
自從無負壓供水設(shè)備應用漸多,并逐漸占據(jù)了一定市場比例,近年來關(guān)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(yōu)點與不足,以下結(jié)合碰到的實際案例進行討論。
一、 無負壓供水技術(shù)的工作原理:
無負壓供水設(shè)備采用微機控制變頻調(diào)速實現(xiàn)恒壓供水,其中的負壓補償系統(tǒng)克服了對管網(wǎng)的不良影響,無負壓供水設(shè)備設(shè)定某一壓力值,啟動流量控制器調(diào)節(jié)市政進口壓力,避免產(chǎn)生負壓。自來水管網(wǎng)的水進入穩(wěn)流罐,罐內(nèi)空氣從真空消除器排出,待水充滿后,真空消除器自動關(guān)閉。當自來水管網(wǎng)壓力能夠滿足用水要求時,系統(tǒng)由旁通止回閥向用水管網(wǎng)直接供水,當自來水管網(wǎng)壓力不能滿足要求時,系統(tǒng)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(jù)用水量的大小自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速恒壓供水。水泵供水時,若自來水管網(wǎng)水量大于水泵流量時,系統(tǒng)保持正常供水,用水高峰時,若自來水管網(wǎng)水量小于水泵流量時,穩(wěn)流罐內(nèi)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(wěn)流罐,罐內(nèi)真空遭到破壞,確保了自來水管網(wǎng)不產(chǎn)生負壓,用水高峰過去后,系統(tǒng)恢復到正常供水狀態(tài)。當自來水管網(wǎng)停水或用水高峰時間過長造成穩(wěn)流罐液位不斷下降,液位探測器信號發(fā)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(tǒng)自動恢復正常運行。夜間小流量供水且自來水管網(wǎng)壓力不能滿足要求時,穩(wěn)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(yōu)點:首先,節(jié)能,無負壓設(shè)備有效地利用了市政自來水原有的壓力,節(jié)能效果顯著;其次,安全衛(wèi)生,無負壓成套設(shè)備采用全密閉設(shè)計,杜絕了自來水與空氣接觸,無二次污染;第三,節(jié)省機房占地面積,因為不需要水箱且所有設(shè)備集中在一個安裝底板上,無負壓成套設(shè)備所需安裝空間大幅減少;第四,節(jié)省管理維護費用,不需定期清洗水箱,水質(zhì)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(wěn)流罐體積小,市政供水一有故障,整個設(shè)備將癱瘓建筑物處于停水狀態(tài)。其次,由于直接從市政管網(wǎng)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(chǎn)生的負壓會干擾水力工況,影響周圍用水,甚至造成管網(wǎng)破壞。無負壓供水技術(shù)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(wǎng)經(jīng)常性停水的區(qū)域;②城市給水管網(wǎng)可利用水頭過低的區(qū)域;③城市給水管網(wǎng)供水波動過大的區(qū)域;④使用無負壓給水設(shè)備后,對周邊現(xiàn)有(或規(guī)劃)用戶用水會造成嚴重影響的區(qū)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(wǎng)造成回流污染危害的行業(yè),如醫(yī)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(shè)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(shè)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(wǎng)壓力穩(wěn)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(shè)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(shè)備各項對比表。
變頻供水設(shè)備 無負壓供水設(shè)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(shè)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(shè)備集中在一個安裝底板上節(jié)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(zhì)量 市政管道中的水源本來已經(jīng)是經(jīng)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(shè)備跟市政管網(wǎng)直接串接,經(jīng)過消毒處理自來水經(jīng)過設(shè)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(zhì)質(zhì)量好,用戶可以喝到符合衛(wèi)生標準的飲用水。 /
節(jié)水情況 經(jīng)常出現(xiàn)跑、冒、滴、漏的現(xiàn)象; 2、每年的清洗、消毒會浪費大量的水資源。 全封閉結(jié)構(gòu),杜絕了跑、冒、滴、漏,清洗等浪費水資源的現(xiàn)象。 /
前期投入 450000元 500000元 無負壓比變頻前期投入高:50000元
節(jié)能情況 辦公區(qū)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(shè)備運行費用高,使用不經(jīng)濟。 辦公區(qū)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(shè)備運行費用低,節(jié)能效果明顯著. 節(jié)省17666元
安裝情況 設(shè)備使用水箱,工程量大,施工、安裝麻煩,工期長,設(shè)備占地面積大。 成套設(shè)備出廠,到現(xiàn)場后,用戶的自來水進水管和出水管直接與設(shè)備對接即可,安裝簡單,施工周期短,占地面積小。 /
節(jié)省清洗費用
傳統(tǒng)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(shè)備還存在跑、冒、滴、漏、滲水等現(xiàn)象。 成套設(shè)備為全封閉結(jié)構(gòu),跟空氣完全隔絕,采用食品級不銹鋼材質(zhì),并杜絕了跑、冒、滴、漏、滲、等浪費水資源的現(xiàn)象,節(jié)省了清洗費用。 節(jié)省8000元
節(jié)省檢測費用
變頻水箱每年次進行清洗后都需進行水質(zhì)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(wèi)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(shè)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(shè)備無需使用紫外消毒器.節(jié)省更換費用。
節(jié)省7750元
綜上所述:無負壓供水設(shè)備的前期投入比變頻供水設(shè)備高:50000元;
無負壓供水設(shè)備比變頻供水設(shè)備每年可節(jié)省費用:17666+8000+7750=33416元
這僅是一年的費用,無負壓設(shè)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(shè)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(xiàn)有市政條件、主管部門意見、城市規(guī)劃發(fā)展可能帶來的變化等等,如條件滿足可優(yōu)先選用無負壓設(shè)備,在選擇前要進行詳細的技術(shù)經(jīng)濟分析才能得到滿意的結(jié)果。