節能改造變頻供水系統

郝存枝

(大同煤炭集團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，利用先進科技實現節約水資源成為供水部門的責任。變頻供水的出現給這一問題帶來了解決辦法，在倡導節能減排的今天，變頻供水成為了工業和生活中不可或缺的一項措施。

我礦地處云岡溝，主要依靠集團公司定量供水，人們的日常生活與生產只能使用定量定時供水來滿足需要，生活的快速發展，人們的物質與精神也在不斷的提高，根據黨十七大工作報告精神，社會經濟的發展從粗放型向節約型轉變。我礦仍然處于計劃經濟模式，怎樣順應社會的發展，向市場經濟轉變是當前的工作指導方針。供熱科擔任著全礦生活與生產的供熱，供水工作。2005年以來，對一些社會場所及辦公場所的衛生用水系統進行了改造，其宗旨就是節能，高效，更好的服務于民。

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

1 變頻供水系統配置和能耗情況

變頻供水作為現代建筑用水不可或缺的系統，必定有其獨特的功能和特點。利用變頻供水系統可以使資源能耗降低，與同等供水系統相比需要較少的資金投入，生產出來的飲用水污染程度減小。變頻供水系統以主泵多泵并聯為基礎，包含氣壓儲水罐等配置，建筑物要求變頻供水系統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的用戶在任意時間段都可以用上放心水。目前國內變頻供水系統的應用有不完善之處，主要體現在系統配置不完整，據調查，整個變頻供水應用的建筑中，配置完整的不到總數的20%，大部分建筑中缺少氣壓儲水罐，這就會造成用水需求大的時候，系統供應不上，而且對電能的消耗也會增加。也就是說目前建筑物所安裝的變頻供水系統根本沒有體現出節能減排的功效，只是在安裝的時候盡量節省開支，這種考慮是很片面的，是不負責任的。變頻供水系統的配置不完整，它所消耗的能源要比傳統的高位水箱更多。因為按照這樣安裝，只有一個主泵在工作，主泵的工作能力極強，它的供水量要遠大于建筑物最大用水需求量。如果有了氣壓儲水罐，主泵不需要隨時工作，用戶用水完全可以由氣壓儲水罐來搞定，耗能就會減少很多，這樣才會實現應用變頻供水系統的價值。我想節能減排是應用變頻供水系統的根本目的，所以相關人員應該清楚對于變頻供水系統最應該注意的關鍵問題，對配置要求完整，技術要相應的改造，使變頻供水系統的價值得以實現。

2 變頻供水系統節能的基本方面

變頻供水系統的獨特之處就是流量控制準確、節能。傳統的供水只是依靠閥門來控制流量，而變頻供水系統除了閥門之外還有高科技的變頻調速控制，它在恒壓供水中體現的作用極其明顯。傳統的閥門單獨控制只是通過閥門的轉動來改變水的流量，而動力系統的輸出卻沒有改變，變頻調速就是針對這一問題產生的，它是通過改變泵的轉速來調節供水流量的，無需轉動閥門，水流量就會減小，系統對電能的消耗勢必將要降低，而閥門的截流損耗也隨之消失。依據力學原理進行推理，變頻調速使水泵的轉速降下來之后，主軸功率會大幅度的下降，從而達到節能的效果。

3 變頻供水系統配置與節能的關系

1)大樓供水特點。大型建筑物的供水有其特殊的隨意性，也就是說每個時間段的用水量不盡相同，在最小用量和最大用量之間徘徊，此時供水管網必須保證要恒定的壓力，以便滿足供水的需求。依靠變頻調速系統來控制主軸轉速，來調節供水量，必須要設置一個臨界點，因為轉速下降會導致揚程隨之減低，這樣一來氣罐的壓力就會降低，而壓力是隨時供水的保證，壓力不夠了供水將無法實現，為了保證壓力要高于最低供水需求，設置臨界點，當壓力達到最低供水需求時主軸轉速將不再降低，從而使供水得到保證。由此可見，變頻調速的控制需要在某一個范圍內來實現，當用水量小于臨界轉速相對應的流量時，變頻調速無法實現繼續控制，這時就要利用傳統的閥門進行調節，所以說閥門也是必須保留的部件，必要的時候要利用它進行截流。但是大型建筑物的用水通常時間段里都是在小流量的狀態，變頻調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，達不到預期的節能效果，這也就是變頻供水系統耗能比理論高的原因之一。

2)系統配置與節能關系。根據分析實際原因證明，變頻供水系統要想達到預期的節能效果必須完善系統的配置。首先系統的供水能力要與建筑物的用水量聯系起來，多大號的腳穿多大號的鞋，保證供水量和用水量在同一個級別，在節能的基礎上要使變頻供水系統的壓力得到保證。

3)變頻供水系統的完整配置應包括三個部分。a.把變頻調速的區間，也就是滿足最小氣壓的轉速與零工作的范圍劃分為多個區間，因為系統除了主泵外還有多泵并聯的結構，利用多泵并聯的特點配合區間數量來工作，也就是用水量多的時候多開泵，用水量少的時候少開泵，這樣一來就會有效的減少能源的損耗。b.在擁有主泵的同時要配合安裝小流量的泵，當用水需求少的時候，主泵會轉入休眠狀態，這個時候工作的是小流量泵，小流量泵可以保證小于臨界點的供水需求，從泵的功率方面實現了節能效果。c.在建筑用水非常少時，小泵就會退出運行，取而代之的是氣壓儲水罐，氣壓儲水罐的壓力在泵運行的時候得到滿足，這個時候就會通過氣壓的動力來實現供水。

4 應用配置與節能改造對變頻供水的優化

1)高效節能。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，增加了系統的靈活性，同時系統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，變頻器實現了多臺水泵的軟啟動和軟停車，由此減少對設備的沖擊，延長了設備的使用壽命。6)變頻調速供水系統示意圖見圖1。

5 資源再利用

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

6 改造后的效益

通過系統近幾年的運行情況看，整體成本核算降低，耗水量每年節約飲用水15 000 t，相對從前耗水量每天節約5 t，耗水量降低一半，設備操作，看護人員減少，從3人降低到1人維護，設備安全率達到99%，維護維修費用降低，直接節約人工開支每年6萬余元，經過多方調研，反饋，滿足率為99%。改造的成功證明這適合我礦實際情況，安裝經濟，節能，實用，下一步有待我們推向市場，譬如給居民住宅安裝，并配置相應的一戶一表，那么將結束居民定時定期儲蓄水，實現全天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用前景。

7 結語

變頻供水的出現給這一問題帶來了解決辦法，在倡導節能減排的今天，變頻供水成為了工業和生活中不可或缺的一項措施。節能減排是應用變頻供水系統的根本目的，相關人員應該清楚對于變頻供水系統最應該注意的關鍵問題，對配置要求完整，技術要相應的改造，使變頻供水系統的價值得以實現。實踐證明了變頻供水系統在穩定性、可靠性、調速精度、動態響應、節能降耗和易于管理等諸多方面的優越性，具有很好的推廣應用價值和進一步的研究價值。

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