高层建筑串并联供水方式节能研究

【摘要】： 随着国家“节能减排”政策的大力推行,作为高层建筑中耗能的主体之一,供水技术和设备的节能已经越来越受到重视。现在高层建筑中主要采用变频调速泵恒压并联供水,它是将市政管网的来水引入低位贮水池,然后各区水泵各自从低位贮水池吸水,经过加压后送至用户。这种供水方式虽然相对节能,但在低峰期水泵长期工作在低效率区,还是会造成大量能量浪费。本文在现有的传统变频调速恒压供水方式的基础上,提出一种全新的串并联供水方式,并对它进行节能研究。 串并联供水方式的主要原理如下:在低区的水泵出水管后接一根小管径的连通管至高区变频泵的吸水管上,这样在用水高峰时两区水泵相当于并联供水,但在用水低峰时,两区水泵相当于串联工作,这样能有效的把低区水泵的部分压力叠加到高区水泵上,提高了高区水泵的进口压力,在出水压力和流量不变的情况下,变频泵转速将随着进口压力的升高而下降,使高区泵的工作扬程减小,能耗降低,从而达到节能的目的。 本文基于现场实验,通过对比传统变频调速恒压供水方式,研究了在用水高峰期和低峰期串并联供水方式的节能效果,分析了影响串并联供水方式节能效果的影响因素,并且对串并联供水方式进行了经济技术分析。 实验的结果表明:与传统的变频调速恒压供水方式相比,串并联供水方式在用水低峰时节能率可以达到39.29%~45.43%,用水高峰时节能率也能够达到11.86%~14.11%,节能效果非常明显,而且流量越低节能效果越好。串并联供水方式的节能效果与高区水泵流量,连通管流量,水池水位等因素有关,高区水泵流量越小,连通管流量越大,水池水位越高,节能效果越好。影响串并联供水系统节能情况的最主要因素为连通管流量,其次为高区水泵流量,再次为水池水位。 串并联供水方式保留了水池的设置,保证了市政管网故障时用户的正常供水,增强了供水系统的连续性和安全性,也避免了水泵直连市政管网造成的市政管网压力下降的现象。而且连通管流量较小,低区用户不会出现流量和水压不够的现象。串并联供水方式改造十分便捷、改造成本极低,而产生的效益却非常巨大,因此非常适用于传统变频恒压供水系统的改造。 【关键词】：串并联供水方式 节能 高层建筑 连通管 供水系统改造
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TU991.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-28
• 1.1 课题研究的背景9-11
• 1.1.1 我国能源资源的现状9-10
• 1.1.2 高层建筑供水系统的耗能现状及其分析10-11
• 1.2 高层建筑供水方式及其对节能的影响11-14
• 1.2.1 分区水箱串联供水方式11-12
• 1.2.2 分区减压水箱供水方式12-13
• 1.2.3 减压阀减压供水方式13
• 1.2.4 分区水箱并联供水方式13
• 1.2.5 气压给水设备并联供水方式13
• 1.2.6 变频调速泵并联供水方式13-14
• 1.3 高层建筑给水系统节能技术研究现状14-21
• 1.3.1 水泵节能14-15
• 1.3.2 水泵管理优化节能15-16
• 1.3.3 水泵电动机及输配电系统节能16-17
• 1.3.4 管路节能17-18
• 1.3.5 管网余压利用节能18-21
• 1.4 变频调速恒压供水方式原理及能耗分析21-26
• 1.4.1 工作原理21-24
• 1.4.2 变频调速恒压供水方式中水泵能耗分析24-26
• 1.5 课题的提出及研究目的和内容26-28
• 1.5.1 课题提出26-27
• 1.5.2 研究内容27-28
• 第2章 高层建筑串并联供水方式节能理论28-35
• 2.1 串并联供水系统机理28-29
• 2.1.1 串并联供水系统机理28
• 2.1.2 串并联供水系统中高区水泵的运行工况28-29
• 2.2 串并联供水系统中高区水泵的能耗分析29-31
• 2.2.1 串并联供水系统高区水泵消耗的理论功率Pth30
• 2.2.2 串并联供水系统高区水泵消耗的实际功率 Pr30
• 2.2.3 串并联供水系统高区水泵损耗的电功率PΔ30-31
• 2.2.4 串并联供水系统高区水泵每天的电损率δ31
• 2.3 串并联供水系统节能率公式31-34
• 2.4 串并联供水系统节能效果影响因素34
• 2.5 本章小结34-35
• 第3章 串并联供水方式节能效果实验研究35-50
• 3.1 实验现场情况介绍35-37
• 3.1.1 实验地点35
• 3.1.2 实验管路及设备系统35-37
• 3.2 确定用水高峰和用水低峰时间段37-38
• 3.3 变频调速恒压供水方式能耗分析38-42
• 3.3.1 用水高峰时变频调速恒压供水方式能耗分析38-40
• 3.3.2 用水低峰时变频调速恒压供水方式能耗分析40-42
• 3.4 串并联供水方式供水能耗分析42-49
• 3.4.1 用水高峰时串并联供水方式下高区水泵能耗分析43-45
• 3.4.2 用水低峰时串并联供水方式下高区水泵能耗分析45-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第4章 串并联供水方式节能效果影响因素分析50-62
• 4.1 高区水泵流量对节能效果的影响50-52
• 4.2 连通管流量对节能效果的影响52-54
• 4.3 水池水位对节能效果的影响54-56
• 4.4 正交实验56-57
• 4.5 经济技术分析57-61
• 4.5.1 技术分析57-58
• 4.5.2 与余压利用技术的比较58-60
• 4.5.3 经济分析60-61
• 4.6 本章小结61-62
• 结论62-64
• 参考文献64-67
• 附录67-76
• 致谢76

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