在高樓層供水方式中，有水箱方式的泵是在高效率點上間歇工作因而節能;而無水箱方式的泵因經常處于高揚程低流量，偏離泵的高效率點連續工作而費能;如仍不用水箱，而用多臺小泵以工頻和變頻組合供水，結果因其效率更低而更費電。既有的變頻供水也可改為工頻供水，改后物業費必將下降，節能減排利國利民。

　　因城市供水的壓力所限，高樓層的供水大都需要二次加壓供水設施和耗電。按我國人多地少和快速城市化進程的國情，必將多建高樓及加壓供水設施，建設資金和建筑能耗也將升高。但目前大都僅為供水方便，少有考慮其節能和節資。為減少業主的支出，降低物業成本，建設資源節約型和環境友好型社會，應以***將物業加壓供水的節能納入議事日程?，F將實際工程中選用高樓層加壓供水方式的設計舉例述下，以資參考。

　　1.高樓層供水方式的選擇

　　目前高樓層供水主要有有水箱工頻泵和無水箱變頻泵兩種方式，其系統和設施見圖1。工頻泵供水須設高位水箱、高低水位自動停開泵和極限低水位報警裝置;變頻泵供水須設變頻器和壓力繼電器?，F以在同一高樓層分別采用兩方式的設計比較，舉例述下：

　　2.該高樓層的二次加壓生活用水量

　　按耗水量0.18m3/(人·d)、3.5人/戶、2戶/每樓單元，全樓共3個單元和11個供水樓層，小時變化系數按普通住宅Ⅲ類，取2.5等用水參數。其系統的計算結果如下：

　　小時平均用水量Qp=0.18×3.5×2×3×11÷24=1.73 m3/h

　　小時最大供水量Qma*=Qp×2.5=1.73×2.5=4.33 m3/h

　　3.該高樓層供水需要的揚程

　　因供水的揚程H是由供水高度h1、管路阻力h2、剩余壓力h3和速度水頭h4等4部分組成，故H=h1+h2+h3 +h4。其計算結果見表1。

　　4.加壓水泵的選用

　　按兩方式中水泵的能力均須滿足最大供水量和最大揚程以及高效率的需要，選用了CR5-13型水泵。其Q- H和Q -η特性曲線(摘自泵產品樣本)見圖2。

　　5.二次加壓供水管路的特性曲線和泵的工況點

　　將Qp=1.73m3/h和Hp=62.646m在圖2上畫點A;將Qma*=4.33m3/h、Hma*=66.285m在圖2上畫點B;將Qp=1.73m3/h、Hma*=66.285m在圖2上畫點M/。

　　通過A 、B兩點的線，即供水管路的特性曲線;其與泵的Q -

　　H曲線相交的M點，即工頻泵的工況點。B點和M/點分別是變頻泵最大和平均用水量時的工作點，通過B、M/兩點的直線，即變頻泵的恒壓工作線。

　　5.1 水泵機組的額定指標和工作參數：列于表2。

　　5.2 水泵機組的能耗計算結果：列于表3。

　　6.水泵機組耗電的分析與結論

　　工頻泵是以較(最)高的效率(65%)點間歇工作。而變頻泵為保證在高峰用水量(4.33m3/h)時，頂層住戶也有足夠的水用，必須保持在恒壓(66.285m水柱)的情況下運行;實際上由供水系統內任一戶的隨機用水和泄漏等原因，致使泵機組經常處于低流量，偏離泵的高效率點(平均41%)不停地運行。因而其單位供水的電耗較高。

　　本例的工頻泵與變頻泵的耗電比為1:1.78，在權威資料(1:1～2)[1]的范圍之內。但因實際的用水量均低于設計值，致使變頻泵的效率更低更費電;而工頻泵仍是以高效率點工作，且泵的運轉時間會隨用水量的減少而縮短，其單位供水的電耗并不變。

　　此外，工頻泵方式中用不銹鋼制作的漏斗型高位水箱(見圖1)，僅為緩沖作用而容積很小，水在其中停留的時間平均不過1小時，均不構成水的二次污染[2];水箱及其電器均屬通用設施，價格便宜維護簡易。而變頻設備不僅造價昂貴，且故障率和維護技術要求均較高，并有諧波對電網和電機的干擾等弊端。

　　本例有水箱與無水箱兩供水方式的技術經濟比較列于表4。

　　7.多臺變頻泵組合供水的電耗

　　在無水箱供水方案中，有些設計采用多臺小泵并聯組合供水，以期提高泵的負荷率和效率降低電耗。大都以一套變頻器輪供多臺小泵，即用水量少時先將變頻器供第一臺泵使用;當因用水增加其供電的頻率達(升)到工頻(50Hz)時，將其電源自動切換至普通50Hz的電源上繼續運行;同時將變頻的電源自動切換給第二臺泵使用。當用水減少時，則先停第二臺泵，繼之仍用第一臺泵變頻運行。

　　現仍以前例，選用2臺CR3-15型的小泵供水。泵的特性曲線及其工況見圖3。

　　7.1 水泵機組的額定指標和工作參數：列于表5。

　　7.2 水泵機組的能耗計算結果：列于表6。

　　7.3

　　水泵機組耗電的分析與結論：由上比較可知，因泵和電機的規格變小后，其效率和功率因數也均變小，特別是第二臺泵，因其水量較低致泵的效率平均僅有26％。結果是事與愿違得不償失，不但未節能，反比僅用一臺變頻泵供水還費電(0.776-0.729)/0.729×100%=6.5％。并還增加了機組的投資、占地、維修和管理等不利因素。

　　依此類推，采用更小更多泵的組合供水方式，必將因泵和電機的效率更低而更加耗能。

　　以上結論表明，無水箱變頻泵供水技術，在高樓層用水需具有隨機性、集中性和用水點高的情況(特點)下，泵則長時間地陷入了高揚程低流量低效率(特點)的誤區中，從而必然費能。表1供水揚程的組成表明：管路的阻力平均僅占供水泵揚程的1.3％，而供水的高度卻占了90％多。故將離心式流體輸送設備，用以克服管道阻力為主，水流量與泵揚程相關性較強的場合，采用調速運行的常規節能技術，用于高樓層無水箱變頻泵供水需要節能的場合，是不適宜的。而非“變頻不節能”。

　　8.經濟效益和節能減排的分析與比較

　　除由表4給出的有水箱方式比無水箱方式可節約43％的建設資金(減少房價構成)外，還由表3可知：有水箱方式比無水箱方式的水費附加費便宜78％;電費按0.8元/(kW·h)，則合單位供水的物業費為(0.728-0.410)×0.8=0.25元/m3;按其1年的節電量為(1.259-0.709)×24×365=4818(kW·h)/a，合3854.4元/a。

　　再取目前我國以燃煤為主的火力發電供電煤耗0.37kg標準煤/(kW·h)、標準煤與燃料煤的熱值分別為7000和5000kcal/kg;燃料煤含碳53％、含硫1％、灰份20％;碳、硫、氧的原子量分別為12、32、16，則其節約的燃料煤Mr為：

　　Mr=4818×0.37×7000÷5000=2496kg/a

　　合環保減排量P為：二氧化碳Pco2=2496×53％×44÷12=4850kg/a;二氧化硫Pso2=2496×1％×64÷32=50kg/a;爐灰Ph=2496×20％=499kg/a。

　　9.結語

　　高樓層供水方式對于建筑節資節能與環境效益至關重要，應為建設部門、房產開發商、物業管理部門和業主所關注，應將其納入建筑節能減排議程中。高樓用工頻泵供水在各方面均優于變頻泵供水，利國又利民，符合以人為本的建設資源節約型和環境友好型社會的***。即使是在已有了變頻供水的既有樓房中，也能改為水箱供水，因為只需在樓頂增加一個或幾個水箱即可，其容積可大可小，小了只是水泵啟動得頻些罷了。當然也需設計計算一下。相信改后物業費必將驟降，為業主所歡迎。

　　參考資料：

　　[1]建設部工程質量安全監督與行業發展司、中國建筑標準設計研究院，全國民用建筑工程設計技術措施--節能專篇

　　.給水排水。北京，中國計劃出版社。20**(3)：3.

　　[2]任基成，費杰。城市供水管網系統二次污染及防治。北京，中國建筑工業出版社。20**(5)：87、89、90.

篇2：高校節能給水方式之無負壓供水

　　高校節能給水方式之無負壓供水

　　無負壓供水是一種高校節能的給水方式，深得廣大用戶的青睞。

　　水泵如果直接連接在市政管網上，充分利用了市政管網原有的壓力，節能效果好，不需要建造蓄水池，直接與市政管網連接，沒有水質的二次污染.

　　但我國城市供水條例規定為了防止對周圍居民用水產生影響，不許將生活、生產水泵直接安裝在市政管網上。 為了解決供水設備既可串接在市政供水管網上又不產生負壓，更不影響其它用戶的用水，需要在水泵進口與市政管網之間增設流量控制器、分腔式穩壓補償罐等，流量控制器時刻監視市政管網壓力，在保證市政管網不產生負壓的同時還可充分利用市政管網原有壓力。

　　當用戶用水需求大于市政供給量時，采用分腔式穩壓補償罐，將罐內的水充分補充到用戶管網中，直到用水趨于平穩時，再通過泵組及雙向補償裝置將分腔式穩壓補償罐的水補足，以備下一輪的高峰用水需求。

　　整個過程都是在全密閉狀態下運行，且由變頻控制系統控制，無需人工手動調整，以保證用戶的用水安全、純凈。

　　這種供水方式具有無可替代的優越性：

　　1、節省投資無需建造水池，不用設水箱，占用空間小。

　　2、無二次污染，設備直接與市政網連接，水質真正不受二次污染，大大提高供水質量。

　　3、高效節能：A、直接與市政管網連接可以充分利用市政管網壓力B、小流量用水時可以不必頻繁啟停水泵。

　　4、自動化運行;

　　5、節水效果好，全封閉運行，無滲漏，溢水現象;