节能改造变频供水系统

郝存枝

(大同煤炭集团公司晋华宫矿供热科，山西 大同 037016)

我国是水资源短缺的国家，人口众多给用水问题带来了巨大的难题，利用先进科技实现节约水资源成为供水部门的责任。变频供水的出现给这一问题带来了解决办法，在倡导节能减排的今天，变频供水成为了工业和生活中不可或缺的一项措施。

我矿地处云冈沟，主要依靠集团公司定量供水，人们的日常生活与生产只能使用定量定时供水来满足需要，生活的快速发展，人们的物质与精神也在不断的提高，根据党十七大工作报告精神，社会经济的发展从粗放型向节约型转变。我矿仍然处于计划经济模式，怎样顺应社会的发展，向市场经济转变是当前的工作指导方针。供热科担任着全矿生活与生产的供热，供水工作。2005年以来，对一些社会场所及办公场所的卫生用水系统进行了改造，其宗旨就是节能，高效，更好的服务于民。

在此之前我矿的这些场所多采用工位水箱定时供水，定时冲洗。由于系统的老化和用水量的不合理，不仅浪费水资源，同时也无法满足人们的日常生活需求，卫生间的卫生极差，夏天臭气冲天，给人们的生活、工作造成很大不便。针对这一现状，我们多次下到实地勘察，研究方案，实施改造。

1 变频供水系统配置和能耗情况

变频供水作为现代建筑用水不可或缺的系统，必定有其独特的功能和特点。利用变频供水系统可以使资源能耗降低，与同等供水系统相比需要较少的资金投入，生产出来的饮用水污染程度减小。变频供水系统以主泵多泵并联为基础，包含气压储水罐等配置，建筑物要求变频供水系统的供水能力要能够保证该建筑的最大用水量，这样就可以使该建筑内的用户在任意时间段都可以用上放心水。目前国内变频供水系统的应用有不完善之处，主要体现在系统配置不完整，据调查，整个变频供水应用的建筑中，配置完整的不到总数的20%，大部分建筑中缺少气压储水罐，这就会造成用水需求大的时候，系统供应不上，而且对电能的消耗也会增加。也就是说目前建筑物所安装的变频供水系统根本没有体现出节能减排的功效，只是在安装的时候尽量节省开支，这种考虑是很片面的，是不负责任的。变频供水系统的配置不完整，它所消耗的能源要比传统的高位水箱更多。因为按照这样安装，只有一个主泵在工作，主泵的工作能力极强，它的供水量要远大于建筑物最大用水需求量。如果有了气压储水罐，主泵不需要随时工作，用户用水完全可以由气压储水罐来搞定，耗能就会减少很多，这样才会实现应用变频供水系统的价值。我想节能减排是应用变频供水系统的根本目的，所以相关人员应该清楚对于变频供水系统最应该注意的关键问题，对配置要求完整，技术要相应的改造，使变频供水系统的价值得以实现。

2 变频供水系统节能的基本方面

变频供水系统的独特之处就是流量控制准确、节能。传统的供水只是依靠阀门来控制流量，而变频供水系统除了阀门之外还有高科技的变频调速控制，它在恒压供水中体现的作用极其明显。传统的阀门单独控制只是通过阀门的转动来改变水的流量，而动力系统的输出却没有改变，变频调速就是针对这一问题产生的，它是通过改变泵的转速来调节供水流量的，无需转动阀门，水流量就会减小，系统对电能的消耗势必将要降低，而阀门的截流损耗也随之消失。依据力学原理进行推理，变频调速使水泵的转速降下来之后，主轴功率会大幅度的下降，从而达到节能的效果。

3 变频供水系统配置与节能的关系

1)大楼供水特点。大型建筑物的供水有其特殊的随意性，也就是说每个时间段的用水量不尽相同，在最小用量和最大用量之间徘徊，此时供水管网必须保证要恒定的压力，以便满足供水的需求。依靠变频调速系统来控制主轴转速，来调节供水量，必须要设置一个临界点，因为转速下降会导致扬程随之减低，这样一来气罐的压力就会降低，而压力是随时供水的保证，压力不够了供水将无法实现，为了保证压力要高于最低供水需求，设置临界点，当压力达到最低供水需求时主轴转速将不再降低，从而使供水得到保证。由此可见，变频调速的控制需要在某一个范围内来实现，当用水量小于临界转速相对应的流量时，变频调速无法实现继续控制，这时就要利用传统的阀门进行调节，所以说阀门也是必须保留的部件，必要的时候要利用它进行截流。但是大型建筑物的用水通常时间段里都是在小流量的状态，变频调速的使用范围一般很难满足它的需求，依然是阀门使用的多，达不到预期的节能效果，这也就是变频供水系统耗能比理论高的原因之一。

2)系统配置与节能关系。根据分析实际原因证明，变频供水系统要想达到预期的节能效果必须完善系统的配置。首先系统的供水能力要与建筑物的用水量联系起来，多大号的脚穿多大号的鞋，保证供水量和用水量在同一个级别，在节能的基础上要使变频供水系统的压力得到保证。

3)变频供水系统的完整配置应包括三个部分。a.把变频调速的区间，也就是满足最小气压的转速与零工作的范围划分为多个区间，因为系统除了主泵外还有多泵并联的结构，利用多泵并联的特点配合区间数量来工作，也就是用水量多的时候多开泵，用水量少的时候少开泵，这样一来就会有效的减少能源的损耗。b.在拥有主泵的同时要配合安装小流量的泵，当用水需求少的时候，主泵会转入休眠状态，这个时候工作的是小流量泵，小流量泵可以保证小于临界点的供水需求，从泵的功率方面实现了节能效果。c.在建筑用水非常少时，小泵就会退出运行，取而代之的是气压储水罐，气压储水罐的压力在泵运行的时候得到满足，这个时候就会通过气压的动力来实现供水。

4 应用配置与节能改造对变频供水的优化

1)高效节能。2)供水压力恒定。3)操作起来方便、简单。4)用可编程控制器作为控制核心，增加了系统的灵活性，同时系统可靠性和抗干扰能力也提高。5)减少了开泵、切换和停泵次数，变频器实现了多台水泵的软启动和软停车，由此减少对设备的冲击，延长了设备的使用寿命。6)变频调速供水系统示意图见图1。

5 资源再利用

每天从井下排出的工业废水，经过净化站的净化后重复利用，改造后的卫生供水系统使用净化水，每天卫生冲洗消耗50余吨，这样每年可节省饮用水约15 000 t，在很大程度上缓解了居民吃水难的状况，从这几年运行状况来看，达到了改造的目的，受到了广大职工的好评。

6 改造后的效益

通过系统近几年的运行情况看，整体成本核算降低，耗水量每年节约饮用水15 000 t，相对从前耗水量每天节约5 t，耗水量降低一半，设备操作，看护人员减少，从3人降低到1人维护，设备安全率达到99%，维护维修费用降低，直接节约人工开支每年6万余元，经过多方调研，反馈，满足率为99%。改造的成功证明这适合我矿实际情况，安装经济，节能，实用，下一步有待我们推向市场，譬如给居民住宅安装，并配置相应的一户一表，那么将结束居民定时定期储蓄水，实现全天24 h不间断供水，改善人们的生活状况。其具有广泛的推广性和应用前景。

7 结语

变频供水的出现给这一问题带来了解决办法，在倡导节能减排的今天，变频供水成为了工业和生活中不可或缺的一项措施。节能减排是应用变频供水系统的根本目的，相关人员应该清楚对于变频供水系统最应该注意的关键问题，对配置要求完整，技术要相应的改造，使变频供水系统的价值得以实现。实践证明了变频供水系统在稳定性、可靠性、调速精度、动态响应、节能降耗和易于管理等诸多方面的优越性，具有很好的推广应用价值和进一步的研究价值。

[1] 迟 越.应用配置与节能关系改造变频供水系统[J].2009(12):89-92.

[2] 林哲宇.变频供水的应用与治理措施[J].民营科技，2008(9):11-15.

[3] 郭朝西.浅谈变频供水在节能领域的作用[J].节能减排，2001(2):245-255.

[4] 郭克芬.浅谈无负压变频恒压供水[J].山西建筑，2011，37(3):129-130.