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q d =150L/人。取时变化系数K h =2.5，每户卫生器具当量数K g =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:
Q d =m ·q d 1000=48m 3/d 最高日最大时用水量为:
Q h =K b Q d T=2.5×4824=5.0m 3/d
给水设计秒流量q g =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 =2.5m 3，选用3m 3标准水箱，其尺寸长×宽×高=2×1.4×1.4m，水箱最低水位标高H min =25.6m，最高水位高H max =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:W 1=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q g =5.5L/s，选择40LG6-15×2水泵三台，三台泵并联工作时，满足秒流量q g =5.50L/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
和供水中峰期间均运转在额定负荷的60%，而在供水低峰期间则运转
在额定负荷的80%，工频运转的水泵可近似看作额定负荷下工作。平均每天耗电计算:
供水高峰耗电:W 1=(2.65kW×0.6+2.65×2kW)×8=55.12kWh 供水中峰耗电:W 2=(2.65kW×0.6+2.65)×10=42.4kWh 供水低峰耗电:W 3=2.65kW×0.8×6=12.72kWh
一天的总耗电为:W =W 1+W 2+W 3=55.12+42.4+12.72=110.24kWh 由上面的例子可以看出，对于单一的水泵水箱联合供水比单一变频恒压供水要节能许多。其原因有以下几个方面:
1)目前，变频供水系统在实际中应用较多的是普通循环软启动变频供水设备，该系统由水泵机组、循环软启动变频柜、压力仪表、管路系统等构成。变频柜由变频调速器,PLC(或变频控制器)，低压电器等构成。系统一般选择同型号水泵2-4台，以3台泵为例，系统的工作情况如下：平时1台泵变频供水，当1台泵供水不足时，先开的泵转为工频运行，变频柜再软启动第2台泵，若流量还不够，第2台泵转为工频运行，变频柜再软启动第3台泵。若用水量减少，按启泵顺序依次停止工频泵，直到最后1台泵变频恒压供水。
而变频恒压供水设备水泵泵型是根据设计秒流量选取的，当系统需水量极小甚至为零，或系统需水量略大于定速泵在设定压力下流量的整数倍时，调速泵出水量极小甚至为零，调速泵工况点严重偏离高效区，效率极低甚至为零，造成电能的浪费。
为了解决小流量时的节电问题，最近又有了以下四种方案:(1)变频主泵+工频辅泵;(2)变频主泵+工频辅泵+气压罐;(3)变频主泵+气压罐;(4)变频主泵+变频辅泵+气压罐。第一种方案在变频主泵需小流量供水
时自动切换到辅泵(小流量高扬程)高效段运行，从而提高系统输水效率；第三种方案则是在系统需水量极小或系统需水量略大于定速泵在设定压力下流量的整数倍时，尽量保持调速主泵的流量不变，多余水量进入气压罐，保持调速主泵在高效段运行，当气压罐压力达到设计最高压力时停泵，由气压罐供水；而第二种方案和第四种方案兼具上述两种功能，尤其是第四种方案，在原变频主泵基础上，再配备1-2台小泵专用在夜间或平时小流量时变频供水，是相对来说最节能的方案。这四种方案通过提高小流量时水泵的输水效率，能减少小流量时消耗的电能。变频器恒压供水
图1调速泵转速改变时效率的偏移
2)即使采用上述措施解决系统在小流量时的节电问题，变频调速恒压供水设备也不能保证水泵在最高效率点运行。如图1，设调速泵在转速n=n1时，在最高效率点(η=η1)运行，工况点为1点(Q 1,H 1)。当流量Q 由Q 1减小为Q 2时，转速下降为n 2，特性曲线(下转第294页)
供水高峰供水中峰供水低峰额定功率(kW)
变频泵运行
运行运行  2.65额定负荷的
60%额定负荷的
60%
额定负荷的
80%1#工频泵运行运行停止  2.652#工频泵运行停止停止  2.65
持续时间(H)
8
6
10
变频供水与水泵水箱联合供水的能耗对比分析
高瑞斌
(九源〈北京〉国际建筑顾问有限公司银川分公司
宁夏
银川
750002)
【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
作者简介：高瑞斌(1981—)，男，汉族，陕西眉县人,2005年毕业于长安大学给水排水专业，获工学学士学位，工程师，现主要从事建筑给排水设计方面的工作。
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(上接第302页)性有密切关系。
6)控制系统复杂。在高速轴配置逆止器或制动器困难；价格昂贵，对使用环境要求高，维护成本高，主要零部件依赖进口。
7BOSS系统
优点：专门为重型带式输送机设计，可靠性高；起动平稳，可实现恒扭矩输出、匀加速度起动；摩擦片组设在高速轴，相对滑差范围大(属层流运动)，易于控制；能够实现功率平衡，保护功能齐全；与逆止器、制动器的配置灵活、方便。
缺点：在软起动过程中，发热量极大，传动效率低；不能实现无级调速，为实现多驱动功率平衡，必须以摩擦片磨损为代价，且发热量较大；由于油膜间隙有限，无法实现真正的空载起动，对润滑油的质量要求较高，运行费用昂贵；传动系统中存在薄弱环节，其中摩擦片是易损件，使用寿命短；液压及控制系统复杂；离合器片在高速轴时，控制系统难以准确控制；价格昂贵，备品备件需要靠进口。
8结束语
总之，如果有足够长的起动时间，并对起动速度加以控制，使动张力降至最低，就可消除瞬时冲击。如何合理地选择大型带式输送机的软起动方式，成为工程技术人员面临的实际问题。
[1]高炳.几种带式输送机软起动性能比较[J].科学之友,2008,(4):5-6.
[2]张军.带式输送机软起动技术及发展[J].山西煤矿,2007,27(4):42-44.
[责任编辑：尹雪梅]
(上接第292页)由(Q-H)1变为(Q-H)2，此时工况点为水平线H=H1与(Q-H)2之交点2(Q2,H1)，过2点作等效率曲线H=K2Q2与转速n1时的特性曲线(Q-H)1交于3点,3点效率η=η3。显然,2点效率η2=η3<η1，
水泵效率降低。所以，变频调速恒压供水装置不能在高效点稳定运行，在大多数时间里η<η1，而采用定速泵-高位水箱联合供水方式却很容易做到这一点。
由最大日耗电量计算公式W=γQdH(102η×3600)可知，当变频调速恒压供水方式和定速泵-高位水箱联合供水方式的水泵选型和出口压力H皆相同时，两者耗电量大小只取决于两者之η值。而在泵房只为单栋建筑或由单栋高层建筑和多栋多层建筑组成的小区域服务，只需在最高建筑物顶部设单个水箱时，因水箱供水的最不利计算管路只需到顶层供水点，比采用变频调速恒压供水方式的最不利计算管路要短的多，因此完全可以使水泵出口压力值与采用变频供水方式相同甚至小于其泵房出口压力值。
因此，变频调速恒压供水方式比定速泵-高位水箱联合供水方式节能的说法是不合理的。
3
结束语
建筑节水节能是一个系统工程，除应制定有关节水的法律法规、加强日常管理和宣传教育、利用价格杠杆促进节水工作外，还应采取有效的技术措施，以保证建筑节水工作全面深入的开展。建筑住宅的蓬勃发展必然需要与之相配套的给排水设施作为辅助，所有新建和拟建住宅都是潜在节水及节能点。
[1]李亚峰，蒋白懿.高层建筑给水排水工程[M].北京：化学工业出版社,2004.
[2]刘振印.建筑给排水节能节水技术探讨[J].给水排水,2007,33(1):61-71.
[责任编辑：尹雪梅]
第五工位：点焊固定杠杆支点座工位
被随行翻转卡具卡固的摇枕传到本工位后，用固定杠杆支点座组焊样板将固定杠杆支点座分左右点焊在摇枕上。固定杠杆支点座点焊完后，将摇枕传入下一工位。
第六工位：焊接固定杠杆支点座工位
被随行翻转卡具卡固的摇枕传到本工位后，将固定杠杆支点座焊固在摇枕上。固定杠杆支点座点焊完后，将摇枕传入下一工位。
第七工位：吊耳座及横跨梁托吊链座组焊工位
被随行翻转卡具卡固的传到本工位后，定位气缸自动启动，带动定位装置升起，将随行翻转卡具定位，操作者踏动脚踏开关，摇枕即被卡具带动进行以卡装点为轴线的转动。当摇枕翻转成水平位时，停止转动。将吊耳座或横跨梁托吊链座定位组焊，当吊耳座或横跨梁托吊链座组焊完成后，将摇枕翻转成正位，并使翻转动力装置脱离，将摇枕传入下一工位。
第八工位：下心盘装配工位
被随行翻转卡具卡固的摇枕传到本工位后，先用平衡吊将下心盘吊到摇枕心盘面上，再用下心盘智能扳机将下心盘固结在摇枕心盘面上，当下心盘装配完成后，将摇枕传入下一工位。
第九工位：自动下料及升降转运车向下回送翻转卡具
被随行翻转卡具卡固的摇枕输送到本工位后，定位装置将随行翻转卡具定位。龙门式自动上下料机械手大车移动至输送线旁自动停车，机械手下降至预定高度，小车前行，使上下料叉插入摇枕侧向圆孔中，提升摇枕至指定高度，此时随行翻转卡具打开，摇枕已脱离随行翻转卡具。小车后行至龙门车内指定位置，大车驶至摇枕集装箱式存放料架的定位上方，上下料叉降下，使摇枕落入存放料架上，大车移动使料叉脱离摇枕圆孔，提升料叉至预定原始高度后，准备下一次下料。当摇枕被机械手上的上下料叉提升后，随行翻转卡具升降转运车在自身卷扬带动下开始下降，当转运车的倍速链与传送线下层回送倍速链达到同一水平高度时，转运车停止下降，升降车的倍速链在电机的带动下，将空载随行
翻转卡具带入下层回送线上，由下层回送线将空载随行翻转卡具回送到输送线的上料端进行下一个循环。
摇枕随行夹具采用无动力夹具，下面以转K5摇枕为例进行说明：在空载状态下，卡头在夹具弹簧的作用力下，卡头和蜗轮蜗杆变速箱等后仰，夹具以旋转轴为中心打开15°左右。当摇枕落下，卡头接住。在摇枕重力作用下卡头下压，克服弹簧作用力进入卡头开启死点位置，摇枕可以在翻转机构的作用下360°翻转。从动旋转轴箱端有一个用压缩弹簧做动力，使一个半圆铜块紧紧和旋转轴贴合，通过一个软编织铜带和以便焊接电流通过，延长旋转轴承使用寿命。在主动蜗轮蜗杆减速箱端，蜗杆通过万向联轴器在弹簧作用力下使花键扭头能在夹具和翻转机构传动轴中心稍有不对中的情况下能很好的套入和传动，实现工件的翻转。
3控制系统
1)一个落地式控制柜，二个立式操作台，电缆、光电开关、接近开关等电气元件组成。
2)操作准备
合上车间配电柜内对应的空气开关、合上控制柜内总电源开关、按下主操作台上“合闸”按钮，此时，准备工作已全部完成。
3)系统操作
本生产线分手动和自动两种操作方式。
(1)手动操作：两个操作台上分别安装了数量不等的按钮，按照按钮下的标签指示，按下相应按钮，生产线将会产生相应动作。各个工位外侧分别装有一个“阻挡/放行”按钮和两个脚踏开关;“阻挡/放行”按钮的功能是使随行夹具在阻挡和放行两种状态间切换，脚踏开关的作用是使随行夹具正翻转和逆翻转。此操作方式主要应用于设备调试和检修，正常工作时，建议选择“自动”工作方式。
(2)自动操作
将“手动/自动”旋钮置于“自动”档
、按下“自动开始”按钮，系统将按程序约定的工作方式开始工作、上、下料装置在工作中出现意外时按下“开始/暂停”按钮,
则可进行手动调整。
[责任编辑：王迎迎]