本站原创摘 要:恒压变频调速给水已作为常见的供水方式被广泛采用,但在民用建筑中对供水设备的选择仅仅停留在对规范上的文字理解,其深入研究不多,导致实际使用效果参差不齐.笔者结合工作实践指出了恒压变频调速给水方式应用在民用建筑供水上出现的问题及原因,并提出了相应的解决方法.
关 键 词:恒压变频调速给水,民用建筑物用水,调节能力
随着人民生活水平的提高,人们对供水品质的要求也越来越高,新颖的无负压变频供水方式能利用市政管网的压力进行叠加,避免水质的二次污染,节能环保,但设备的质量参差不齐,容易导致市政给水管网产生负压,很多时候得不到当地审批部门的支持.传统的天面水箱供水方式虽然安全可靠,对设备要求低,耗能较少,但因天面水箱多数不能满足顶层住户的水压要求,储水时间长而影响水质,已不能适应当今社会发展的需要.在这种情况下,恒压变频调速给水方式作为一种折中方法仍然被广泛使用.自从二十世纪90年代以来,恒压变频调速给水方式已被广泛地应用在民用建筑和工业建筑上.但对其相应的具体研究却不多,存在着设计依据不足.设备耗能过大等的问题.建筑给水排水设计规范仅规定选用调速泵组供水时,应按设计秒流量选泵,调速泵在额定转速时的工作点,应位于水泵高效区的末端.所以观察该设备在本人曾参与的工程的应用情况,发现以下一些情况:
1建筑顶层用户在用水高峰时水压低甚至无水用
恒压变频调速给水设备是以设计秒流里来选泵,当用水器具同时使用率高时,这时所需要的流里超过了设计流里.水泵的扬程降低,导致上层用户水压低甚至无水用.该现象一般出现在入住率高,用水时段较集中的建筑物,如职工、学生宿舍等.以笔者曾参与设计的某学校为老师修建的宿舍楼为例:该楼有180户.入住率为100%,大多为该学校的双职工家庭,生活规律一致,当傍晚下班后,住户做饭用水高峰时,同时使用的水龙头数经常达到90~40个.而该楼的设计秒流量约为:10.54L/S.按每个水龙头0.2L/S的额定流量计算,仅能供52个水龙头同时使用.在这种情况下,就会出现上层用户水压低甚至无水用的现象.
2某些建筑保证泵经常在高效区范围外运行而能耗过大
恒压变频调速给水设备的调节流量范围是有限的,当水泵长期在高效区范围外运行时,就会出现上述情况.该现象一般出现在入住率低,用水时段较分散,用水流量成阶梯跳跃式的建筑物和分期建设但设备统一考虑的建筑,如度假式酒店、洋房,别墅等.以笔者曾参与设计的从化某小区的小高层度假洋房为例:该洋房设计房间数约为306户,设计秒流量为:15.15L/s,设计扬程为:70m
设计选用泵为:50DL15-12×8
台数为:3台两用一备
该设备的参数为:Q等于8.61~18.33L/SH等于72~104mN等于11.0kW该住宅位于风景优美而宁静的郊区,与市区有一定距离,购房者多为二次置业,用于休闲度假.平时入住率仅为30%左右,节假日入住率达到70%左右.则平时的用水量仅为6.78L/S,恒压变频调速给水设备长期在高效区范围外运行.造成能效小,平均下来住户所分摊的公共用电较多.
3小泵及调节罐选用无依据,效果不好
为了应对零流量及小流量的情况,常常采用以下的方式:在主泵外另配小泵和气压罐,该小泵扬程与大泵相同,气压罐储存一定水量,与大泵并入同一系统.零流最或小流量的时候,由变频器控制,系统能够根据流最变化而带来压力信号不同自动切换大小泵的运行,气压罐的压力变化控制泵的运行.但存在小泵的设计流量和气压罐储水容积较难把握的情况,无比较好的设计依据,选小了起不到作用,选大了又掩盖变频系统的优势.
下面就恒压变频调速给水设备的特点谈谈上述问题的解决方法:众所周知,恒压变频调速设备的一大优点就是改善了水质,避免二次污染.但同时也使该设备在用水高低峰流量的变化时仅能靠水泵自身的特性及转速调节,而在恒压状态下,其高效变量范围有限.从而使该设备较适合用在用水规模大从而使得用水流量变化较小的场所,如大型住宅小区等.但多数民用建筑普遍存在用水规模较小,流量变化较大的特点,在民用建筑中恒压变频调速设备是以加大设备能耗来改善水质.所以提高设备在高效区的流量调节能力、准确选用设计参数就成为降低能耗的关键,使恒压变频调速设备在民用建筑中能找到改善水质与经济实用的平衡点.
要准确选用设计参数,必须充分了解各类不同功能的建筑物用水情况,得出建筑物在每时段用水规律,并考虑采用以下的方法来解决问题.
3.1恒压变频调速给水设备在民用建筑的使用范围.某些用水极不均匀、流量变化过大的民用建筑,不建议使用恒压变频调速设备,而应改用其他方式进行供水.如办公楼、商业楼等一些无饮用水要求的建筑可以考虑使用天面水箱供水.
3.2根据流量选择每台定速泵以组合成恒压变频调速给水设备.按过往经验,某些建筑应按设计秒流量的12~1.5倍选择水泵,选择原则应考虑水泵在不同泵在不同转速下的特性曲线图(见图).
由上图可以看出:
①泵以恒定转速n运行时,设定的最不利压力Hh点位于水泵高效区右末端时,其高效区内流量变化范围较广,在Q1~Q2之间.
②在Q1~Q2流量范围内,泵以变转速n1~n运行,也能达到压力流量要求.此时相对泵以恒速n运行时,功率较小.能降低能耗.
③当泵转速降到n1、n2运行时,其工作点距最佳工况点较远,说明此时泵的效率不高.
④泵的最佳工况点在管路特性曲线上是变压、变量的
⑤在压力必须达到Hh时,泵的转速最多只能降至n2,调速范围有限.
⑥泵的高效区越宽,流量调节范围越大.
⑦泵的性能曲线越陡峭,泵的转速调节范围越大.
参照水泵厂家提供的恒压变频调速给水设备样板,结合工程的实际情况进行选择,尽最考虑多台水泵并联运行,增大给水设备的供水调节能力.
综上所述,变压变频调速设备的合理应用,应该了解各类不同功能的建筑物用水情况,准确选用设计参数,才能彻底解决给水设备的调节能力,真正达到调节范围广且按需供水,高效节能.
3结束语
建筑给排水设计中,给水系统和设备的选用非常重要,就如同一套得体的服装一样,合理的选择会起到锦上添花的作用.以上系笔者在恒压变频调速给水设备的选择上考虑“安全、卫生、经济、节能”等多方面的因素并结合建筑物功能特点提出一些建议.