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無負壓供水設備與變頻供水設備的對比與選用問題探討

發布時間:2016-03-19 22:41:20
 

自從無負壓供水設備應用漸多,并逐漸占據了一定市場比例,近年來關于建筑給水選用無負壓還是變頻供水一直存在爭論,兩種方案都有各自的優點與不足,以下結合碰到的實際案例進行討論。
  一、 無負壓供水技術的工作原理:
  無負壓供水設備采用微機控制變頻調速實現恒壓供水,其中的負壓補償系統克服了對管網的不良影響,無負壓供水設備設定某一壓力值,啟動流量控制器調節市政進口壓力,避免產生負壓。自來水管網的水進入穩流罐,罐內空氣從真空消除器排出,待水充滿后,真空消除器自動關閉。當自來水管網壓力能夠滿足用水要求時,系統由旁通止回閥向用水管網直接供水,當自來水管網壓力不能滿足要求時,系統壓力信號由遠傳壓力表反饋給變頻控制器,水泵運行,并根據用水量的大小自動調節轉速恒壓供水。水泵供水時,若自來水管網水量大于水泵流量時,系統保持正常供水,用水高峰時,若自來水管網水量小于水泵流量時,穩流罐內的水作為補充水源仍能正常供水,此時,空氣由真空消除器進入穩流罐,罐內真空遭到破壞,確保了自來水管網不產生負壓,用水高峰過去后,系統恢復到正常供水狀態。當自來水管網停水或用水高峰時間過長造成穩流罐液位不斷下降,液位探測器信號發出報警信號反饋給變頻控制器,水泵自動停機,以保護水泵機組。負壓解除后,系統自動恢復正常運行。夜間小流量供水且自來水管網壓力不能滿足要求時,穩流罐可以貯存并釋放能量,避免了水泵頻繁啟動。
  無負壓供水具有以下優點:首先,節能,無負壓設備有效地利用了市政自來水原有的壓力,節能效果顯著;其次,安全衛生,無負壓成套設備采用全密閉設計,杜絕了自來水與空氣接觸,無二次污染;第三,節省機房占地面積,因為不需要水箱且所有設備集中在一個安裝底板上,無負壓成套設備所需安裝空間大幅減少;第四,節省管理維護費用,不需定期清洗水箱,水質檢測費用減少。
  無負壓供水同時存在以下不足:首先,它的供水可靠性不高,它缺少蓄水水箱,穩流罐體積小,市政供水一有故障,整個設備將癱瘓建筑物處于停水狀態。其次,由于直接從市政管網抽水,盡管可以解決負壓問題,但必須取得主管部門批準。這是因為抽水時可能產生的負壓會干擾水力工況,影響周圍用水,甚至造成管網破壞。無負壓供水技術由于有其自身的局限性,在下列條件下仍無法正常使用:①城市給水管網經常性停水的區域;②城市給水管網可利用水頭過低的區域;③城市給水管網供水波動過大的區域;④使用無負壓給水設備后,對周邊現有(或規劃)用戶用水會造成嚴重影響的區域;⑤供水保證率要求高,不允許停水的用戶;⑥凡可能對市政管網造成回流污染危害的行業,如醫院、制藥、化工等。
  以下用一個項目為例,分析比較無負壓與變頻供水設備的選用過程:
  工程概況:總建筑面積9萬平米,地下三層、地上四層,地上20米、地下15米,2-4層為寫字樓,1層、負一層為商場,負二、負三層為車庫、設備用房及配套用房,屋面有大面積的屋頂綠化。
  生活水水源為市政自來水,附近市政管網壓力穩定、主管管徑DN600,供水管徑DN200,壓力不小于2.0kg。為便于管理,甲方要求,1層及地下為市政自來水直供,2-4層選用無負壓或變頻供水設備供水,流量為10 m3/h。給水機房位于負三層。下表為選用無負壓或變頻供水設備各項對比表。
  變頻供水設備 無負壓供水設備 二者對比情況
  供水方式 使用水箱,市政自來水過來后全部放入水箱中,通過水泵加壓后供給用戶 設備與自來水管道直接串接加壓供水,可充分利用自來水原有的壓力。
  占地面積 4X3X2.5水箱及泵組、紫外線消毒器等共需80 m2。 20 m2。 無水箱且所有設備集中在一個安裝底板上節省60m2,騰出的空間可以做為庫房或停車位。

  水泵選型 揚程48m,流量10 m3/h,功率5.5KW兩臺(一用一備) 揚程28m,10 m3/h,功率2.2KW兩臺(一用一備)

  供水質量 市政管道中的水源本來已經是經過消毒處理的,全部放入水池或水箱中再次加壓,這樣就增加了一次水源的污染;各種雜物極易進入水池或水箱中,嚴重污染水源。 設備跟市政管網直接串接,經過消毒處理自來水經過設備加壓后直接供給用戶跟空氣沒有任何接觸,密封連接,水源沒有任何污染,水質質量好,用戶可以喝到符合衛生標準的飲用水。 /

  節水情況 經常出現跑、冒、滴、漏的現象; 2、每年的清洗、消毒會浪費大量的水資源。 全封閉結構,杜絕了跑、冒、滴、漏,清洗等浪費水資源的現象。
  前期投入 450000元 500000元 無負壓比變頻前期投入高:50000元

  節能情況 辦公區水泵的揚程是48m,流量10 m3/h,功率是5.5KW(一用一備)。每年用電金額為:1臺泵*5.5千瓦*12小時*365天*1元/度電=24090元

  水泵揚程高,功率大,耗能大,設備運行費用高,使用不經濟。 辦公區水泵揚程為28m,10 m3/h,功率2.2KW(一用一備)。每年用電金額為:1臺泵*2.2千瓦*8小時*365天*1元/度電=6424元

  水泵的選型小,揚程低,功率小,耗能小,運行時間短,設備運行費用低,節能效果明顯著. 節省17666元

  安裝情況 設備使用水箱,工程量大,施工、安裝麻煩,工期長,設備占地面積大。 成套設備出廠,到現場后,用戶的自來水進水管和出水管直接與設備對接即可,安裝簡單,施工周期短,占地面積小。 /

  節省清洗費用

  傳統變頻水箱要求每年清洗兩次,清洗費用每次按4000元算,則兩次清洗費用為8000 元。變頻供水設備還存在跑、冒、滴、漏、滲水等現象。 成套設備為全封閉結構,跟空氣完全隔絕,采用食品級不銹鋼材質,并杜絕了跑、冒、滴、漏、滲、等浪費水資源的現象,節省了清洗費用。 節省8000元

  節省檢測費用

  變頻水箱每年次進行清洗后都需進行水質檢測,一個進水口,一個水箱,一個末端,共3個點,按1500元/點計,則檢測費用為1500元×3=4500元,如按衛生局要求每年清洗兩次的話,則驗水費用為9000元;水箱需用紫外消毒器,每年需要更換消毒燈管等費用約1000元左右。 無負壓設備每兩年檢測一次,一次檢測三個出水點,檢測費用為1500元/個*3個=4500元,每年只需2250元;且無負壓供水設備無需使用紫外消毒器.節省更換費用。

  節省7750元

  綜上所述:無負壓供水設備的前期投入比變頻供水設備高:50000元;

  無負壓供水設備比變頻供水設備每年可節省費用:17666+8000+7750=33416元
  這僅是一年的費用,無負壓設備的生命周期為15—20年
  綜上所述,在建筑給水中選用無負壓還是變頻供水設備需要視實際情況而定,不僅要考慮建筑物本身的建筑特點、功能需要還要考慮周邊的現有市政條件、主管部門意見、城市規劃發展可能帶來的變化等等,如條件滿足可優先選用無負壓設備,在選擇前要進行詳細的技術經濟分析才能得到滿意的結果。

 
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