变频供水设备在高层住宅供水系统节能改造中的应用

孙蔚

（天津市建设发展总公司　300140）

变频供水设备在高层住宅供水系统节能改造中的应用

孙蔚

（天津市建设发展总公司300140）

本文以当前建筑行业中一项快速发展的高层住宅建筑为研究点，就变频供水设备在其供水系统的节能改造环节中的具体应用情况进行研究，并以天津市和平区高层住宅为案例，进行细致的讲解。

变频供水；高层住宅供水系统；节能改造；应用

引言

在我国建筑行业的高层建筑物类型中，供水系统的建设是一项十分重要的环节，其供水水平和质量的高低，将对住户日常的生产生活产生直接的影响。但是，由于传统的老式供水系统具有着供水不及时、水资源浪费十分严重等方面的缺点，使得其不仅无法有效的满足用户的日常供水需要，还与我国建筑行业的节能建设理念不相符。因此，便需要对高层住宅中供水系统中的设备进行节能改造，而变频供水设备作为一个可以使调速供水方式被有效实现、使供水的环境得到极大改变的供水装置，便成为了当前高层供水系统进行节能改造的一个重要的设备装置。

1　当前高层住宅中常用的供水类型和特点

1.1水泵和水箱联合供水

在20世纪90年代中前期，大部分的建筑物中都是采用水泵和水箱联合供水的方式对住户进行给水。由于此种供水类型需要在地下设置一个水池、多台水泵、并在屋顶设置一个水箱；并且，当其进行实际的供水时，需要由水泵将水由底线水池抽到水箱之中，然后在供给各个用水点。虽然，此种供水方式运行起来相对比较稳定、日常的维修费用也不是很高[1]。但是，由于其供水的水泵是一直处于工作频率状态之下的，这就使得水泵的能耗相对较高，节能性较差。与此同时，建筑物楼顶的水箱也是一直处在一个长期贮水的状态之下，长此以往，就会导致水箱中出现铁锈和青苔，从而导致水资源的二次污染，对使用者的生命安全造成一定的威胁。此外，一些面积相对较大的高位水箱还需要单独的设立一个水箱间，这就会导致其占地面积扩大，从而使得土建的投资被增加，进而增加了建筑成本。

1.2气压供水

所谓的气压供水，其实质就是用气压罐来取代楼等原来的水箱或者是水塔设备，在供水时，通过气压罐自身内部贮存一定容积的气体气囊来调节水压，从而完成供水工作。虽然相对于第一种供水方式来讲，其节能性较强；但是由于此种供水方法调节的水量仅仅占到了气压罐总体容积的1/6，使得其调节的能力较弱。并且，由于其受气压变化的影响较大，所以，其供水的压力不是十分的稳定，使得水泵的启动频率相对较为频繁，对建筑物供电电网的冲击力比较大[2]。

1.3变频调速供水

此种供水方式是在近几年才出现在高层住宅建筑的供水系统中的，并且，由于其具有的众多的优点，使得其在建筑物的给水设计中迅速的占据了一席之地。由于该供水方式只需要在底线设置一个水池，并安装一套用来进行变频调速工作的设备，除此之外，并不需要安装其他的装置，所以，可以有效的减少土建投资费用。与此同时，变频设备主要是由一个水泵机组和变频控制构成的，并且，在正常条件下，水泵机组中只有一台水泵机需要进行变频运行的工作，其余水泵机则处于工作频率归零或者是停机的状态，这就极大的节约了供水系统的能源消耗。此外，该供水方式的占地面积也相对较小、工作的自动化程度相对较高、具有很好的节能效果，且不需要在楼顶单独的设立一个水箱[3]。这使得该供水系统不仅与当前建筑行业倡导的节能理念不谋而合，还可以防治水资源出现二次污染，可以在一定程度上解决资源的消耗。

2　应用变频供水设备的实际案例

本文以天津市和平区高层住宅的供水系统为案例，就其当前的供水现状、改造供水系统的方案以及实施的效果进行简单的介绍。

2.1供水现状及问题

一直以来，该地区采用的都是上文中讲述的水泵和水箱结合的联合供水方式，并且，该地区根据不同楼区的用水量分别的设立了高中低三个等级的供水。其中，五层以下属于低区，其住户的日常用水主要是由当地的自来水管网进行直接的供水；其中区则是由两个相对独立的中位水箱进行供水；其高区则是由两个相互连通的高位水箱进行供水。目前，该区域内有两台水泵，由于该小区日常的用水量缺乏稳定性，这就使得这两台水泵在正常工频运行状态下会产生极大的电能消耗，为物业公司进行成本的管理和控制工作造成极大的不便。并且，由于其日常用水流量的变化相对较大，使得其系统长时间都处于一个不稳定的状态当中。当用水的负荷产生较大的变化时，水泵电机的启停频率就会随之增加，从而导致供水的压力十分的不稳，进而使得水泵正常的使用年限被缩短。

2.2改造方案

根据以上讲述的该区域供水系统存在的此种问题，笔者决定采用变频和气压罐结合的方式来改造供水系统。①区域控制，低区的供水方式依旧不变；将中区和高区合并，由一个供水系统进行给水。其中，利用变频系统对高区用户进行直接的供水，而原来的高区的高位水箱，则变为消防箱进行使用。此外，为了能够有效的减少高区用户用水时对中区用户产生的水压冲击，施工人员可以在中区原来的主管路上再安装一个减压阀，并通过该阀门为中区用户进行供水[4]。②时间控制。在凌晨六点至晚上十一点：此时间段内，可以使用两台注水泵进行变频供水，并且，变频系统还可以根据供水系统中用户用水量的变化，自动的增加或者是减少水泵的运行数量、有效的调节水泵的运转速度，使其能够达到变频恒压的供水形式中。在晚上十一点到凌晨六点：此时间段内，由于该区域夜间的用水量相对较少，所以，可以使用一台小水泵和气压罐进行供水，并且，小水泵30～45min启用一次即可。

2.3改造效果

①由于在大流量用水的白天使用了变频调速装置进行供水，既使得电能得到了有效的节约，还防止水资源出现了二次污染[5]。②由于中区的水箱被拆除，水箱得到了二次利用，这不仅有效的解决了土建投资费用较多的问题，还使得与水箱间相邻的住户不会在受到噪音的骚扰。③在中区使用减压阀，极大的减少了高区用水对中区的冲击，有效的延长了供水系统内部管路和阀门的使用年限。④在夜间对该区域实行水泵和气压罐结合的供水方式，不仅可以有效的消除掉困扰了周边住户多年的噪音，还使得小水量的水泵可以一直保持在处于高效区工作的状态，从而有效的降低了大水量水泵在用水流量较小的情况下一直保持正常工频运转对于电能的消耗，进而有效的节约了各项能源。

3　结论

总而言之，在当前我国建筑行业不断发展、高层住宅建筑不断增加、水资源储备量不断减少的今天，高层供水系统的节能改造已经是建筑行业发展面临的一个必然的发展趋势。因此，本文就变频供水设备在当前建筑行业供水系统节能改造方案中的应用进行研究，从当前我国搞成供水系统的类别出发，就使用变频调速控水装置的优势进行简单的介绍，并以实际案例为基础，对其具体的应用进行讲解，以期能够推动我国建筑行业节能理念的普及和节能改造措施的有效实施。

[1]张琼莲.变频泵恒压供水在建筑给水系统中的应用[D].广州大学，2012.

[2]宁海燕.高层建筑生活给水系统的节能和优化研究[D].重庆大学，2007.

[3]黄婷.高层建筑供水系统节能研究[D].天津大学，2012.

[4]关跃华.高层建筑供水系统节水节能技术研究[D].天津大学，2007.

[5]蒋屹.利用变频器对高层住宅供水系统的改造[J].硅谷，2010，11（01）：21.

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