芜湖三泰大厦供水系统的节能改造设计

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1、芜湖三泰大厦供水系统的节能改造设计摘要：结合典型高层建筑，通过引入持压阀，对原有生活供水系统设计进行了分析和节能改造，使室外自来水管网的水压得到利用，降低了建筑二次供水的能耗达50%，同时减低了设备投资。由于新的供水系统设计比传统的变频恒压供水系统节能效果更佳，因而具有推广价值。　　芜湖三泰大厦总建筑面积为58000m2，楼顶标高34.5m。地下室为自行车库和设备用房，一至三层为商场，三层上面为层高1.8m的技术夹层，四至九层为住宅和公寓用房。其生活供水系统是在1996年设计的，由于种种原因，至1999年才进入设备施工阶段。该工程原设计供

2、水以4～9层住宅和公寓为主要用水对象，商场每层设两个卫生间，为简化供水系统，仅设计了一套供水系统。供水设备选用TPE--50/60--14/6气压供水装置一套(供水水泵Q＝50.4m3/h，H＝588kPa，Ne＝15kW，一开一备)。　　现在，由于部分建筑的用途改变等，需要考虑对原设计在满足用水量和节能上作相应的修改。　　1节能改造措施　　1.1对供水系统重新分区　　由于建筑所在地距水厂较近，又距市政供水总管较近，因此室外管网供水压力较高。据当地自来水公司设计室提供的数据：正常时供水压力为0.27～0.31MPa，最低≮0.26～2.7

3、MPa，最高供水压力可达0.31～0.33MPa。因此，从技术角度来看，将地下室和1～3层商场划为单独的一个低区供水系统(顶标高14.5m)，采用自来水管压直接供水，水压完全可以满足要求；从用水水质来看，供水不经过地下水池，水质不易受污染；另外还节省了该部分水泵的容量即设备投资费用，又节省了二次供水的电耗，实在是一举三得的好事。　　供水系统划分为高低两个区后，高区设计秒流量变为43.1m3/h。按照自来水供水水压，四层住宅和公寓也可采用自来水管压直供，只是需另设专用的供水管道，对造价增加较多，在土建完工后实施的难度较大，故不作考虑。　　

4、1.2加设持压阀，改进供水系统　　自来水进入地下室水池后，自来水供水的管压完全损失(用户已为该水压付过费用)，如以一层商场地坪为基准零点，实际地下水室水池至水泵入口位压为负值。为了最大限度地利用自来水管压，将原来使用于化工系统中的持压阀引入供水系统，在自来水室外管网和地下室生活供水水泵入口之间加设持压阀进行连接，使该供水水泵所需的扬程由原来的588kPa柱降为294kPa，减少了50%。修改设计后的供水系统如图1所示，其工作原理如下：　　①从室外自来水入口(双入口)接来的供水管道，经过计量水表后，一路接至地下室水池，另一路接至持压阀。持压

5、阀的作用：当供水管道水压低于设定值(例如：0.2MPa)时，关小阀门开启度，直至将阀门完全关闭。该阀门的设定压力范围为0～0.4MPa，耐压1.6MPa。持压阀出口与水池至水泵入口的管道相接，为了防止自来水管网的水通过该连接点倒流至水池，在该接点前至水池的管道之间加设了止回阀。这样，当自来水室外管网水压万一低于正常值(如故障检修)时，供水水泵将从水池补充吸水；当持压阀完全关闭时，水泵将改为完全从水池吸水。由于水泵不是直接接在供水管道上，而是通过持压阀的保护后连接到自来水管网上，能够有效防止水泵抽水引起自来水管网压力的下降。自来水公司可以将

6、持压阀设定值调定后，将阀门封定。　　②供水水泵改为SB-X65-40-169K(Q＝45～70m3/h，H＝324～274kPa，Ne＝7.5kW，一开一备，)。由此可见，由于利用了自来水管压，水泵所需的扬程减低为原来的1/2，则水泵的装机功率减低为原来的1/2。上述改进不仅使电能消耗减低了一半，同时设备容量的减低有利于节省设备的初期投资，即购置水泵和变频器的费用。　　由图1可见，通往水池控制浮球阀的管道没有经过持压阀，这是为了在发生火灾时，不至于因持压阀的限制而影响水池的补水速度。　　1.3加设值班水泵　　图1中的D-1为值班运行水泵

7、，型号：50DLx4(一开一备，Q＝9.0m3/h，H＝520kPa，Ne＝4kW)。在传统供水设备中，许多设备生产厂家认为采用了变频器后，不需要设小型值班水泵，直接用大流量泵值班。由于生活供水系统的压力一般要求恒定，根据水泵的相似率，水泵的流量与转速成正比，而扬程与转速的平方成正比，用户用水量小时，水泵扬程可以降低些，这是由于流量小时管网阻力小的原故，但这部分仅占水泵扬程很小的比例。　　由于扬程限制，水泵的转速不能降低很多，因此，传统的变频恒压供水是依靠变频和改变水泵工作点来调节流量的，这就妨碍了变频器节能作用的发挥，对节能不利。因此，

8、用变频器来调节水泵转速，目的是减低水泵的总运行功率，在运行时单位水量的耗电未能节省。因此，增设小容量值班水泵对节能和延长大水泵运行寿命是必要的。在本工程中，值班水泵选择较大的扬程和功率出于下述