高层办公楼二次供水系统节能及设计优化研究

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目前,全世界能耗总量的11.4%为公共建筑能耗,而在公共建筑能耗中,办公建筑又占据了接近1/5的份额。基于建筑给排水的办公建筑节能主要涵盖节水器具的使用、太阳能热水技术的推广以及供水压力的控制。合理的供水方式和正确的能耗评价对减少高层办公楼用水量以及耗电量有着举足轻重的作用。本文以实际工程中应用最为广泛的变频调速供水系统为例,对二次供水系统节能设计作更为深入的探讨。首先,本文通过对典型高层办公楼的二次供水系统进行实时监测,从既定的泵组出发,对单泵恒压变频与变压变频两种运行方式下的能效曲线进行了拟合,并通过数形结合的图示分析法深入探讨了多泵并联最佳运行方式。同型号水泵并联,当Q≤Q额时,采用变频方式供水;当Q≥Q额时,采用“两变”方式供水;不同型号水泵并联,当Q≤Q小额时,采用小泵变频运行;当Q小额≤Q≤Q大额时,采用大泵变频运行;当Q≥Q大额时,采用大泵变频+小泵工频运行。其次,结合生活供水系统末端压力变化规律,提出了单泵、多泵运行的最佳压力控制方案。单泵运行压力控制方案有分时段变压控制、按管网特性曲线变压控制、按直线变压控制和按折线变压控制。衍生出的多泵运行压力最优控制方案,以折线变压为主,变压线两端点应根据静扬程、大小泵的额定工况、设计压力值确定。最后,分别从能耗和效率两方面对本高层办公楼中水、生活供水系统各优化压力控制方案进行了定量评价。高区中水供水系统泵组折线变压控制与直线变压控制均相比恒压控制高效低能,分别节能25.0%、30.2%;高区生活供水系统泵组按时段变压控制、按直线变压控制以及按管网特性曲线变压控制也都相比恒压控制高效低能,分别节能9.2%、12.1%、15.1%。
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