杜衛(wèi)東

遼寧省丹東市自來水總公司 遼寧丹東 118000

建筑是節(jié)能減排、應對氣候變化的最重要領(lǐng)域之一。在我國，既有建筑存量已達430多億平方米，并且每年大概還要新建20億平方米，全世界每年新建建筑的40%在中國，我國已是世界上CO2排放最大的國家，建筑節(jié)能勢在必行。目前，我國城鎮(zhèn)建筑運行電耗中風機水泵的電耗占10%以上，因此，降低建筑水泵能耗，是降低建筑運行能耗的重要一環(huán)之一。因此，對建筑供水節(jié)能技術(shù)進行研究，具有較好的應用價值和經(jīng)濟效益。

1 疊壓供水與傳統(tǒng)二次供水結(jié)合存在問題

除了一些新建筑外，管網(wǎng)剩余壓力在供水建設中使用的層壓供水技術(shù)的推廣和應用，更多的是對現(xiàn)有建筑供水系統(tǒng)的改造，特別是現(xiàn)有建筑給水系統(tǒng)中相當大的比例的“低位水箱+二次加壓供水”變頻控制技術(shù)具有很大的節(jié)能潛力和經(jīng)濟效益，適用于采用疊層供水的節(jié)能改造技術(shù)[1]。當傳統(tǒng)的二次供水系統(tǒng)運行時，市政供水管網(wǎng)的自來水需要先將水注入水箱，當水位不足時，補水，二次增壓泵組是取自水箱給水加壓，為建筑用戶供水；由于水箱內(nèi)部與大氣相連，此時直接浪費了市政供水管網(wǎng)的壓力。當進行層壓供水的技術(shù)設計時，市政供水管網(wǎng)的自來水直接供給用戶，當壓力低于用戶需求時，水泵開始進行二次加壓，鑒于城市的快速擴張，市政供水管網(wǎng)的供水能力難以滿足高峰用水量，水箱被迫啟動。

2 疊壓供水節(jié)能控制方案研究

2.1 改善供水管網(wǎng)管徑

新型供水設備、技術(shù)的開發(fā)及應用對城市原有供水管網(wǎng)的水質(zhì)和水量保障提出了新的要求。這些設備的入水流量一般是不能高于市政管網(wǎng)的。而疊壓設備的應用使得水池和高位水箱等儲水設施無需再進行規(guī)劃和設置。當管網(wǎng)的服務面積過大時，時變化系數(shù)和供水量迅速增加，容易造成管網(wǎng)內(nèi)的壓力大幅度波動。因此有規(guī)定表明，應用了疊壓設備的供水管網(wǎng)管徑至少要比正常情況下的高兩個等級，這樣才能有效避免用水高峰時期管網(wǎng)水壓過低導致的供水不足現(xiàn)象。

2.2 杜絕漏損導致設備長期低效率運轉(zhuǎn)

泄漏在供水系統(tǒng)中很常見。少量泄漏對整個層壓供水系統(tǒng)幾乎沒有影響。當總泄漏量超過一定值時，會造成水資源和能源的雙重浪費。為了找出并及時修復，供水企業(yè)可以在供水系統(tǒng)中設置耗水量數(shù)據(jù)異常報警功能。當耗水量從正常值轉(zhuǎn)移到一定程度時，它會自動報警[2]。根據(jù)報警指示，工作人員將到現(xiàn)場檢查情況，發(fā)現(xiàn)泄漏情況，積極進行處理，避免水和能源浪費。

2.3 設置氣壓罐或小泵

為了滿足夜間等低流量期間的用水需求，通過數(shù)據(jù)分析和模型構(gòu)建，計算夜間小流量和不可預見的水量，并與設備高效部分的最小流量進行比較，確定壓力罐的容積和最高和最低工作壓力或小穩(wěn)定性，壓力泵流量，進一步提升節(jié)能效果。

2.4 疊壓供水設備的適用條件

疊壓設備不僅占地面積小，而且確保了水質(zhì)的安全，但在使用前仍需滿足一定的條件。一般情況下，與其連接的城市管網(wǎng)的管徑應至少為300毫米，疊壓設備的進水管直徑應比主供水管小兩個或兩個以上，或不超過供水管連接的1/3。疊壓設備入口處的管道直徑和主供水管道的管道直徑不應超過65/100,80/150,100/200，并且使用疊壓設備的區(qū)域的供水壓力必須至少為0.22MPa。不僅要考慮管網(wǎng)的具體布局，還要考慮區(qū)域內(nèi)外水的特性?？梢詮囊韵掠^點進行評估：

（1）為保證供水管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定，在管網(wǎng)局部壓力過低以及用水量變化較大的區(qū)域不宜使用疊壓設備。但是，在靠近管網(wǎng)源頭的區(qū)域，由于管道內(nèi)的水量波動不夠明顯，供水的可靠性能夠得到保證，因此可以設置疊壓設備；除此之外，對于高區(qū)的水泵機組而言，通過一定的設備調(diào)配和變頻控制后，能夠保證水泵在15m水頭的區(qū)間內(nèi)保持高效運行，來應對管網(wǎng)供水壓力的變動[3]。（2）當區(qū)域內(nèi)用戶的集中度過高，或者供水的持續(xù)性必須受到保證的情況下，不宜設置疊壓設備。（3）若用戶的用水時段能夠與主流用戶的用水時間錯開，可以選用疊壓設備。比如，當主流用戶的用水時間主要分布在日間，而項目用戶的用水時間分布在夜間，那么采用疊壓設備的使用不會對主流用戶造成影響，并且達到了節(jié)能的目的。（4）當區(qū)域內(nèi)疊壓設備應用的密度較大時，需要使用管網(wǎng)平差或者數(shù)值模擬的方法對采用疊壓設備前后管網(wǎng)內(nèi)的壓力波動情況進行模擬，保證新加入的疊壓設備不會對其他用戶的用水造成影響。

選用合適水泵機組，尤其是水箱和無負壓并聯(lián)系統(tǒng)，兩組切換使用，力爭達到最佳工況點附近

3 結(jié)語

疊壓供水技術(shù)與傳統(tǒng)供水技術(shù)的直接整合的恒壓變頻率較為先進。在合成過程中提高疊壓供水技術(shù)與傳統(tǒng)二次供水技術(shù)融合節(jié)能是關(guān)鍵。本文提出了一種變頻供水系統(tǒng)節(jié)能控制的新方法，實現(xiàn)了變頻水泵的控制，可以達到較理想節(jié)能效果。