，在供水時，通過氣壓罐自身內部貯存一定容積的氣體氣囊來調節水壓，從而完成供水工作。雖然相對于第一種供水方式來講，其節能性較強；但是由于此種供水方法調節的水量僅僅占到了氣壓罐總體容積的1/6，使得其調節的能力較弱。并且，由于其受氣壓變化的影響較大，所以，其供水的壓力不是十分的穩定，使得水泵的啟動頻率相對較為頻繁，對建筑物供電電網的沖擊力比較大[2]。

1.3變頻調速供水

此種供水方式是在近幾年才出現在高層住宅建筑的供水系統中的，并且，由于其具有的眾多的優點，使得其在建筑物的給水設計中迅速的占據了一席之地。由于該供水方式只需要在底線設置一個水池，并安裝一套用來進行變頻調速工作的設備，除此之外，并不需要安裝其他的裝置，所以，可以有效的減少土建投資費用。與此同時，變頻設備主要是由一個水泵機組和變頻控制構成的，并且，在正常條件下，水泵機組中只有一臺水泵機需要進行變頻運行的工作，其余水泵機則處于工作頻率歸零或者是停機的狀態，這就極大的節約了供水系統的能源消耗。此外，該供水方式的占地面積也相對較小、工作的自動化程度相對較高、具有很好的節能效果，且不需要在樓頂單獨的設立一個水箱[3]。這使得該供水系統不僅與當前建筑行業倡導的節能理念不謀而合，還可以防治水資源出現二次污染，可以在一定程度上解決資源的消耗。

2　應用變頻供水設備的實際案例

本文以天津市和平區高層住宅的供水系統為案例，就其當前的供水現狀、改造供水系統的方案以及實施的效果進行簡單的介紹。

2.1供水現狀及問題

一直以來，該地區采用的都是上文中講述的水泵和水箱結合的聯合供水方式，并且，該地區根據不同樓區的用水量分別的設立了高中低三個等級的供水。其中，五層以下屬于低區，其住戶的日常用水主要是由當地的自來水管網進行直接的供水；其中區則是由兩個相對獨立的中位水箱進行供水；其高區則是由兩個相互連通的高位水箱進行供水。目前，該區域內有兩臺水泵，由于該小區日常的用水量缺乏穩定性，這就使得這兩臺水泵在正常工頻運行狀態下會產生極大的電能消耗，為物業公司進行成本的管理和控制工作造成極大的不便。并且，由于其日常用水流量的變化相對較大，使得其系統長時間都處于一個不穩定的狀態當中。當用水的負荷產生較大的變化時，水泵電機的啟停頻率就會隨之增加，從而導致供水的壓力十分的不穩，進而使得水泵正常的使用年限被縮短。

2.2改造方案

根據以上講述的該區域供水系統存在的此種問題，筆者決定采用變頻和氣壓罐結合的方式來改造供水系統。①區域控制，低區的供水方式依舊不變；將中區和高區合并，由一個供水系統進行給水。其中，利用變頻系統對高區用戶進行直接的供水，而原來的高區的高位水箱，則變為消防箱進行使用。此外，為了能夠有效的減少高區用戶用水時對中區用戶產生的水壓沖擊，施工人員可以在中區原來的主管路上再安裝一個減壓閥，并通過該閥門為中區用戶進行供水[4]。②時間控制。在凌晨六點至晚上十一點：此時間段內，可以使用兩臺注水泵進行變頻供水，并且，變頻系統還可以根據供水系統中用戶用水量的變化，自動的增加或者是減少水泵的運行數量、有效的調節水泵的運轉速度，使其能夠達到變頻恒壓的供水形式中。在晚上十一點到凌晨六點：此時間段內，由于該區域夜間的用水量相對較少，所以，可以使用一臺小水泵和氣壓罐進行供水，并且，小水泵30～45min啟用一次即可。

2.3改造效果

①由于在大流量用水的白天使用了變頻調速裝置進行供水，既使得電能得到了有效的節約，還防止水資源出現了二次污染[5]。②由于中區的水箱被拆除，水箱得到了二次利用，這不僅有效的解決了土建投資費用較多的問題，還使得與水箱間相鄰的住戶不會在受到噪音的騷擾。③在中區使用減壓閥，極大的減少了高區用水對中區的沖擊，有效的延長了供水系統內部管路和閥門的使用年限。④在夜間對該區域實行水泵和氣壓罐結合的供水方式，不僅可以有效的消除掉困擾了周邊住戶多年的噪音，還使得小水量的水泵可以一直保持在處于高效區工作的狀態，從而有效的降低了大水量水泵在用水流量較小的情況下一直保持正常工頻運轉對于電能的消耗，進而有效的節約了各項能源。

3　結論

總而言之，在當前我國建筑行業不斷發展、高層住宅建筑不斷增加、水資源儲備量不斷減少的今天，高層供水系統的節能改造已經是建筑行業發展面臨的一個必然的發展趨勢。因此，本文就變頻供水設備在當前建筑行業供水系統節能改造方案中的應用進行研究，從當前我國搞成供水系統的類別出發，就使用變頻調速控水裝置的優勢進行簡單的介紹，并以實際案例為基礎，對其具體的應用進行講解，以期能夠推動我國建筑行業節能理念的普及和節能改造措施的有效實施。

[1]張瓊蓮.變頻泵恒壓供水在建筑給水系統中的應用[D].廣州大學，2012.

[2]寧海燕.高層建筑生活給水系統的節能和優化研究[D].重慶大學，2007.

[3]黃婷.高層建筑供水系統節能研究[D].天津大學，2012.

[4]關躍華.高層建筑供水系統節水節能技術研究[D].天津大學，2007.

[5]蔣屹.利用變頻器對高層住宅供水系統的改造[J].硅谷，2010，11（01）：21.

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