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建筑給水體系節(jié)水狀況與改善路徑

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建筑給水體系節(jié)水狀況與改善路徑

本文作者:孫如兵 單位:九源〈北京〉國(guó)際建筑顧問(wèn)有限公司銀川分公司

變頻調(diào)速恒壓給水的技術(shù)和裝備在給水系統(tǒng)中的應(yīng)用,使得變頻調(diào)速恒壓給水系統(tǒng)成為當(dāng)前高層建筑給水方式中一種新型的給水方案。變頻給水的運(yùn)行原理是:將給水管路中壓力的變化或是流量的變化狀態(tài)以信號(hào)形式傳達(dá)給壓力傳感器,通過(guò)向變頻調(diào)速裝置反映,據(jù)此調(diào)節(jié)給水的頻率,然后自動(dòng)調(diào)節(jié)給水的壓力并使之保持恒定,使水泵的供水量、揚(yáng)程與所需用水量和壓力相吻合,達(dá)到節(jié)能的目的。因此變頻調(diào)速泵給水方式廣泛適用于用水量較大且不均勻的建筑給水系統(tǒng)中。變頻給水的節(jié)能效果是對(duì)設(shè)置高位水箱的給水方式而言的。對(duì)于那些不宜設(shè)置高位水箱的地區(qū)和高層建筑來(lái)說(shuō),變頻泵的應(yīng)用減少了建筑面積,減少了基建的投資;當(dāng)系統(tǒng)用水量減少時(shí),水泵降低轉(zhuǎn)速運(yùn)行,隨之轉(zhuǎn)速下降,從而調(diào)節(jié)流量,比一般設(shè)備節(jié)能10%-40%,同時(shí)也避免了水質(zhì)的二次污染。

由于高位水箱-水泵的給水方式對(duì)占地面積方面要求較高,導(dǎo)致建筑面積的利用率較低,所以產(chǎn)生了氣壓罐給水的方式來(lái)替代水箱的設(shè)置,在穩(wěn)定水壓的同時(shí)節(jié)省了建筑空間,是對(duì)水泵-高位水箱給水方式的一大改進(jìn)。但氣壓罐給水方式的水壓變化較大,且水泵的運(yùn)行頻率過(guò)高,造成水壓的不穩(wěn)等問(wèn)題。變頻給水模式則改善了高位水箱-水泵給水和氣壓罐給水兩種模式,使得給水系統(tǒng)的建筑面積得到更充分利用,也減少了高位水箱設(shè)置的復(fù)雜性,使給水水質(zhì)得到較好的保證,同時(shí)隨水量要求變化水泵自主調(diào)節(jié),滿足了節(jié)能的要求。

由于傳統(tǒng)的氣壓給水設(shè)備和變頻調(diào)速給水設(shè)備都不能有效地利用市政管網(wǎng)的水壓,使能量無(wú)效耗費(fèi),因此針對(duì)傳統(tǒng)的二次供水技術(shù)的革新就出現(xiàn)了疊壓給水技術(shù),也稱為管網(wǎng)疊壓給水方式或無(wú)負(fù)壓給水方式;主要給水設(shè)備是由變頻水泵機(jī)組、穩(wěn)流罐、負(fù)壓補(bǔ)償裝置等組成,要求給水管網(wǎng)水壓不小于設(shè)定壓力值,并保證水質(zhì)不被污染。管網(wǎng)疊壓給水模式實(shí)際上是在變頻恒壓給水的基礎(chǔ)之上,加了一套穩(wěn)流罐設(shè)備,直接接在市政管網(wǎng)上,使水從接入口首先進(jìn)入穩(wěn)流罐,再利用真空消除器的作用,自動(dòng)排除罐內(nèi)的空氣;當(dāng)安裝在設(shè)備出口處的壓力傳感器檢測(cè)到了市政管網(wǎng)的水壓滿足給水要求時(shí),系統(tǒng)則不經(jīng)過(guò)加壓泵直接利用自來(lái)水的壓力給水;如果市政管網(wǎng)的壓力小于給水壓力要求時(shí),檢測(cè)壓力的差額,由加壓泵補(bǔ)給差額,以達(dá)到設(shè)定壓力;當(dāng)市政給水的水量不足時(shí),空氣由真空消除器進(jìn)入到穩(wěn)流罐中,破壞罐內(nèi)的真空,然后自動(dòng)抽取穩(wěn)流罐內(nèi)的水進(jìn)行供給,并且避免管網(wǎng)內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。

無(wú)效熱水量是熱能耗費(fèi)中影響較大的因素,同時(shí)也浪費(fèi)了大量的用水資源,要避免產(chǎn)生無(wú)效熱水浪費(fèi),能控制無(wú)效熱水量的技術(shù)主要從用戶末端控制出水溫度和出水量,要保證管道高效保溫,同時(shí)減小供熱支管的長(zhǎng)度,保持冷熱水的水壓平衡,同時(shí)要減少冷熱水的水壓波動(dòng)、保持穩(wěn)定,減少水溫調(diào)節(jié)時(shí)間;主要從下面幾方面措施來(lái)實(shí)施。

熱水系統(tǒng)中,無(wú)效冷水的產(chǎn)生及出水量的大小與系統(tǒng)的循環(huán)方式有很大的關(guān)系;在規(guī)范中提出熱水的循環(huán)方式主要有立管循環(huán)、干管循環(huán)及支管循環(huán);根據(jù)有關(guān)調(diào)查結(jié)果證明,支管循環(huán)方式能達(dá)到最節(jié)水的效果,而立管循環(huán)方式的節(jié)水量相對(duì)較少,但能最快的使投資回收,其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)較明顯;干管循環(huán)的方式在從節(jié)水和經(jīng)濟(jì)的角度看都處劣勢(shì);相對(duì)的,若系統(tǒng)不設(shè)置循環(huán)模式,就會(huì)有大量的無(wú)效冷水量產(chǎn)生,不利于人們的使用,因此,對(duì)于建筑內(nèi)的熱水系統(tǒng)應(yīng)鼓勵(lì)設(shè)計(jì)時(shí)使用循環(huán)模式,尤其是支管循環(huán)的方式。

熱水管網(wǎng)的分區(qū)同給水分區(qū)一樣,對(duì)水壓也有一定要求,若分區(qū)的不合理會(huì)導(dǎo)致進(jìn)水口的冷熱水壓力相差過(guò)大,從而產(chǎn)生無(wú)效水量的增加,同時(shí)也會(huì)造成熱水系統(tǒng)出現(xiàn)超壓出流的現(xiàn)象;當(dāng)熱水的橫干管過(guò)長(zhǎng)或坡度設(shè)計(jì)不合理時(shí),水流會(huì)在流動(dòng)過(guò)程中浪費(fèi)熱能,也會(huì)導(dǎo)致水量浪費(fèi);熱水溫度較高,雜質(zhì)較多,比冷水更容易在管道或接口處產(chǎn)生水垢或堆積雜質(zhì),這樣就容易影響到閥門(mén)處的密封度和其他設(shè)備的使用壽命等,一旦出現(xiàn)問(wèn)題,影響較大。

根據(jù)對(duì)幾種熱水系統(tǒng)循環(huán)方式的比較,建筑內(nèi)熱水系統(tǒng)推薦使用支管循環(huán)、立管循環(huán)方式或結(jié)合起來(lái)使用,那么針對(duì)目前設(shè)計(jì)不合理的供應(yīng)系統(tǒng),應(yīng)盡快的組織進(jìn)行改造,轉(zhuǎn)換循環(huán)模式。

在住宅使用的淋浴設(shè)備中,常常因?yàn)闇囟鹊恼{(diào)節(jié)而浪費(fèi)水量,造成熱能的耗費(fèi),要減少調(diào)溫時(shí)間則需要對(duì)現(xiàn)有常用的混合龍頭式和雙閥門(mén)調(diào)節(jié)式的設(shè)備進(jìn)行改善,在每次開(kāi)啟裝置時(shí),使用恒溫出水模式,預(yù)先調(diào)定出水溫度,因此對(duì)設(shè)備的質(zhì)量和靈敏度要求較高,需要對(duì)冷熱水的混合龍頭做進(jìn)一步的改善。

提高熱水制備的節(jié)能技術(shù)關(guān)鍵是提高熱能設(shè)備的效率,控制熱水儲(chǔ)存容積,降低換熱設(shè)備的熱媒回水溫度等,其中對(duì)熱能設(shè)備的選用尤為重要,且節(jié)能的力度最大,而新型熱能的開(kāi)發(fā)是熱水設(shè)備利用率提高的較大潛力的推動(dòng)力。

研究給水系統(tǒng)節(jié)水、節(jié)能的實(shí)質(zhì)就是不僅要對(duì)有限的水資源的合理利用,更是要節(jié)省能源耗費(fèi)及經(jīng)濟(jì)給水,需要加強(qiáng)給水系統(tǒng)的管理,調(diào)整居民用水的結(jié)構(gòu),做到新時(shí)期的節(jié)水考慮,控制其他資源的耗費(fèi),特別是不可再生資源的直接耗費(fèi)或轉(zhuǎn)換使用,由傳統(tǒng)的節(jié)水模式轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)水、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)要求三項(xiàng)共同作用,統(tǒng)籌考慮新型可再生能源的發(fā)展,將建筑給水系統(tǒng)的發(fā)展轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂锌沙掷m(xù)發(fā)展意義的新趨勢(shì)。

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