变频供水与水泵水箱联合供水的能耗对比分析
变频供水与水泵水箱联合供水的能耗对比分析
【摘 要】最近变频调速恒压供水装置在新建高层建筑中的应用越来越广泛，厂家的样本资料和广告宣传也称其比传统升压方式水泵-高位水箱、气压罐等供水方式节能，且占地面积小，对建筑结构影响小等，大有取代高位水箱和气压罐之势。但在某些工程设计和工程实践中发现，如选型及控制不当，采用变频调速恒压供水设备不但不节能，其耗电量反而大大超过传统供水方式。
【关键词】建筑给排水；变频供水；水泵水箱供水；供水能耗；水头损失；流动阻力
0 引言
目前，变频供水在国内的应用已经很普遍，但是也出现很多令开发商和物业管理公司头疼的问题，逐渐对这一技术产生了怀疑，其主要原因是加压电费过高及容易产生噪音。随着科技的发展、新技术的应用，我们应该抱积极态度。但是变频供水技术的应用效果却令人疑惑，变频供水技术究竟是否节能？这个技术到底是否成熟？本文将对此进行研究。
1 计算模型
设工程条件为：一栋8层住宅楼，共128户。1-4层由市政自来水直接供水，5-8层采用二次加压供水。住宅层高为3m ，底层室内外高差为0.6m ，每户居住5人，用水量标准按qd=150L/人。取时变化系数Kh=2.5，每户卫生器具当量数Kg=10（为便于计算，暂不考虑消防用水）。根据上述条件可知，该栋住宅4-8层需加压供水的最大日用水量为：
Qd=m·qd1000=48m3/d
最高日最大时用水量为：
Qh=KbQdT=2.5×4824=5.0m3/d
给水设计秒流量qg=5.5L/s（由总当量数查表可得）。
2 方案比较
2.1 定速泵-高位水箱联合供水方式
水箱容积按最高日最大时用水量的50%计算，V=2.5m3，选用3m3标准水箱，其尺寸长×宽×高=2×1.4×1.4m ，水箱最低水位标高Hmin=25.6m，最高水位高Hmax=26.6m，选用40LG6-15×2水泵二台，其性能参数为Q=6m3/h，H=30m，N=2.65kW。
由上式计算水泵最大日耗电量：
W1=NT=2.65×48/12×2kWh
式中：T 为水泵最大日工作时间，单位为h ，T=Qd/Q=48/12=4h。
2.2 变频调速恒压装置供水
由于生活用水的不均匀性，在采用变频调速供水设备时，若系统没有流量调节装置，水泵装置应按满足系统设计秒流量的需要来选择，本工程系统设计秒流量为qg=5.5 L/s，选择40LG6-15×2水泵三台，三台泵并联工作时，满足秒流量qg=5.50 L/s的要求。分析全日用水曲线，用水一般都集中在早晨6-8时，中午11-13时，下午17-19时，晚上22-24时这8个小时，为用水高峰，而0-6点这6个小时用水量很少，为用水低峰，其它10个小时为供水中峰，状态如表1所示。
表1 水泵运行状态
为简化计算我们假定变频泵（由变频器驱动的水泵）在供水高峰和供水中峰