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摘 要:随着人们生活水平的提高,高层建筑越来越多,用水的安全、卫生越来越受到人们的关注,传统的加压供水方式会造成二次污染,给人们的身体健康造成影响。但国家城市供水条例规定“禁止在城市公用供水管道上直接装泵抽水”,直接抽水会对管网产生负压和真空现象。为此,又一新型的供水方式——无负压变频恒压供水产生了,它是在变频恒压供水方式的基础上发展起来的。
关键词:无负压变频恒压供水 城市供水 应用
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0064-01
1 无负压变频恒压供水的特点
普通变频恒压供水方式存在着能源浪费、二次污染、给城市管网造成负压等等弊端。无负压变频恒压供水,既能利用自来水管道的原有压力,又能利用足够的储存水量缓解高峰用水,且不会影响城市管网的正常供水。
1.1 不会对水质造成二次污染
无负压变频恒压供水设备是直接与市政管网连接,中间没有其它环节,省去了低位水箱,系统全密封运行,异物不能进入系统内部,不与空气直接接触,不会对水质造成二次污染,同时降低了成本,节省了水泵房的占地面积,降低了建筑负荷。
1.2 充分利用管网余压,节约运行成本
无负压变频恒压供水设备在运行时借助市政自来水的压力,在原有管网压力的基础上叠加所需的压力差,差多少,补多少,充分利用管网的余压,系统自动调整水泵运行台数或调整水泵转速,实现一直在高效率点运行。大大节省了运行费用,符合国家节能的要求。
1.3 低区供水稳定,停电不停水
无负压变频供水系统直接和市政自来水管网相连,在停电时加压泵虽停止工作,但自来水管网压力依旧可维持低区用户供水,即使在停水时,用户也可以靠稳流灌存水维持短时间供水。
1.4 减少系统损失,节约能源
无负压变频供水系统全自动运行无须专人值守,也没有水质处理仪器,免去定期清洗、消毒等工作;减少了系统滴、漏、益流的损失。节能效果十分显著。
2 系统运行原理
(1)当自来水压不足致使压力下降时,防负压装置和稳流罐中的检测装置采集稳流罐中的真空度及水信号,通过控制柜控制防负压装置和稳流罐中的特殊装置动作,抑制负压产生,保证城市管网不受影响。
(2)设备正常运行时,系统叠压(无负压)直接供水,通过实际用水情况设定用水点工作压力,用负压反馈来调节变频器频率。如果实际压力高于设定压力,降低变频器频率,反之升高变频器频率。
(3)当设备进水压力不小于出水设定压力时,水泵机组进入休眠状态,系统通过旁通管直接供水。
3 节水、节能情况比较
3.1 传统的供水方式:浪费现象严重
(1)水资源浪费。
水池(水箱)经常存在跑、冒、滴、漏、蒸发等现象,且水池(水箱)的定期清冼,清洗水箱时必须将原水箱中的水全部放完再用大量自来水冲洗,造成了大量的水资源浪费。
假设北京市人口共1300万,每5000人共用1个水箱,共需水箱2600个,每只水箱按80t计算,每个水箱每年至少清洗2次,全市每年为清洗水箱白白放掉的自来水就要高达416万吨。
(2)电资源浪费。
市政管道有压水放入水池或水箱中,原有的水压力变为0。送到用户的水又要从0开始加压,造成能量的白白浪费,北京市每年的生活总用水量大约为7亿吨,利用市政水压直接供水的水量50%左右,其它50%为加压供水,所需水泵重复加压每天的耗电量为
=
=80882(kWh)
W----水泵的耗电量(kWh)
r----水的密度(kg/m3)
Q----水的流量(m3/s),取11m3/s
H----水被提升的高度,市政给水压力一般为0.2～0.3MPa,本计算中H=20米
t----水泵的运行时间(h),计算一天的耗电量取24小时
1----水泵的效率,取80%。
2----电机的效率,取80%。
该部分用水是由若干台水泵进行加压的,但计算的方法相同。每天重复加压浪费的电能就8万度电,在能源如此紧张的状态下,应该采用更好的供水方法,减少能源的浪费。
这种运行方式能耗大,设备运行费用较高。
3.2 无负压给水方式:节水、节能、运行经济
(1)节水。
全封闭结构,杜绝了跑、冒、滴、漏现象。不存在清洗、消毒用水。每年可以节约大量的自来水以及水箱清洗的费用。
(2)节能。
设备与自来水管直接串接,可以充分利用自来水管道的原有压力,在自来水管网原有压力的基础上进行加压。如果自来水管道的压力满足要求,设备就停止工作,节能效果显著。以六层楼为例,用水高峰期时,水压可以达到4层,用水低峰期时,可以供到6层。無负压供水设备只是在用水高峰期时对5～6层用水进行加压,用水低峰期时不用加压供水。能耗大大降低,可达到50％～80％以上。
(3)低区停电不停水。
突然停电的情况下,无负压供水设备利用管网的原有压力,给用户供水。做到停电不停水。
(4)运行经济。
这种运行方式能耗小,设备运行维护费用低,比较经济。
4 安装情况比较
4.1 普通变频恒压供水方式
普通变频恒压供水方式供水,必需修建水池或水箱,如果采用水池,水池内有严格的内防腐要求,施工周期长,工程量大。水池结构墙上要预留很多套管,增加了泄漏点,加大了施工难度,使管道和设备布置、安装复杂;如果结构墙上套管预留不准确,会给施工、安装带来更多的困难。如果采用水箱,水箱的基础施工,水箱的安装、灌水试验、管道的连接,安装较复杂。其次不论修建水池还是安装水箱,都占用了很大的建筑面积。
4.2 无负压变频恒压供水方式
无负压设备成套出厂,用户的自来水进水管和出水管直接与设备对接,安装简单,施工周期短,并且大大地节约了占地面积。
5 结语
无负压恒压供水具有广阔的发展空间,在节能、节水、节地、节省建设资金等方面优势显著,成为取代水池、水箱等传统二次供水设施的首选。但要实现无负压供水设备的持续发展,市场急需规范,必须设置进入门槛,制定高水平的行业标准,使无负压供水系统真正达到节水、节能、节约成本的目的。
参考文献
[1] 中华人民共和国城市供水条例第二十一条.
[2] 刘永刚.无负压设备的工作原理及应用.山西建筑,2006,32(19):158～159.
[3] 伊君.无负压供水设备初步探讨[J]. 中国建筑信息,2006(1):6～7.
关键词:无负压变频恒压供水 城市供水 应用
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0064-01
1 无负压变频恒压供水的特点
普通变频恒压供水方式存在着能源浪费、二次污染、给城市管网造成负压等等弊端。无负压变频恒压供水,既能利用自来水管道的原有压力,又能利用足够的储存水量缓解高峰用水,且不会影响城市管网的正常供水。
1.1 不会对水质造成二次污染
无负压变频恒压供水设备是直接与市政管网连接,中间没有其它环节,省去了低位水箱,系统全密封运行,异物不能进入系统内部,不与空气直接接触,不会对水质造成二次污染,同时降低了成本,节省了水泵房的占地面积,降低了建筑负荷。
1.2 充分利用管网余压,节约运行成本
无负压变频恒压供水设备在运行时借助市政自来水的压力,在原有管网压力的基础上叠加所需的压力差,差多少,补多少,充分利用管网的余压,系统自动调整水泵运行台数或调整水泵转速,实现一直在高效率点运行。大大节省了运行费用,符合国家节能的要求。
1.3 低区供水稳定,停电不停水
无负压变频供水系统直接和市政自来水管网相连,在停电时加压泵虽停止工作,但自来水管网压力依旧可维持低区用户供水,即使在停水时,用户也可以靠稳流灌存水维持短时间供水。
1.4 减少系统损失,节约能源
无负压变频供水系统全自动运行无须专人值守,也没有水质处理仪器,免去定期清洗、消毒等工作;减少了系统滴、漏、益流的损失。节能效果十分显著。
2 系统运行原理
(1)当自来水压不足致使压力下降时,防负压装置和稳流罐中的检测装置采集稳流罐中的真空度及水信号,通过控制柜控制防负压装置和稳流罐中的特殊装置动作,抑制负压产生,保证城市管网不受影响。
(2)设备正常运行时,系统叠压(无负压)直接供水,通过实际用水情况设定用水点工作压力,用负压反馈来调节变频器频率。如果实际压力高于设定压力,降低变频器频率,反之升高变频器频率。
(3)当设备进水压力不小于出水设定压力时,水泵机组进入休眠状态,系统通过旁通管直接供水。
3 节水、节能情况比较
3.1 传统的供水方式:浪费现象严重
(1)水资源浪费。
水池(水箱)经常存在跑、冒、滴、漏、蒸发等现象,且水池(水箱)的定期清冼,清洗水箱时必须将原水箱中的水全部放完再用大量自来水冲洗,造成了大量的水资源浪费。
假设北京市人口共1300万,每5000人共用1个水箱,共需水箱2600个,每只水箱按80t计算,每个水箱每年至少清洗2次,全市每年为清洗水箱白白放掉的自来水就要高达416万吨。
(2)电资源浪费。
市政管道有压水放入水池或水箱中,原有的水压力变为0。送到用户的水又要从0开始加压,造成能量的白白浪费,北京市每年的生活总用水量大约为7亿吨,利用市政水压直接供水的水量50%左右,其它50%为加压供水,所需水泵重复加压每天的耗电量为
=
=80882(kWh)
W----水泵的耗电量(kWh)
r----水的密度(kg/m3)
Q----水的流量(m3/s),取11m3/s
H----水被提升的高度,市政给水压力一般为0.2～0.3MPa,本计算中H=20米
t----水泵的运行时间(h),计算一天的耗电量取24小时
1----水泵的效率,取80%。
2----电机的效率,取80%。
该部分用水是由若干台水泵进行加压的,但计算的方法相同。每天重复加压浪费的电能就8万度电,在能源如此紧张的状态下,应该采用更好的供水方法,减少能源的浪费。
这种运行方式能耗大,设备运行费用较高。
3.2 无负压给水方式:节水、节能、运行经济
(1)节水。
全封闭结构,杜绝了跑、冒、滴、漏现象。不存在清洗、消毒用水。每年可以节约大量的自来水以及水箱清洗的费用。
(2)节能。
设备与自来水管直接串接,可以充分利用自来水管道的原有压力,在自来水管网原有压力的基础上进行加压。如果自来水管道的压力满足要求,设备就停止工作,节能效果显著。以六层楼为例,用水高峰期时,水压可以达到4层,用水低峰期时,可以供到6层。無负压供水设备只是在用水高峰期时对5～6层用水进行加压,用水低峰期时不用加压供水。能耗大大降低,可达到50％～80％以上。
(3)低区停电不停水。
突然停电的情况下,无负压供水设备利用管网的原有压力,给用户供水。做到停电不停水。
(4)运行经济。
这种运行方式能耗小,设备运行维护费用低,比较经济。
4 安装情况比较
4.1 普通变频恒压供水方式
普通变频恒压供水方式供水,必需修建水池或水箱,如果采用水池,水池内有严格的内防腐要求,施工周期长,工程量大。水池结构墙上要预留很多套管,增加了泄漏点,加大了施工难度,使管道和设备布置、安装复杂;如果结构墙上套管预留不准确,会给施工、安装带来更多的困难。如果采用水箱,水箱的基础施工,水箱的安装、灌水试验、管道的连接,安装较复杂。其次不论修建水池还是安装水箱,都占用了很大的建筑面积。
4.2 无负压变频恒压供水方式
无负压设备成套出厂,用户的自来水进水管和出水管直接与设备对接,安装简单,施工周期短,并且大大地节约了占地面积。
5 结语
无负压恒压供水具有广阔的发展空间,在节能、节水、节地、节省建设资金等方面优势显著,成为取代水池、水箱等传统二次供水设施的首选。但要实现无负压供水设备的持续发展,市场急需规范,必须设置进入门槛,制定高水平的行业标准,使无负压供水系统真正达到节水、节能、节约成本的目的。
参考文献
[1] 中华人民共和国城市供水条例第二十一条.
[2] 刘永刚.无负压设备的工作原理及应用.山西建筑,2006,32(19):158～159.
[3] 伊君.无负压供水设备初步探讨[J]. 中国建筑信息,2006(1):6～7.