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时间:2018-05-04
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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。关键词:建筑供水节能持压阀 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
2、工阶段。该工程原设计供水以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=15kPa,最低≮0.26~2.7MPa,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
3、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43.1m3/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。 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
4、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
5、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=7.5k3/h,H=520kPa,Ne=4km的普通浮球阀,由于其易损坏,又位于地下室水池内侧,运行中往往在损坏一段时间后才被发觉,给用户带来较大的经济
6、损失。由于控制浮球阀比普通浮球阀寿命长,同时位于水池外侧,检修较为方便。为了帮助用户加强管理,在地下水池的溢水口上,增加了溢水水位传感报警器,使用户在浮球阀万一失灵时,能够获得及时的报警,不至于造成较大损失。 1.5用空调冷却水补水泵作备用泵 由于图1中水泵D-2扬程不足于在用水高峰期从地下池吸水,则在室外管网维修时,系统供水能力不足。现将空调冷却水补水泵D-1移至D-2旁,型号为SB—X80—50—210(Q=50.4m3/h,H=588kPa,Ne=15kW),在D-2和D-3出口管道之间,有一个闸阀相连。这样设计的目的是在空调冷却水
7、量和当时的生活用水量均较小时,由生活供水泵补充空调冷却水,以达到充分节能的目的。从图1可见,D-3可以看作D-2的备用泵,因此系统的可靠性大大提高。 1.6改革系统的控制方式 传统变频供水设备的控制原理是恒压变量,即根据供水压力与设定值的差异,确定用户用水量的变化情况。如供水压力大于设定值,则判定为用户用水量下降;如供水压力小于设定值,则判定为用户用水量上升。控制系统据此控制变频器的频率,改变水泵的转速,达到改变流量的目的。恒压,指水泵供水扬程恒定,因为水泵从地下室水池吸水,入口压力近似于恒定,出口水压由压力控制恒定。然而在本工程中,除了
8、用户用水量的变化外,还多了一个干扰量:室外管网的供水压力。当室外供水压力减低,而用户用水量没有变化时,如果不作相应的调节,供水水压将会下降。本工程中,虽然用户供水压
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