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浅析建筑给水设计中的节能节水措施(2)

发布时间:2013-11-29   |  所属分类:水力:论文发表  |  浏览:  |  加入收藏

非减压型倒流防止器是由双止回阀及与大气相通的泄水阀组成,没有减压腔,水头损失较小,一般30-50kPa。双止回阀仅有两个止回阀组成,中间无泄水阀,结构简单压损小,一般只有30-40kPa。真空破坏器一般只用于末端的非连续水流。

减压型倒流防止器是目前世界上最高等级的防回流控制设备,能有效防止虹吸回流和背压回流。它的最大确点是其水头损失相当大,达到60-90kPa,即使目前最新研制的一些低压损系列,其水头损失也有40-60kPa,在工程使用中还是偏大的。这是产品安全技术要求的结果,目前还不能克服,在实际应用中由此产生的水头损失会更大。首先,产品样本上注明的水头损失一般是额定流量下的出厂测试值,尽管其水头损失与流量不成比例关系,但从笔者了解的几种产品的水头损失曲线看,其水头损失随流量的增加而有所上升,尤其是超过一定流量后其上升幅度较大。另外,倒流防止器是一套机械产品,有严格的安装,检测和维护要求,阀体前后均须设隔离阀检修阀,阀前一般还需设管道过滤器,故整套阀组的水头损失会达到100kPa以上。因此减压型倒流防止器是不经济的,只有在必须时使用,不可盲目滥用。

3 供水方式及系统分区对能耗的影响

3.1给水系统的方式

多层、高层建筑中常用的供水方式可分为以下4种:

(1) 市政水源→水池→加压泵→高位水箱→用户

(2) 市政水源→水池→加压泵→气压罐→用户

(3) 市政水源→水池→变频调速加压泵→用户

(4) 市政水源→叠压供水设备→用户

3.2给水系统方式能耗的理论比较

上述4中供水方式中,前两种是90年底前的主要供水方式,第三种是近些年普遍采用的供水方式,而第四种是近几年发展很快的新的供水方式。4种方式各有利弊,后两种因为取消了部分或全部供水调节构筑物,因而能够有效的防治和减少二次污染、简化供水系统。但是从节能方面分析,第一种最为节能,因为水泵始终在高效段工作,且水泵Q按最大时选择,其值为计算变频调速泵选用设计秒流量的1/1.5~1/3。第四种方式虽然变频泵能随管网流量的变化可调频变速,比常速泵节能,但因其一天中基本不间断运行,且有部分时间在低流量、低效状态下工作,因此比高位水箱供水耗大。叠压供水按理论推测,因其充分利用了市政供水管网的余压,所以节能效果明显。但是实际应用中,它与市政供水条件、设备参数的选择是否恰当等有很大关系。气压供水设备与高位水箱供水相比,主要是不需要设置高位水箱,缺点是要提高供水压力,因此供水耗能要大于高位水箱的供水方式。

设计中采用何种供水方式,除了考虑耗能情况,还要考虑供水的安全稳定性、二次污染问题、一次投资费用、运行管理费用等,只有结合工程实际,合理的选择供水方式,才能达到安全节能的目的。

3.3 高层建筑系统分区和减压阀的设置在节能中的作用

3.3.1 分区供水压力

分区供水压力应按\"规范\"3.3.5及3.3.5A条执行,各分区最低卫生器具配水点处的静水压不宜大于0.45Mpa;静水压大于0.35Mpa的入户管(或配水横管),宜设减压和调压设施;居住建筑入户管给水压力不应大于0.35Mpa。在工程设计中,往往控制用水点处P=0.35 Mpa就不再减压了,但从节能方面考虑,宜将水表前支管压力控制为≥0.15 Mpa。

系统的竖向分区可采用给水设备分区,也可共用给水设备竖向采用减压阀分区,或结合支管减压阀分区等,供水系统的方法需结合建筑竖向标高、建筑功能、用水量大小等综合考虑。在具体工程设计中,则需要对几种可行的系统分区方案,进行设备管网投资、运行费用、管网复杂程度等作分析比较,得出最优方案。

3.3.2供水机组能耗分析

建筑供水能耗与供水系统分区方式有很大关系,但运行费用的量化测算比较复杂。一方面,减压阀消耗的水头损失为无效压损,引起水泵机组所作的有用功增加:另一方面,水泵机组的效率也是运行能耗的关键因素。笔者认为在设计阶段,水泵的功率可以用公式N=qH/(3.6x102η)来估算,为进一步简化单位换算(注:仅用于相对比较),水泵的全年运行能耗W可以用全年水泵对用水量所作的有用功与水泵机组平均效率η的比值作粗略的比较,而水泵所作的有用功即为年用水量Q水贡扬程H,故供水机组的年运行能耗公式可简化为W=QH;而减压阀引起的无效能耗,理论上即为全年通过减压阀的流量与所减压力值的乘积。

水泵运行效率可从水泵性能的效率曲线图上查得。一般地建筑给水系统中的水泵都是小流量泵,高校区效率约为50-78指进口或合资泵。从各系列水泵的效率曲线图可以看出,较大流量泵其效率也较高,水泵工频运行时的高效区域较宽,变频运行时效率有所下降,而且高效区变窄。设计选泵时是依据最高可能流量来确定的,这就意味着它将通常运行在最大流量以下区域,所以一般选变频泵应选择工频时效率曲线的右边,以保证在流量下降时保持较高效。但即便如此,变频泵在某些时段也会滑出高效区运行,尤其是对某些用水量不大但用水变化系数比较大的建筑。

3.3.3给水设备分区与减压阀分区的比较

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