摘要：給水方式是實(shí)現建筑物功能的環(huán)節之一。變頻供水系統具有節能、自動(dòng)化程度高、減輕了結構負荷及便于管理等特點(diǎn)。但實(shí)際應用中還應從供水可靠性、投資和能耗、運行和維護管理、外網(wǎng)供水能力等因素評估和分析，選擇恰當的供水方案，真正實(shí)現經(jīng)濟、合理、安全的目的。

　　關(guān)鍵詞：給水方式；變頻供水；供水方案

　　前言

　　基于計算機技術(shù)、變頻技術(shù)與水泵機組組合的新型機電一體化變頻供水方式，通過(guò)變頻器對水泵電機轉速的調節，使管網(wǎng)保持了穩定的供水能力滿(mǎn)足了人們對供水的不斷需求，近年來(lái)，已被城市和生活小區等廣泛采用。但實(shí)踐表明，對于用水量過(guò)于集中的公共建筑，變頻供水存在著(zhù)如供水可靠性差，調節水量小，易造成停水等問(wèn)題，節能作用也值得分析探討。

　　1變頻供水的調節水量

　　給水方式中，采用水泵加高位水箱聯(lián)動(dòng)方式水箱是給水系統儲存、調節流量和穩定水壓的設備，水箱的生活貯水量不小于最高日用水量的12％最低不小于6m.變頻供水這種無(wú)水箱的給水方式，盡管水泵的出水流量是按照給水系統的設計秒流量確定，但由于無(wú)流量調節設備，總體來(lái)講，其水量的調節很有限，對用水量相對集中的建筑，在供水的可靠性方面很難保證。例如，某高校對3棟12層的教學(xué)樓、學(xué)生公寓和圖書(shū)館共采用了1套變頻供水系統，因學(xué)生作息習慣，造成了學(xué)生公寓、教學(xué)樓等用水十分集中且用水量較大。而且，學(xué)生用水時(shí)間性很強，其它時(shí)間用水量則趨于平衡。該運行中經(jīng)常出現教學(xué)樓在學(xué)生課間休息等集中用水時(shí)段高層缺水現象，但學(xué)生公寓因利用了高位水箱進(jìn)行水量調節，供水比較穩定。為此，教學(xué)樓改用了高位水箱后，缺水現象得到了很大改觀(guān)。其原因分析除供水管徑小，用水設備采用自閉式?jīng)_水閥當量qg= 6.0太大等，缺水主要原因是調節水量小造成的。由此可見(jiàn)，變頻供水保證率不高，不適于用水量過(guò)于集中的公共建筑。

　　2變頻供水的節能

　　以多層建筑給水方式為例，當外網(wǎng)壓力能滿(mǎn)足時(shí)為直接給水，當外網(wǎng)壓力不能滿(mǎn)足時(shí)采用設水箱和水泵的聯(lián)合給水及變頻水泵直接給水等。變頻給水將水泵加水箱的聯(lián)合給水方式中的水箱取掉，用變頻水泵直接供水到各用水點(diǎn)，但沒(méi)有利用城市管網(wǎng)的壓力，原來(lái)利用城市管網(wǎng)壓力進(jìn)入水箱里的那部分水，必須經(jīng)水泵提升，增加了水泵的負擔，增加了電能的浪費。但相對于水箱水泵聯(lián)合給水方式來(lái)說(shuō)，降低了建筑的造價(jià)，運行費用也低。

　　變頻供水的水泵流量是按照室內給水水力計算中的設計秒流量計算的，而水泵和高位水箱聯(lián)合供水時(shí)水泵流量考慮到最高日最大小時(shí)流量，由此選擇出水泵流量。二者之間，水泵流量相差甚遠，由此帶來(lái)的電機功率的能耗也相差甚遠。例如，某住宅樓為13層，低區（1N6層）供水采用市政管網(wǎng)壓力直接供水，對高區（7～l3層）供水進(jìn)行核算，其結果為設計秒流量q 5.661/s=22.37t/h；最大小時(shí)流量為4.7t/h.當供水方式選用變頻供水或者水泵加高位水箱聯(lián)合供水時(shí)，可以看出，變頻水泵的流量是水泵加高位水箱聯(lián)合供水流量的22.37/4.7=4.75倍。因水泵流量的不同，所選擇的水泵電機的功率的不同，其能耗將可想而知。

　　變頻供水節能是對比無(wú)高位水箱（水塔）供水而言的。因為水泵加高位水箱供水方式其進(jìn)入水箱的供水管網(wǎng)的勢能是固定不變的。所選用的水泵能保證始終保持在最佳點(diǎn)（高效區）運行，水泵的效率最高。因此，目前對于用水量過(guò)于集中的公共建筑首選的供水方式仍是水泵加高位水箱，一般不宜采用變頻供水。

　　3變頻給水改造中的誤區

　　給水管網(wǎng)每日24h的用水量是不均勻的。為了保證用水的可靠性，初期選用的2臺大流量水泵的選擇都是按最不利條件進(jìn)行，即按最大小時(shí)流量和揚程選定。特別是晚上，水泵常處于小流量下工作，經(jīng)常出現“大馬拉小車(chē)”的工況，泵功率浪費嚴重。所以原有的水泵增壓給水系統的變頻改造中宜采用多臺泵的組合供水，而不是將原有的水泵采用變頻器進(jìn)行簡(jiǎn)單的控制就行了。在空間情況允許時(shí)，水泵的臺數的應根據實(shí)際用水時(shí)段的用水量確定，可以選用2臺水泵或3臺水泵變頻循環(huán)的形式，但水泵臺數過(guò)多，其投資費用偏高。

　　水泵調速的范圍是有限的，一般為100％～75％，超過(guò)此范圍將達不到節能的效果。對于常用的離心泵而言，變頻供水在小流量時(shí)由于要保證系統的壓力，其運行轉速約為工頻轉速的80％，運行功率約為額定功率的60％，消耗的功率約為相同大小恒速泵額定功率的1/4或更小，同時(shí)水泵效率下降比較大。例如，當變頻供水的功率為120kw，在小流量時(shí)，變頻泵實(shí)際的消耗約為1/4x120=30kw，其輸出功率接近于零，純屬無(wú)功消耗。

　　對于水泵在晚上或間隔時(shí)間較長(cháng)時(shí)段的小零流量狀態(tài)，若場(chǎng)地空間允許，宜采用關(guān)閉變頻器及其它泵，直接啟動(dòng)輔助小泵的控制供水，或者采用變頻泵自動(dòng)睡眠和自動(dòng)喚醒控制供水，以維持系統運行的效率較高，達到節能的目的。同時(shí)水泵的選型，應選用制造工藝較好的水泵，盡量保證在合理的調速范圍內，效率變化不大。

　　供水管網(wǎng)中，水泵的壓力是用來(lái)克服供水系統管線(xiàn)的沿程水頭損失以及提供管網(wǎng)的壓力的。因此，變頻供水系統適用于管網(wǎng)壓力變化越大越好，用水量規模越大，沿程水頭損失就越多，變頻供水的綜合性能就越明顯，越利于系統的節能。所以變頻供水不是對所有的供水系統都適用。例如，對于1～2棟住宅的供水不宜于采用變頻給水。

　　變頻供水系統與普通供水系統對同一供水管網(wǎng)而言，變頻給水通過(guò)水泵調速直接供水到戶(hù)，水泵的工況點(diǎn)是變化的；而后者水泵的工況點(diǎn)是固定的。因為變頻給水的水泵在調速運行后的大部分時(shí)間內效率都比工頻運行時(shí)有所下降。因此，普通供水系統在同樣的供水量下的能耗應該比變頻恒壓供水系統小。

　　4結束語(yǔ)

　　節約型建設勢在必行。供水方案的確定應根據供水可靠性、投資和能耗、運行和維護管理、外網(wǎng)供水能力等因素綜合評估，因地制宜，選擇恰當的供水方式，真正實(shí)現經(jīng)濟、合理、安全的目的。