節(jié)能改造變頻供水系統(tǒng)

郝存枝

(大同煤炭集團(tuán)公司晉華宮礦供熱科，山西 大同 037016)

我國是水資源短缺的國家，人口眾多給用水問題帶來了巨大的難題，利用先進(jìn)科技實(shí)現(xiàn)節(jié)約水資源成為供水部門的責(zé)任。變頻供水的出現(xiàn)給這一問題帶來了解決辦法，在倡導(dǎo)節(jié)能減排的今天，變頻供水成為了工業(yè)和生活中不可或缺的一項(xiàng)措施。

我礦地處云岡溝，主要依靠集團(tuán)公司定量供水，人們的日常生活與生產(chǎn)只能使用定量定時(shí)供水來滿足需要，生活的快速發(fā)展，人們的物質(zhì)與精神也在不斷的提高，根據(jù)黨十七大工作報(bào)告精神，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展從粗放型向節(jié)約型轉(zhuǎn)變。我礦仍然處于計(jì)劃經(jīng)濟(jì)模式，怎樣順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，向市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變是當(dāng)前的工作指導(dǎo)方針。供熱科擔(dān)任著全礦生活與生產(chǎn)的供熱，供水工作。2005年以來，對(duì)一些社會(huì)場所及辦公場所的衛(wèi)生用水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，其宗旨就是節(jié)能，高效，更好的服務(wù)于民。

在此之前我礦的這些場所多采用工位水箱定時(shí)供水，定時(shí)沖洗。由于系統(tǒng)的老化和用水量的不合理，不僅浪費(fèi)水資源，同時(shí)也無法滿足人們的日常生活需求，衛(wèi)生間的衛(wèi)生極差，夏天臭氣沖天，給人們的生活、工作造成很大不便。針對(duì)這一現(xiàn)狀，我們多次下到實(shí)地勘察，研究方案，實(shí)施改造。

1 變頻供水系統(tǒng)配置和能耗情況

變頻供水作為現(xiàn)代建筑用水不可或缺的系統(tǒng)，必定有其獨(dú)特的功能和特點(diǎn)。利用變頻供水系統(tǒng)可以使資源能耗降低，與同等供水系統(tǒng)相比需要較少的資金投入，生產(chǎn)出來的飲用水污染程度減小。變頻供水系統(tǒng)以主泵多泵并聯(lián)為基礎(chǔ)，包含氣壓儲(chǔ)水罐等配置，建筑物要求變頻供水系統(tǒng)的供水能力要能夠保證該建筑的最大用水量，這樣就可以使該建筑內(nèi)的用戶在任意時(shí)間段都可以用上放心水。目前國內(nèi)變頻供水系統(tǒng)的應(yīng)用有不完善之處，主要體現(xiàn)在系統(tǒng)配置不完整，據(jù)調(diào)查，整個(gè)變頻供水應(yīng)用的建筑中，配置完整的不到總數(shù)的20%，大部分建筑中缺少氣壓儲(chǔ)水罐，這就會(huì)造成用水需求大的時(shí)候，系統(tǒng)供應(yīng)不上，而且對(duì)電能的消耗也會(huì)增加。也就是說目前建筑物所安裝的變頻供水系統(tǒng)根本沒有體現(xiàn)出節(jié)能減排的功效，只是在安裝的時(shí)候盡量節(jié)省開支，這種考慮是很片面的，是不負(fù)責(zé)任的。變頻供水系統(tǒng)的配置不完整，它所消耗的能源要比傳統(tǒng)的高位水箱更多。因?yàn)榘凑者@樣安裝，只有一個(gè)主泵在工作，主泵的工作能力極強(qiáng)，它的供水量要遠(yuǎn)大于建筑物最大用水需求量。如果有了氣壓儲(chǔ)水罐，主泵不需要隨時(shí)工作，用戶用水完全可以由氣壓儲(chǔ)水罐來搞定，耗能就會(huì)減少很多，這樣才會(huì)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用變頻供水系統(tǒng)的價(jià)值。我想節(jié)能減排是應(yīng)用變頻供水系統(tǒng)的根本目的，所以相關(guān)人員應(yīng)該清楚對(duì)于變頻供水系統(tǒng)最應(yīng)該注意的關(guān)鍵問題，對(duì)配置要求完整，技術(shù)要相應(yīng)的改造，使變頻供水系統(tǒng)的價(jià)值得以實(shí)現(xiàn)。

2 變頻供水系統(tǒng)節(jié)能的基本方面

變頻供水系統(tǒng)的獨(dú)特之處就是流量控制準(zhǔn)確、節(jié)能。傳統(tǒng)的供水只是依靠閥門來控制流量，而變頻供水系統(tǒng)除了閥門之外還有高科技的變頻調(diào)速控制，它在恒壓供水中體現(xiàn)的作用極其明顯。傳統(tǒng)的閥門單獨(dú)控制只是通過閥門的轉(zhuǎn)動(dòng)來改變水的流量，而動(dòng)力系統(tǒng)的輸出卻沒有改變，變頻調(diào)速就是針對(duì)這一問題產(chǎn)生的，它是通過改變泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)供水流量的，無需轉(zhuǎn)動(dòng)閥門，水流量就會(huì)減小，系統(tǒng)對(duì)電能的消耗勢必將要降低，而閥門的截流損耗也隨之消失。依據(jù)力學(xué)原理進(jìn)行推理，變頻調(diào)速使水泵的轉(zhuǎn)速降下來之后，主軸功率會(huì)大幅度的下降，從而達(dá)到節(jié)能的效果。

3 變頻供水系統(tǒng)配置與節(jié)能的關(guān)系

1)大樓供水特點(diǎn)。大型建筑物的供水有其特殊的隨意性，也就是說每個(gè)時(shí)間段的用水量不盡相同，在最小用量和最大用量之間徘徊，此時(shí)供水管網(wǎng)必須保證要恒定的壓力，以便滿足供水的需求。依靠變頻調(diào)速系統(tǒng)來控制主軸轉(zhuǎn)速，來調(diào)節(jié)供水量，必須要設(shè)置一個(gè)臨界點(diǎn)，因?yàn)檗D(zhuǎn)速下降會(huì)導(dǎo)致?lián)P程隨之減低，這樣一來氣罐的壓力就會(huì)降低，而壓力是隨時(shí)供水的保證，壓力不夠了供水將無法實(shí)現(xiàn)，為了保證壓力要高于最低供水需求，設(shè)置臨界點(diǎn)，當(dāng)壓力達(dá)到最低供水需求時(shí)主軸轉(zhuǎn)速將不再降低，從而使供水得到保證。由此可見，變頻調(diào)速的控制需要在某一個(gè)范圍內(nèi)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)用水量小于臨界轉(zhuǎn)速相對(duì)應(yīng)的流量時(shí)，變頻調(diào)速無法實(shí)現(xiàn)繼續(xù)控制，這時(shí)就要利用傳統(tǒng)的閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，所以說閥門也是必須保留的部件，必要的時(shí)候要利用它進(jìn)行截流。但是大型建筑物的用水通常時(shí)間段里都是在小流量的狀態(tài)，變頻調(diào)速的使用范圍一般很難滿足它的需求，依然是閥門使用的多，達(dá)不到預(yù)期的節(jié)能效果，這也就是變頻供水系統(tǒng)耗能比理論高的原因之一。

2)系統(tǒng)配置與節(jié)能關(guān)系。根據(jù)分析實(shí)際原因證明，變頻供水系統(tǒng)要想達(dá)到預(yù)期的節(jié)能效果必須完善系統(tǒng)的配置。首先系統(tǒng)的供水能力要與建筑物的用水量聯(lián)系起來，多大號(hào)的腳穿多大號(hào)的鞋，保證供水量和用水量在同一個(gè)級(jí)別，在節(jié)能的基礎(chǔ)上要使變頻供水系統(tǒng)的壓力得到保證。

3)變頻供水系統(tǒng)的完整配置應(yīng)包括三個(gè)部分。a.把變頻調(diào)速的區(qū)間，也就是滿足最小氣壓的轉(zhuǎn)速與零工作的范圍劃分為多個(gè)區(qū)間，因?yàn)橄到y(tǒng)除了主泵外還有多泵并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，利用多泵并聯(lián)的特點(diǎn)配合區(qū)間數(shù)量來工作，也就是用水量多的時(shí)候多開泵，用水量少的時(shí)候少開泵，這樣一來就會(huì)有效的減少能源的損耗。b.在擁有主泵的同時(shí)要配合安裝小流量的泵，當(dāng)用水需求少的時(shí)候，主泵會(huì)轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候工作的是小流量泵，小流量泵可以保證小于臨界點(diǎn)的供水需求，從泵的功率方面實(shí)現(xiàn)了節(jié)能效果。c.在建筑用水非常少時(shí)，小泵就會(huì)退出運(yùn)行，取而代之的是氣壓儲(chǔ)水罐，氣壓儲(chǔ)水罐的壓力在泵運(yùn)行的時(shí)候得到滿足，這個(gè)時(shí)候就會(huì)通過氣壓的動(dòng)力來實(shí)現(xiàn)供水。

4 應(yīng)用配置與節(jié)能改造對(duì)變頻供水的優(yōu)化

1)高效節(jié)能。2)供水壓力恒定。3)操作起來方便、簡單。4)用可編程控制器作為控制核心，增加了系統(tǒng)的靈活性，同時(shí)系統(tǒng)可靠性和抗干擾能力也提高。5)減少了開泵、切換和停泵次數(shù)，變頻器實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)水泵的軟啟動(dòng)和軟停車，由此減少對(duì)設(shè)備的沖擊，延長了設(shè)備的使用壽命。6)變頻調(diào)速供水系統(tǒng)示意圖見圖1。

5 資源再利用

每天從井下排出的工業(yè)廢水，經(jīng)過凈化站的凈化后重復(fù)利用，改造后的衛(wèi)生供水系統(tǒng)使用凈化水，每天衛(wèi)生沖洗消耗50余噸，這樣每年可節(jié)省飲用水約15 000 t，在很大程度上緩解了居民吃水難的狀況，從這幾年運(yùn)行狀況來看，達(dá)到了改造的目的，受到了廣大職工的好評(píng)。

6 改造后的效益

通過系統(tǒng)近幾年的運(yùn)行情況看，整體成本核算降低，耗水量每年節(jié)約飲用水15 000 t，相對(duì)從前耗水量每天節(jié)約5 t，耗水量降低一半，設(shè)備操作，看護(hù)人員減少，從3人降低到1人維護(hù)，設(shè)備安全率達(dá)到99%，維護(hù)維修費(fèi)用降低，直接節(jié)約人工開支每年6萬余元，經(jīng)過多方調(diào)研，反饋，滿足率為99%。改造的成功證明這適合我礦實(shí)際情況，安裝經(jīng)濟(jì)，節(jié)能，實(shí)用，下一步有待我們推向市場，譬如給居民住宅安裝，并配置相應(yīng)的一戶一表，那么將結(jié)束居民定時(shí)定期儲(chǔ)蓄水，實(shí)現(xiàn)全天24 h不間斷供水，改善人們的生活狀況。其具有廣泛的推廣性和應(yīng)用前景。

7 結(jié)語

變頻供水的出現(xiàn)給這一問題帶來了解決辦法，在倡導(dǎo)節(jié)能減排的今天，變頻供水成為了工業(yè)和生活中不可或缺的一項(xiàng)措施。節(jié)能減排是應(yīng)用變頻供水系統(tǒng)的根本目的，相關(guān)人員應(yīng)該清楚對(duì)于變頻供水系統(tǒng)最應(yīng)該注意的關(guān)鍵問題，對(duì)配置要求完整，技術(shù)要相應(yīng)的改造，使變頻供水系統(tǒng)的價(jià)值得以實(shí)現(xiàn)。實(shí)踐證明了變頻供水系統(tǒng)在穩(wěn)定性、可靠性、調(diào)速精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、節(jié)能降耗和易于管理等諸多方面的優(yōu)越性，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值和進(jìn)一步的研究價(jià)值。

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