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1、中央空调水系统改造中央空调水系统改造初步可行性研究报告初步可行性研究报告2012 年年 07 月月目 录1 概述 1 1.1 工程概况 11.2 编制依据 12 研究内容 12.1 研究范围 22.2 主要设计原则 23 工程设想 23.1 设计方案一 23.2 设计方案二 83.3 设计方案三 113.4 技术经济比较和推荐方案 134 工程实施条件和轮廓进度 155 投资估算和经济评价 166 结论和建议 1711 概述概述 1.1 工程概况工程概况XXX 大厦已建成投用多年。此楼盘系综合商用型高层建筑，地面高三十层，用户类型有商场、银行、餐饮、旅店、写字间等，地下三层，设有车库、中央空调
2、机组、给水系统装置等设施。XX 大厦现有生活水给水系统，为生活水增压泵、高位水箱垂直并联联合供水方式。楼顶层设高位水箱，由负三楼蓄水池经生活水泵直接供水；六楼以下属低区，由市政管道直接供水；七楼以上由顶层高位水箱经重力供水，属上行下给方式，且七楼至十九楼为中区下行给水，二十楼至顶楼属高区下行给水。顶楼高位水箱和负三楼蓄水池均为生活水、消防水共用。XX 大厦属复合商用型大楼，但七楼以上中高区生活水用量不大，而现有从负三楼大蓄水池供水方式(二次供水)，造成用户用水品质较差，影响用户生活甚至企业经营。此外，现有高位水箱水位自动控制时水泵启动较频繁，且无水位远程监视，存有运行安全隐患。基于此，重庆 X
3、X 物业发展有限公司委托重庆大学动力工程学院，开展 XX 大厦生活给水系统改造初步可行性研究工作，以在供水水质、节能运行、水位监控方面做出彻底改善。1.2 编制依据编制依据本报告编制依据是委托方重庆 XX 物业发展有限公司提供的现有原始资料和基础数据，并贯以“资源节约型、环境友好型”设计原则。其它主要依据有：建筑给水排水设计规范(GB50015-2003)；给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268-2008)；建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范(GB50242-2002)；给水排水仪表自动化控制工程施工及验收规程(CECS162-2004)；民用建筑隔声设计规范(GBJ118-88)
4、。2 研究内容研究内容22.1 研究范围研究范围本工程设计由重庆大学动力工程学院全权负责。设计范围主要包括：1) 生活水系统供水线路改造；2) 改造工程中电气和控制系统；3) 投资估算和经济分析。2.2 主要设计原则主要设计原则本改造工程应符合以下原则：1) 生活水在正常情况下应由市政给水，以保证平时生活水品质。市政给水停水时，备有二次水源供水。2) 大厦六楼及以下低区生活水水压不受中上区供水影响。3) 高位水箱使用时，水位可以自动控制。同时，水位可以远程监视。4) 生活水增压水泵可以自动启、停。5) 实现节能和安全运行。且给水系统工作时，噪音达环保要求。3 工程设想工程设想XX 大厦现生活给
5、水系统竖向分为三个区，如图 1 所示(请参看第 6 页)。低区为负三楼至六楼，由市政给水网直接供水；七楼至十九楼为中区，由顶层 45m3高位水箱下行经六楼半(M 层)处减压阀供水；二十楼以上由高位水箱下行供水；而高位水箱由负三楼 676m3蓄水池向上供水(二次供水)。为改善大厦中高区生活水水质，必须设计中高区生活水给水水源为市政供水(一次供水)，替代现用的负三楼大蓄水池存水。同时，考虑到在满足投资估算下尽量减小改造工程工作量和造价，并保留现有生活水供水系统的优点，设计方案依然以增压给水泵、高位水箱联合供水为基础。3.1 设计方案一设计方案一生活水供水系统改造方案一，是在六楼半管道转换层(M 层
6、)设置生活水增压泵，如图 2 所示(请见第 7 页)。据现场调查得知，只在一次水压力下可供水到七楼，因此，能在 M 层设置生3活水增压泵，替代负三楼水泵给顶楼水箱补水，可以节省约九层楼水头的泵功耗。一、运行方式1) 正常情况下，由市政给水管网(一次水)经 M 层生活水增压泵供水给顶楼高位水箱，一次水由负二楼一次水管引到负三楼生活水增压泵出口处，再经给水竖管上行，在 M 层出接入配置的生活水增压泵上游 M 层水箱。M 层生活水增压泵运行时，其旁路阀关闭(D100 竖管上加装)，负三楼的生活水泵不运行，且其出口阀关闭，在负三楼实现水源由一次水而非蓄水池供水。2) 当一次水停水时，由负三楼生活水泵和
7、蓄水池供水给顶楼高位水箱，且要先退出 M 层生活水增压泵运行，关闭其进出口阀，打开竖管上旁路阀，负三楼的供水源也要之前切换到蓄水池侧。3) M 层生活水增压泵，原则上应该是一台全容量泵运行，另配同容量泵一台作为备用。考虑到现场施工条件、造价和负三楼两台生活水泵已经作为 M 层增压泵的备用泵，因此，此方案只考虑在 M 层设置一台全容量泵，而负三楼两台水泵作为其备用泵。此处 M 层增加水箱和一次水水源引入点设在负三楼原因：1) 查六楼供水均压不到 200kPa(2 公斤压力)，配置的生活水增压泵流量达32.4m3/h(以负三楼水泵设计为准)，直接接在 M 层一次水管(D40)上，造成大压降可计算如
8、下：泵入口一次水管流速，则单位长度2232.4 / 36007.1620.043.1416()2Qvr m /S1.2m /S钢管水头损失，而最大设计流速下此损失221.31.37.1620.01070.010736.0391/0.04jvimm md仅为，因此，流动损失急剧增大，功耗会增加。此损失也会在一次水1.0117/mm m压力过低时(如 300 kPa)，致使六楼及以上一次水压过小而影响使用。直接将水泵接在一次水管道，原则上也是不允许的。2) 因为 M 层配置水泵流量较大，且一般离心泵必须汽蚀都在 2mH2O 以上，直接接在六楼附近 D40 的一次水管上时，而泵设计流量是按 D100
9、 管道计算的，运行4时很难保证最小流量，可能导致入口一次水管被抽空，泵因断流烧掉。所以，必须加水箱缓冲流量变化。3) 一次水水源引入点设在负三楼，施工条件等相对更便捷。二、M 层生活水增压泵选择M 层生活水增压泵工作时，需要把水从 M 层打到顶楼水箱(此处为 29 楼水箱，30 楼由另外小水箱供水)，同时考虑顶楼配水最不利点，则水泵参数计算如下：水泵扬程，其中，为引水管至最不利点静压差，为1234()HHHHH1H2H管路流动损失(因没有原设计书各楼层水力计算表，此处按商用型平均单楼层面积1000m2估算)， 为水表水头损失，为最不利点流出水头。则3H4H，考虑管道阻力特性恶化需留 10%裕量
10、，则扬程为(10525.5)7.887.3HmH96.03m。水泵功率，其中，3/(32.4 / 3600)(1.0 109.8 96.03) / 62%13.661PQgHkW泵效率取 62%计算。当选择高效率泵时，所需功率会相应减小。相应配置的电机功率可选为 14kW，这要比用负三楼水泵供水节省功耗约4.5kW。此外， M 层预装增压水泵房间隔壁是写字间，应考虑噪音影响，优先选择低噪音水泵。三、M 层配置水箱容量M 层生活水增压泵为生活水中途转输水箱，不同于顶楼生活水和消防水共用水箱。如果按照 10min 泵工作流量备用来计算，在泵流量为 32.4m3/h 时，配置水箱容量 V 为：，备用
11、 15min 工作流量时，选31032.45.460Vm31532.48.160Vm取水箱容量。37Vm同时，据调查负三楼现生活水泵每天平均运行 5-6 次，每次 30-40min，则每次M 层以上供水量可估算为 16.2-21.6m3。所以，按水箱容量配置时，M 层水泵运行时其水箱需要连续补水。37Vm四、M 层配置生活水增压泵及其水箱施工条件查 M 层管道转换房间尺寸长*宽*高约为 6*4*4.2m3。按照设计规程，水箱顶部5应距离房间顶部最少 0.6 m，泵底座最少 0.1 m，泵体高约 0.3 m，泵入口必须汽蚀余量 2 m，再出除水箱厚度，则水箱可配置高度最大为 1.2 m。按照水箱
12、容积可推算其底面积约为 5.833 m2，相当于 2.415 m *2.415 m 的尺寸。37Vm尺寸为 2.415 m *2.415 m *1.2 m 的水箱，安装在 M 层管道转换房间，虽具备施工条件，但略微显得拥挤。而且，7 m3水箱有 7 吨余重，加在 M 层此房间中，另加上泵重，该楼层能否承受这么多重量，必须待进一步确认。五、电气和控制系统查在 M 层预留有 380V 电线回路，M 层配置的生活水泵额定电流约为 27A，在该电线回路负载范围内。M 层生活水增压泵配电盘柜和控制柜，均可放置在负三楼运行监控管理层，以便 可以进行集中监控、运行操作。1) 为实现 M 层生活水泵的自动启停和
