序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了1篇的商業綜合體供水設備評估案例樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。

0引言

商業綜合體建筑往往具有建筑體量超大、建筑功能多樣、建筑設備復雜的特征[1];自2000年以來,我國商業綜合體建筑發展迅速,保持著25%左右的年增長率[2];近年來隨著人們消費習慣的變化,商業建筑出現了業態調整、招商改造的需求,在此過程中伴隨的設備利舊和資產處置,是企業主普遍面臨的課題。本文結合北京市某商業綜合體工程的案例,從工程設計角度介紹供水設備評估的情況。

1工程概況

該商業綜合體工程位于北京市,分為東、西兩個區:西區總建筑面積6.45萬m2,地下2層,地上5層,地下室為汽車庫和設備用房,地上首層為商鋪,2、3層為超市,4、5層為冰場及餐飲配套;東區為商業及辦公業態,總建筑面積15.39萬m2,地下3層,地上13層。地下1層為商鋪、餐飲及物業管理用房,地下2、3層為汽車庫和設備用房,地上首層至六層為商業及餐飲,7至13層為辦公樓、影院。該工程給水系統根據區域和業態劃分,給水系統如圖1所示。2019年8月至2020年12月,該工程商業區域進行了改造,為配合商業改造以及機電系統的改造,對建筑主要供水設備的性能進行評估,主要目的包含以下兩方面:①結合項目機電系統改造情況,對于改造后是否繼續使用現有設備作出預判;②測試設備性能,考察設備的老化情況,對于設備是否繼續在本項目或該業主集團內的其他項目上使用作出建議。評估內容包括該工程為商業區域服務的給水系統、中水系統變頻供水機組,配置見表1。

2評估方法

2.1評估技術路線

本次評估采用基于現場測試的技術路線,具體如圖2所示。

2.2現場評估內容

對供水設備的性能進行評估,需通過現場測試工作,考察以下內容:①水泵外觀檢查,有無異常變形、銹蝕;②水泵揚程和流量,額定性能達標度;③水泵輸入功率和設備效率。

2.3水泵測試步驟

評估工作期間,商業建筑處于正常營業狀態,為盡可能獲取設備實際運行信息,采取設備“在線”測試的方法,根據以下步驟對于變頻供水機組做現場運行測試:①檢查水泵設備外觀、儀表設置情況。②國內已有工程技術人員對變頻水泵測試作了研究,人為控制水泵工頻運行,獲取測試工況參數是常見方法[3-4]。本文采用變頻供水設備在線測試,在適當時機人為設置供水設備水泵逐臺工頻運行,測試流量、揚程、運行電流;③在有條件時人為設置管網中大用戶(例如冷卻塔補水管)控制閥全開進行測試,或選取用水高峰時段進行測試。④恢復供水設備至正常(自動變頻)工作狀態,觀察記錄網管壓力變化和水泵自動啟停控制情況。水泵測試過程直接利用設備管道上安裝的壓力表,配合超聲波流量計、鉗形電流表等儀器,在不破壞系統完整性的情況下進行。

2.4水泵性能計算方法

評估工作通過性能偏離度、輸入功率百分率兩個指標評估水泵的實際性能。水泵性能偏離度,指測試取得的工況點偏離特性曲線的度量。在既有建筑工程中運轉多年的水泵,性能偏離多為向下偏離,偏離原因主要為運行工況與設計工況不一致,或水泵長時間運轉導致老化效率下降等[5]。本文將水泵性能偏離度定義為:測試工況點較水泵特性曲線上與測試工況點符合切削率的A點,輸入功率百分率,指測試取得的工況點的電機輸入功率與其額定功率的比值。

3現場評估過程

本工程所有生活給水、中水加壓設備均采用成套變頻供水設備,均為成套集成設備,含CR系列立式多級離心泵與電機、CU351控制模塊,及穩壓隔膜罐。各套設備現場評估的技術手段相似,本文僅對其中具有代表性的兩套設備的評估過程進行討論。

3.1西區超市生活給水變頻機組評估

超市生活給水泵變頻機組,配3臺水泵(2用1備),水泵銘牌參數:CR20-7型,Q=21m3/h,H=81.7m,N=7.50kW。性能測試期間人工打開其供水管網上的DN65冷卻塔補水管,將水泵逐臺人工設定為50Hz工頻運行。讀取測試運行時的電流、流量、水泵進出口壓力,測試取得數據如表2所示。生活給水變頻供水機組無銹蝕、機體變形和液體滲漏的情況,水泵進出水管保溫完善、儀表正常,兩組變頻供水機組在運行過程中無異常噪聲。

3.2東區商業中水供水變頻機組評估

東區商業中水泵變頻機組,配2臺水泵(1用1備),水泵銘牌參數:CR20-6型,Q=21m3/h,H=70.4m,N=7.50kW。性能測試期間觀察該套設備的運行工況,發現其在自動變頻運行的條件下,出現了2臺水泵同時滿轉速工作的情況,并有短時間仍不能達到預設管網壓力,預設管網控制壓力為0.80MPa,但此時刻2臺水泵均投入運轉,設備出口壓力僅為0.64MPa。鑒于以上情況,水泵的性能測試可利用管網高峰運行時段的工況,避免水泵工頻運轉造成管網壓力驟然升高的風險。測試仍采取將水泵逐臺人工設定為50Hz工頻運行。讀取測試運行時的電流、流量、水泵進出口壓力,測試取得數據如表3所示。針對東區商業中水管網高峰運行時段,供水設備不能滿足供水需求的工況,記錄了該工況下工作泵和備用泵同時開啟時的運行數據:設備入口壓力為0.014MPa出口壓力為0.76MPa,出水流量為16.7m3/h,運行電流為14.9A,計算功率7.7kW。

4分析與評估建議

在本次評估內容包含的5套供水設備當中,有三套設備評估結果理想,在上一節描述的兩套設備存在問題,將問題分析與建議分別敘述見下文。

4.1設備性能有較大程度衰減

超市生活給水變頻設備采用GrundfosCR20-7型水泵,將測試工況點繪制在其特性曲線中,如圖4所示。由圖4可知,3臺水泵工況均位于特性曲線以下,分別偏離約-15.1%,-13.4%,-4.0%。實際功率分別為額定功率的89.1%、88.3%和86.9%,設備運行狀況一般。在測試過程中發現,該套機組的控制邏輯未能將3臺水泵設定為“輪換工作”,3號泵長期作為備用泵,故3臺水泵的性能衰減程度有較大差異。本次評估建議業主更換該設備,在超市用水量沒有變化的前提下可選用同型號水泵,并優化機組的控制邏輯。東區商業中水變頻設備采用GrundfosCR20-6型水泵,將測試工況點繪制在其特性曲線中,如圖5所示。即便在水泵滿轉速測試時,管網壓力下滑。計算電功率僅為額定功率的57.3%和40.0%。測試時兩臺水泵的流量與揚程工況點,均在特性曲線下方,分別偏離約-4.7%,-22.7%。設備運行狀況不理想。

4.2設備不滿足供水需求

東區商業中水變頻設備,配2臺水泵,原設計為1用1備,水泵額定揚程為70m,但現場預設控制水壓為0.80MPa,在測試過程中發現,出現有備用泵啟動并聯工作的情況,且此時管網壓力仍下滑,設備入口壓力為0.015MPa,出口壓力為0.64~0.81MPa,2臺水泵同時滿轉速工作時的計算電功率僅為額定功率的54.0%。根據以上測試結果,確認了該設備與系統用水量不匹配,經過與商管公司了解,商業招租后有大量餐飲商鋪內部增加了衛生間,造成用水需求增大。商管人員試圖通過提高供水機組預設控制壓力,以達到增加水泵工作時間的方式保障供水,但此舉導致水泵長期偏離高效段運行,性能衰減嚴重。本次評估建議業主更換該設備,根據商業改造后的管網重新做設備選型計算。

4.3設備效率低

東區商業中水變頻設備的性能衰減,同時表現在水泵效率降低。東區商業給水變頻設備與其同時服役,并服務于同一場所,根據現場測試取得的水泵運行數據,分別計算了兩套機組各臺水泵效率,并將其與節能評價值作比較,如表4所示。

5結語

本次對商業綜合體供水設備的評估工作,采用性能偏離度、輸入功率百分率兩個指標評估水泵的實際性能,其中性能偏離度反映了水泵做功的衰減量,作為主要指標,而輸入功率百分率由于隨水泵所處工況變化不規律,加之供應商在額定功率上留有余量,故作為參考指標。本次參加測試的5套供水設備運行年限為7~11年,已有2套出現不同程度性能衰減,為保證大型商業綜合體供水安全,建議使用方應定期進行設備檢測。設計選用變頻供水機組時,宜采用一對一全變頻機組,并設置1套機組各臺水泵輪換運行,以保證各泵運行效率、時間相對均衡,總體延緩設備性能衰減進程。本次評估工作是在商業處于正常營業狀態時開展的,采取設備“在線”的測試方法不可避免受到實際運行工況的制約,取得的測試數據不足以全面反映水泵性能,但評估過程仍能夠定性地發現問題,為指導該工程改造設計,以及業主做資產處置提供了有效參考。

作者:王昊 喬沐陽  宋維 單位:國家建筑工程技術研究中心 中國建筑科學研究院有限公司