建筑的給水排水方式在不同的時(shí)代有著不同的需求，改革開(kāi)放以后，由于商品房的出現(xiàn)，住宅私密性的強(qiáng)調(diào)和發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，以及以人為本理念的體現(xiàn)，同層排水技術(shù)在新的環(huán)境、新的起點(diǎn)和新的高度重新被提出并得以實(shí)施，重新引起建筑給水排水專(zhuān)業(yè)人員的極大關(guān)注。而隨著節(jié)能環(huán)保意識(shí)的興起，建筑的給水方式如何與節(jié)能環(huán)保有機(jī)結(jié)合在一起，成為建筑行業(yè)的新課題。
變頻供水系統(tǒng)
智能型管網(wǎng)接力升壓（無(wú)負(fù)壓）設(shè)備可根據(jù)用戶需求設(shè)定用戶供水壓力，如果管網(wǎng)供水壓力高于設(shè)定壓力時(shí)，水泵機(jī)組處于停機(jī)狀態(tài)，自來(lái)水可通過(guò)連通管路直接對(duì)用戶供水。當(dāng)市政管網(wǎng)供水壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入接力升壓工作狀態(tài)，機(jī)組通過(guò)壓力傳感器，水泵及恒壓變頻控制柜組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，隨著用水量的變化，不斷調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速及投入運(yùn)行的水泵臺(tái)數(shù)，以保持供水壓力恒定。在供水系統(tǒng)中應(yīng)用，可取代傳統(tǒng)給水設(shè)備中的水塔供水、高位水箱供水或氣壓供水等供水方式，節(jié)能效果顯著，是國(guó)家重點(diǎn)推廣應(yīng)用的節(jié)能新技術(shù)產(chǎn)品。
變頻供水的調(diào)節(jié)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(tǒng)儲(chǔ)存、調(diào)節(jié)流量和穩(wěn)定水壓的設(shè)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(tǒng)的設(shè)計(jì)秒流量確定，但由于無(wú)流量調(diào)節(jié)設(shè)備，總體來(lái)講，其水量的調(diào)節(jié)很有限，對(duì)用水量相對(duì)集中的建筑，在供水的可靠性方面很難保證。例如，某高校對(duì)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(tǒng)，因?qū)W生作息習(xí)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(qiáng)，其它時(shí)間用水量則趨于平衡。該運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)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(xiàn)象，但學(xué)生公寓因利用了高位水箱進(jìn)行水量調(diào)節(jié)，供水比較穩(wěn)定。為此，教學(xué)樓改用了高位水箱后，缺水現(xiàn)象得到了很大改觀。其原因分析除供水管徑小，用水設(shè)備采用自閉式?jīng)_水閥當(dāng)量qg= 6.0太大等，缺水主要原因是調(diào)節(jié)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。
變頻供水的節(jié)能
以多層建筑給水方式為例，當(dāng)外網(wǎng)壓力能滿足時(shí)為直接給水，當(dāng)外網(wǎng)壓力不能滿足時(shí)采用設(shè)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(fù)擔(dān)，增加了電能的浪費(fèi)。但相對(duì)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(yùn)行費(fèi)用也低。
變頻供水的水泵流量是按照室內(nèi)給水水力計(jì)算中的設(shè)計(jì)秒流量計(jì)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(yuǎn)，由此帶來(lái)的電機(jī)功率的能耗也相差甚遠(yuǎn)。例如，某住宅樓為13層，低區(qū)（1N6層）供水采用市政管網(wǎng)壓力直接供水，對(duì)高區(qū)（7～l3層）供水進(jìn)行核算，其結(jié)果為設(shè)計(jì)秒流量q 5.661/s=22.37t/h；最大小時(shí)流量為4.7t/h.當(dāng)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(jī)的功率的不同，其能耗將可想而知。
變頻供水節(jié)能是對(duì)比無(wú)高位水箱（水塔）供水而言的。因?yàn)樗眉痈呶凰涔┧绞狡溥M(jìn)入水箱的供水管網(wǎng)的勢(shì)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(qū)）運(yùn)行，水泵的效率最高。因此，目前對(duì)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。
變頻供水的優(yōu)勢(shì)
1、 經(jīng)濟(jì)效益顯著。可不建造水塔、不設(shè)樓頂水箱，既減少工程的施工周期，又解決了工程造價(jià)費(fèi)用高的缺點(diǎn)，還克服了氣壓波動(dòng)大，水泵啟動(dòng)頻繁等不足之處。
2、 設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)、運(yùn)行可靠，操作簡(jiǎn)單、保護(hù)功能齊全。
3、高效節(jié)能：該設(shè)備能根據(jù)用戶用水量的變化來(lái)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使水泵始終工作在高效區(qū)，節(jié)電效果明顯，比恒速水泵可節(jié)電35%。
4、整套設(shè)備只有一組供水控制柜和水泵機(jī)組，占地少安裝方便。
5、延長(zhǎng)水泵及電機(jī)的使用壽命：對(duì)多臺(tái)泵組均能可靠的實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，使電網(wǎng)和管網(wǎng)免沖擊，并且輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，大大延長(zhǎng)了水泵及電機(jī)的使用壽命。
變頻給水改造中的誤區(qū)
變頻給水對(duì)節(jié)能環(huán)保有一定的積極意義，但是在改造中的過(guò)程中依然存在著一些誤區(qū)，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(tái)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(yáng)程選定。特別是晚上，水泵常處于小流量下工作，經(jīng)常出現(xiàn)“大馬拉小車(chē)”的工況，泵功率浪費(fèi)嚴(yán)重。所以原有的水泵增壓給水系統(tǒng)的變頻改造中宜采用多臺(tái)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(tái)數(shù)的應(yīng)根據(jù)實(shí)際用水時(shí)段的用水量確定，可以選用2臺(tái)水泵或3臺(tái)水泵變頻循環(huán)的形式，但水泵臺(tái)數(shù)過(guò)多，其投資費(fèi)用偏高。
水泵調(diào)速的范圍是有限的，一般為100％～75％，超過(guò)此范圍將達(dá)不到節(jié)能的效果。對(duì)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(tǒng)的壓力，其運(yùn)行轉(zhuǎn)速約為工頻轉(zhuǎn)速的80％，運(yùn)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(dāng)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(duì)于水泵在晚上或間隔時(shí)間較長(zhǎng)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(tǒng)運(yùn)行的效率較高，達(dá)到節(jié)能的目的。同時(shí)水泵的選型，應(yīng)選用制造工藝較好的水泵，盡量保證在合理的調(diào)速范圍內(nèi)，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(tǒng)管線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(tǒng)適用于管網(wǎng)壓力變化越大越好，用水量規(guī)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(tǒng)的節(jié)能。所以變頻供水不是對(duì)所有的供水系統(tǒng)都適用。例如，對(duì)于1～2棟住宅的供水不宜于采用變頻給水。
變頻供水系統(tǒng)與普通供水系統(tǒng)對(duì)同一供水管網(wǎng)而言，變頻給水通過(guò)水泵調(diào)速直接供水到戶，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?yàn)樽冾l給水的水泵在調(diào)速運(yùn)行后的大部分時(shí)間內(nèi)效率都比工頻運(yùn)行時(shí)有所下降。因此，普通供水系統(tǒng)在同樣的供水量下的能耗應(yīng)該比變頻恒壓供水系統(tǒng)小。
結(jié)束語(yǔ)
節(jié)約型建設(shè)勢(shì)在必行。供水方案的確定應(yīng)根據(jù)供水可靠性、投資和能耗、運(yùn)行和維護(hù)管理、外網(wǎng)供水能力等因素綜合評(píng)估，因地制宜，選擇恰當(dāng)?shù)墓┧绞?，真正?shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、合理、安全的目的。
