Παροχή νερού σε ψηλά κτήρια: έναντι συστημάτων υπό πίεση Εισαγωγή Η χρήση δεξαμενών για την εξασφάλιση επαρκούς πίεσης νερού στα κτήρια και ειδικότερα στα ψηλά κτήρια, είναι μία πολύ συνηθισμένη λύση. Η εναλλακτική λύση των δεξαμενών είναι η χρήση πιεστικών συγκροτημάτων, όπου ένας αριθμός αντλιών ανύψωσης πίεσης παρέχει την απαραίτητη πίεση. την πυρόσβεση όσο και για την οικιακή χρήση αυξήθηκε και το δίκτυο νερού ήταν ανεπαρκές ώστε να προμηθεύσει ολόκληρο το κτήριο. Επιπλέον, δεν υπήρχαν αξιόπιστες και αποδοτικές αντλίες για συστήματα υπό πίεση. Η άμεση λύση ήταν να χρησιμοποιηθούν τυποποιημένες αντλίες που θα ανύψωναν το νερό στη δεξαμενή. Από τη δεξαμενή, η βαρύτητα εξασφάλιζε παροχή και επαρκή πίεση. Αυτό το άρθρο αναλύει μία περίπτωση με πέντε διαφορετικά συστήματα για παροχή νερού σε ένα ψηλό κτήριο 25 μέτρων με καθημερινή κατανάλωση νερού 295 m 3. Η ανάλυση περιλαμβάνει ένα σύστημα και τέσσερεις διαφορετικές διατάξεις συστημάτων υπό πίεση. Περιγράφονται τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα κάθε συστήματος και παρέχεται ένας υπολογισμός του κόστους κύκλου ζωής σε διάστημα 2 ετών, ο οποίος περιλαμβάνει όλα τα σημαντικά κόστη. Το άρθρο αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία για τους μελετητές μηχανικούς που σχεδιάζουν συστήματα παροχής νερού σε ψηλά κτήρια. Λύσεις δεξαμενής Οι επινοήθηκαν για πρώτη φορά περισσότερο από έναν αιώνα πριν, καθώς τα κτήρια είχαν αρχίσει να κτίζονται όλο και ψηλότερα. Η απαιτούμενη πίεση νερού τόσο για Παρά την βελτιωμένη πλέον και ενεργειακά αποδοτική τεχνολογία ανύψωσης πίεσης υπάρχουν πολλά κτήρια που έχουν ακόμη. Σχετικά με τους συγγραφείς: Jens Nørgaard Ο Jens Nørgaard είναι Διευθυντής Εφαρμογών της Grundfos για τον τομέα των Εμπορικών Κτηριακών Εγκαταστάσεων. Έχει B.Sc. από το τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Με την ιδιότητά του ως Ειδικός Εφαρμογών και Διευθυντής Έργων, παρέχει συμβουλές σε τεχνικές εταιρείες σχετικά με μηχανολογικές εγκαταστάσεις και εγκαταστάσεις δημόσιας υγείας σε πολλά έργα τους. Anders Nielsen Ο Anders Nielsen είναι Διευθυντής Πωλήσεων Διεθνών Έργων στη Grundfos. Είναι μηχανικός έργων υποδομής και έχει εργαστεί ως σύμβουλος ενέργειας στον τομέα της τηλεθέρμανσης καθώς και ως Μηχανικός Πωλήσεων και Διευθυντής Προϊόντων στο τμήμα Οικιακών Εφαρμογών της Grundfos.
Διαθέσιμο νερό Οι επιτρέπουν στους χρήστες να έχουν πίεση και παροχή νερού σε περιπτώσεις όπου δεν υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα. Οι ποικίλουν σημαντικά σε μέγεθος, αλλά το κοινό τους χαρακτηριστικό είναι ότι διαθέτουν νερό σε ετοιμότητα, το οποίο είναι αποθηκευμένο για οικιακή χρήση και πυρόσβεση. Η απλή τους κατασκευή βασικά περιλαμβάνει μία δεξαμενή, σωληνώσεις εισόδου και κατάθλιψης, ένα πλωτηροδιακόπτη και μία αντλία. Όταν η στάθμη νερού στη δεξαμενή πέσει κάτω από κάποιο συγκεκριμένο επίπεδο, τότε ο πλωτηροδιακόπτης ενεργοποιεί την αντλία, ξαναγεμίζοντας τη δεξαμενή. Οι παραδόσεις υπερισχύουν Η καθιέρωση και χρήση των δεξαμενών έχουν συχνά τις ρίζες τους στις τοπικές παραδόσεις. Αρκετές πόλεις και γεωγραφικές περιοχές ανά τον κόσμο χρησιμοποιούν ακόμη και θα συνεχίσουν να τις χρησιμοποιούν για πολλά ακόμη χρόνια. Υπολογίζεται ότι περίπου 15. διαμορφώνουν τον ορίζοντα του ουρανού της Νέας Υόρκης, αποτελώντας έτσι ένα αναπόσπαστο μέρος του συστήματος παροχής νερού της πόλης. Στην Κεντρική και Νότια Αμερική, καθώς και στη Μέση Ανατολή, οι είναι κάτι πολύ συνηθισμένο, επίσης. Στην πη, οι χρησιμοποιούνται πολύ λιγότερο, όπου τα συστήματα υπό πίεση αποτελούν την πρώτη επιλογή. Διατίθενται αμέτρητοι τύποι συστημάτων υπό πίεση και ο καθένας έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Κοινό χαρακτηριστικό των διαφορετικών τύπων των συστημάτων υπό πίεση είναι οι μικρότερες απαιτήσεις χώρου και το χαμηλότερο κόστος κύκλου ζωής. Ωστόσο, από λειτουργική άπόψη, οι σήμερα λειτουργούν με ιδιαίτερη επάρκεια από πολλές πλευρές. Η τεχνολογία είναι ώριμη και η λειτουργία σταθερή. Ο χρήστης λαμβάνει την απαιτούμενη πίεση νερού. Από την αρνητική πλευρά, οι περιλαμβάνουν στοιχεία που δεν είναι πάντα επιθυμητά. Χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι το υψηλότερο κόστος κεφαλαίου λόγω της τοποθέτησης της δεξαμενής καθώς και μεγαλύτερες κατασκευαστικές απαιτήσεις, υψηλό κόστος λειτουργίας, έλλειψη ελέγχου πίεσης και δυσκολία συντήρησης της ίδιας της δεξαμενής. Προβλήματα υγιεινής Εκτός του ότι χρησιμεύουν ως μέσο αποθήκευσης και δημιουργίας πίεσης, οι δυστυχώς μπορούν να χρησιμεύσουν και ως εστίες εκκόλαψης βακτηρίων που αποτελούν ένα σημαντικό κίνδυνο για την υγεία.το εξαιρετικά ανθεκτικό βακτήριο της λεγεωνέλας εμφανίζεται συχνά ως ένας απρόσκλητος επισκέπτης στα συστήματα νερού. Για να επιζήσει, το βακτήριο της νόσου των λεγεωναρίων κι άλλων μικροοργανισμών χρειάζεται το βιοφίλμ που αναπτύσσεται στο δίκτυο του νερού. Το βιοφίλμ αναπτύσσεται στο εσωτερικό των σωλήνων και των δεξαμενών νερού και χρησιμεύει ως ένα προστατευτικό φράγμα και εστία αναπαραγωγής για το βακτήριο. Εάν η δεξαμενή νερού είναι κατασκευασμένη από κάποιο οργανικό υλικό, όπως το ξύλο, η δεξαμενή η ίδια χρησιμεύει ως τροφή για τα βακτήρια καθόλη τη διάρκεια της ζωής της. Ο τακτικός καθαρισμός και η συντήρηση των δεξαμενών νερού σε πολλές χώρες είναι υποχρεωτικά από το νόμο, έτσι το επιπλέον κόστος, περιλαμβανομένης της απολύμανσης, πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη. Το βακτήριο της λεγεωνέλας σε βιοφίλμ Μια περίπτωση εφαρμογής Όπως και τα κτήρια, τα συστήματα ανύψωσης ποικίλουν σημαντικά σε μέγεθος και σχεδίαση, γεγονός που καθιστά δύσκολο να προσδιορίσουμε το πιο αποδοτικό. Σε αυτή την μελέτη μιας υποθετικής περίπτωσης, θα εξετάσουμε πέντε διαφορετικές διατάξεις. Θα εξετάσουμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα προσφέροντάς σας τη δυνατότητα να καταλάβετε ποια είναι η πιο οικονομική επιλογή σε αυτό το παράδειγμα.ο 2ετής υπολογισμός του κόστους κύκλου ζωής (ΚΚΖ) περιλαμβάνει την αρχική επένδυση στα πιεστικά συγκροτήματα, στους σωλήνες και στις καθώς και το κόστος ενέργειας, το κόστος απωλεσθέντων εσόδων και το κόστος συντήρησης. Η βάση του υπολογισμού: Κατασκευή: κτήριο γραφείων ύψους 25 μέτρων Νερό οικιακής χρήσης που απαιτείται: 295m 3 /ημέρα Ο υπολογισμός βασίζεται στο νερό που προορίζεται για οικιακή χρήση μόνο. Το νερό που χρειάζεται για τον κλιματισμό δεν περιλαμβάνεται. 2
Διατάξεις συστήματος 1. Ενιαίο σύστημα ανύψωσης πίεσης. Μία δεξαμενή νερού τοποθετείται μπροστά από την αντλία και γεμίζει με νερό από το δίκτυο. Αυτό επιτρέπει στη δυναμικότητα της κεντρικής παροχής να είναι χαμηλότερη από τη ζήτηση αιχμής του κτηρίου, εξασφαλίζοντας σταθερή πίεση ακόμη και σε συνθήκες αιχμής. Η δεξαμενή γεμίζεται με νερό κατά τη διάρκεια των περιόδων χαμηλής κατανάλωσης και εξασφαλίζει ομοιόμορφη παροχή νερού στις αντλίες ανύψωσης συνεχώς. ΕνιαIο συγκρότημα πλεονεκτήματα ΜΕIΟΝεκτήματα Δεν απαιτείται χώρος για συγκροτήματα ανύψωσης στα ανώτερα επίπεδα Μόνο ένας (ή λίγοι) σωλήνας(ες) κατάθλι ψης στο κτήριο Υψηλή στατική πίεση πιεστικού συστήματος Πρέπει να τοποθετηθούν ανακουφιστικές βαλβίδες Υψηλό λειτουργικό κόστος Σωλήνες υψηλής πίεσης και πιεστικά συγκροτήματα Ευαισθησία σε διακοπές ηλεκτρικής παρο χής 2. Σύστημα χωρισμένο. Το σύστημα παροχής είναι χωρισμένο σε διάφορες ζώνες προμηθεύοντας το πολύ 12 ορόφους το καθένα. Αυτό εξασφαλίζει επαρκή πίεση νερού σε όλους τους ορόφους χωρίς τη χρήση ανακουφιστικών βαλβίδων πίεσης. Η ελάχιστη πίεση στον τελευταίο όροφο σε κάθε ζώνη διατηρείται στα 1,5-2 bar. Η μέγιστη πίεση στον πρώτο όροφο σε κάθε ζώνη δεν υπερβαίνει τα 4-4,5 bar. ΕνιαIο συγκρότημα πλεονεκτήματα ΜΕIΟΝεκτήματα Παρέχεται μόνο η απαιτούμενη πίεση νερού Δεν απαιτείται χώρος για πιεστικά συγκροτή ματα στα ανώτερα επίπεδα Λιγότερο ευπαθές σε περίπτωση βλάβης αντλίας Δεν απαιτούνται βαλβίδες μείωσης πίεσης Περισσότεροι σωλήνες κατάθλιψης στο κτήριο Σωλήνες υψηλής πίεσης και πιεστικά συγκροτήματα Ευπαθές σε διακοπές ηλεκτρικού ρεύματος 3. Οι εξασφαλίζουν τόσο πίεση νερού όσο και παροχή νερού σε περίπτωση ηλεκτρικού. Αυτή η λύση απαιτεί βαλβίδες μείωσης πίεσης σε κάθε όροφο ώστε να αποφευχθούν οι υψηλές στατικές πιέσεις στη βρύση, γεγονός που δημιουργεί μη αποδεκτό θόρυβο κατά την άντληση. Σε αυτό το μοντέλο, οι τελευταίοι έξι όροφοι χρειάζονται ένα ξεχωριστό συγκρότημα για να εξασφαλίσουν επαρκή πίεση. Η στατική πίεση εκεί είναι πολύ χαμηλή λόγω του μη επαρκούς γεωμετρικού ύψους στη δεξαμενή. 3
ΑΝΥΨΩΣΗ ΝΕΡΟY ΕνιαIο συγκρότημα πλεονεκτήματα ΜΕIΟΝεκτήματα Ώριμη τεχνολογία Μόνο μία κατάθλιψη από το συγκρότημα ως την κορυφή Εξοικονόμηση χώρου Λιγότερο ευαίσθητο σε διακοπές ηλεκτρικής παροχής Το νερό αντλείται περισσότερο εκεί που χρειάζεται Ανεπαρκής πίεση στους ψηλότερους ορό φους Υπερβολική πίεση στους κάτω ορόφους Πρέπει να τοποθετηθούν βαλβίδες μείωσης πίεσης Ανάγκη για μεγαλύτερο βαθμό πίεσης των σωληνώσεων Απαιτήσεις χώρου για δεξαμενή Κίνδυνος μικροβιολογικής ανάπτυξης στη δεξαμενή 4. Συνδεδεμένα συστήματα με ενδιάμεσες αντλούν από διάφορα άλλα συστήματα, χρησιμοποιώντας κεντρικά τοποθετημένες για να προμηθεύσουν τόσο τις βρύσες στη δική τους ζώνη ανύψωσης όσο και στις ζώνες πάνω από τη δική τους. Με αυτό το σύστημα, ένα κτήριο διαιρείται σε μικρότερες και καλύτερα διαχειρίσιμες ζώνης πίεσης 12 ορόφων η καθεμία. Στη συνέχεια, κάθε ζώνη εξυπηρετείται από το δικό της συγκρότημα. Δεν χρειάζονται βαλβίδες μείωσης πίεσης και σε περίπτωση βλάβης της ηλεκτρικής παροχής, οι θα μπορούν να παρέχουν πίεση και νερό για μέχρι και 12 ώρες. Ωστόσο, οι καταλαμβάνουν πολύτιμο χώρο στο κτήριο, μειώνοντας το διαθέσιμο χώρο για παραγωγή εσόδων. ΕνιαIο συγκρότημα πλεονεκτήματα ΜΕIΟΝεκτήματα Λειτουργία χαμηλού κόστους Χαμηλή πίεση σε κάθε ζώνη Διαχειρίσιμες ζώνες πίεσης Μεγάλη προσαρμοστικότητα συστήματος Χαμηλή κατανάλωση ρεύματος των αντλιών και μειωμένο φορτίο στο δίκτυο ηλεκτρικού ρεύματος Λιγότερο ευαίσθητο στις διακοπές ηλεκτρι κής παροχής Σωλήνες χαμηλής πίεσης Υψηλό κόστος αρχικής επένδυσης Τα πιεστικά συγκροτήματα και χρειάζονται χώροστους κοινόχρηστους ορόφους αποθήκευσης Απώλεια του δυνητικού χώρου παραγωγής εσόδων Κίνδυνος ανάπτυξης μικροβίων στις δεξαμε νές 5. Ένα σύστημα λειτουργεί βάσει της ίδιας αρχής όπως το προηγούμενο σύστημα, αλλά χωρίς τις ενδιάμεσες. Αυτό διευκολύνει την αποτελεσματική χρήση του ηλεκτρικού ρεύματος καθώς το νερό αντλείται μόνο στη ζώνη όπου χρησιμοποιείται κι όχι πέρα από αυτή. Ωστόσο, ο πλήρης έλεγχος είναι πολύ σημαντικός. Όταν ένας καταναλωτής αντλεί νερό στους πάνω ορόφους, τα πιεστικά συγκροτήματα πρέπει να δώσουν νερό από το χαμηλότερο μέρος του κτηρίου. 4
ΕνιαIο συγκρότημα πλεονεκτήματα ΜΕIΟΝεκτήματα Λειτουργία χαμηλού κόστους Δεν απαιτείται χώρος για Χαμηλή πίεση σε κάθε ζώνη Διαχειρίσιμες ζώνες πίεσης Χαμηλή κατανάλωση ρεύματος των αντλιών και μειωμένο φορτίο στο δίκτυο ηλεκτρικού ρεύματος Σωλήνες χαμηλής πίεσης Ευπαθές σε περίπτωση βλάβης της αντλίας Ευαίσθητο στις διακοπές ηλεκτρικής παρο χής Κοιτάξτε την πραγματική εικόνα Η ανάλυση του Κόστους Κύκλου Ζωής (ΚΚΖ) είναι ένα εργαλείο που μπορεί να βοηθήσει να ελαχιστοποιήσει τη σπατάλη και να μεγιστοποιήσει την ενεργειακή απόδοση πολλών τύπων συστημάτων, περιλαμβάνοντας συστήματα ανύψωσης νερού. Εκείνο που καθιστά τον υπολογισμό ένα χρήσιμο εργαλείο είναι ότι δημιουργεί ένα τυποποιημένο πλαίσιο αναφοράς που καθιστά δυνατή τη σύγκριση διαφορετικών τύπων λύσεων πιεστικών συγκροτημάτων και διαφορετικών προμηθευτών τεχνολογίας πιεστικών συγκροτημάτων. Κόστος Κύκλου Ζωής Οι υπολογισμοί του Κόστους Κύκλου Ζωής για τα συστήματα άντλησης διεξάγονται κανονικά λαμβάνοντας υπόψη μόνο τρεις παραμέτρους. Αυτά τα άμεσα παρατηρήσιμα κόστη είναι: Αρχικό κόστος των πιεστικών συγκροτημάτων Κόστος συντήρησης Κόστος ενέργειας Σε αυτήν την περίπτωση μελέτης περιλαμβάνονται και έμμεσα κρυφά κόστη ώστε να προκύψει ένα πιο ρεαλιστικό σύστημα αξιολόγησης. LCC = C ib + C ip + C m + C e + C r ΚΚΖ = Κόστος Κύκλου Ζωής C ib = Αρχικό κόστος για πιεστικά συγκροτήματα C ip = Αρχικό κόστος για σωληνώσεις, βαλβίδες μείωσης πίεσης και C m = Κόστος συντήρησης C e = Κόστος ενέργειας C r = Κόστος απωλεσθέντων εσόδων Αρχικό κόστος για πιεστικά συγκροτήματα, C ib Αυτό περιλαμβάνει ένα συγκρότημα ή αντλίες και όλον τον εξοπλισμό και τα εξαρτήματα που χρειάζονται για να λειτουργήσουν τα πιεστικά συγκροτήματα: Αντλίες Μετατροπείς συχνότητας Πίνακες ελέγχου Αισθητήρες πίεσης Δοχεία μεμβράνης: 4. 35. 3. 25. 2. 15. 1. 5. Αρχικό κόστος των πιεστικών συγκροτημάτων, C ib συγκρότημα Σύγκριση αρχικού κόστους των πιεστικών συγκροτημάτων, C ib 5
ΑΝΥΨΩΣΗ ΝΕΡΟY Αρχικό κόστος για και σωληνώσεις, C ip Στα ψηλά κτήρια, το κόστος κεφαλαίου για τις σωληνώσεις, τις βαλβίδες και τις συχνά υπερβαίνει το κόστος για τα πιεστικά συγκροτήματα πολλές φορές. Η παρούσα μελέτη περίπτωσης δεν αποτελεί εξαίρεση. Ο υπολογισμός του κόστους περιλαμβάνει: Κατακόρυφους σωλήνες κατάθλιψης που περιλαμβάνουν μόνωση σωλήνων, έδραση σωλήνων και τοποθέτηση Όλοι οι σωλήνες που υπολογίζονται είναι σωλήνες από ανο ξείδωτο χάλυβα σύμφωνα με το DIN 2463. Οι τιμές κυμαίνο νται από 5 /m για 35mm (1¼ ) ως 15 /m για 18mm (4 ) Δεξαμενές. Κόστος δεξαμενών 2 /m 3. Σε περίπτωση βλάβης της ηλεκτρικής παροχής, οι όγκοι των δεξαμενών είναι υπολογισμένοι έτσι ώστε να είναι σε θέση να προμηθεύουν νερό για μέχρι και 12 ώρες ακόμη. Βαλβίδες Μείωσης Πίεσης (ΒΜΠ). Τιμή 45 /τεμάχιο περιλαμβάνοντας και την τοποθέτηση. Οι ΒΜΠ περιλαμβάνονται στον υπολογισμό όπου η διάταξη των σωλήνων δημιουργεί στατική πίεση στις βρύσες ώστε να υπερβεί περίπου τα 5 bar. Τα συστήματα 1. Ενιαίιο συγκρότημα και 3. Η δεξαμενή παρέχεται με ΒΜΠ. Σημείωση: Δεν περιλαμβάνεται το κόστος για οριζόντιους σωλήνες διανομής νερού σε ψευδοροφές, σωλήνες σε δάπεδα γραφείων και υποστηρίγματα. Το κόστος για αυτά είναι το ίδιο, ανεξάρτητα από ποια διάταξη πιεστικού συγκροτήματος επιλεχθεί. 4. 35. 3. 25. 2. 15. 1. 5. συγκρότημα Αρχικό κόστος, σωληνώσεις, C ip Σύγκριση αρχικού κόστους για σωληνώσεις, κ.λπ., C ip C m = Κόστος συντήρησης Συντήρηση για μία περίοδο 2 ετών: Η συντήρηση των πιεστικών συγκροτημάτων εκτιμάται ότι αποτελεί το 5% της αρχικής τιμής αγοράς του πιεστικού συγκροτήματος. Σωλήνες και ΒΜΠ: 5% της αρχικής επένδυσης Δεξαμενές και : 2% του αρχικού κόστους της δεξαμενής Τόσο οι όσο και οι πρέπει να εκκενώνονται και να καθαρίζονται κάθε χρόνο σύμφωνα με τους τοπικούς κανονισμούς. Τα πιεστικά συγκροτήματα που λειτουργούν με μειονεκτούν σε σχέση με τα συστήματα υπό πίεση. 4. 35. 3. 25. 2. 15. 1. 5. 1 Απευθείας συγκρότημα Κόστος συντήρησης, 2 χρόνια, C m Συγκρότημα ανύψωσης νερού Σύγκριση κόστους συντήρησης για μία περίοδο 2 ετών, C m 6
Παροχή Προφίλ κατανάλωσης Για να πραγματοποιήσουμε έναν υπολογισμό ενέργειας, χρειάζεται ένα προφίλ φορτίου. Το προφίλ κατανάλωσης παρουσιάζει τις αλλαγές που πραγματοποιούνται στην παροχή κατά τη διάρκεια ενός συνηθισμένου 24ωρου. Σε ένα κτήριο γραφείων, καθώς και στα περισσότερα εμπορικά κτήρια, η κατανάλωση νερού παρουσιάζει σημαντικές διακυμάνσεις ανάλογα με την ώρα της ημέρας. Το πρωί, η μεγαλύτερη παροχή λαμβάνει χώρα με την έναρξη δραστηριοτήτων εξυπηρέτησης, όπως καθάρισμα, φτιάξιμο καφέ, μαγείρεμα και πλύσιμο. Η ζήτηση κυμαίνεται για το υπόλοιπο της ημέρας χωρίς ωστόσο να φτάνει το υψηλό επίπεδο του πρωινού. Καθώς το κτήριο φιλοξενεί αποκλειστικά χώρους γραφείων, δεν υπάρχει ουσιαστικά κατανάλωση αργά το απόγευμα ή κατά τη διάρκεια της νύχτας. Το προφίλ φορτίου βασίζεται στην καμπύλη διάρκειας. Η συνολική κατανάλωση πόσιμου νερού την ημέρα εκτιμάται γύρω στα 295m 3 με εκτιμώμενη ετήσια χρήση 25 ημερών. Παροχή [m 3 /h] 6 Σημείο λειτουργίας 1: 53,1 m 3 /h 5 4 3 2 1 Σημείο λειτουργίας 2: 21,2 m 3 /h Σημείο λειτουργίας 3: 15,6 m 3 /h 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 Προφίλ υπολογισμού Ώρες την ημέρα Οι υπολογισμοί ενέργειας πραγματοποιούνται σε τρία διαφορετικά σημεία λειτουργίας που θεωρούνται αντιπροσωπευτικά για το προφίλ κατανάλωσης. Το σημείο λειτουργίας 1 είναι υπόλογο για μόνο μία ώρα την ημέρα κατά την παροχή αιχμής των 53,1m 3 /h. Το σημείο λειτουργίας 2 είναι υπόλογο για τέσσερις ώρες την ημέρα με παροχή 21,2m 3 /h Το σημείο λειτουργίας 3 είναι υπόλογο για 1 ώρες την ημέρα με παροχή 15,6m 3 /h Για τις υπόλοιπες εννέα ώρες θεωρείται ότι δεν υπάρχει κατανάλωση Παροχή [m 3 /h] 6 Παροχή [m 3 /h] 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 Ώρες την ημέρα Προφίλ κατανάλωσης νερού κατά τη διάρκεια ενός 24ωρου 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 Ώρες την ημέρα Καμπύλη διάρκειας που δείχνει ώρες την ημέρα που λειτουργούν πάνω από την υποδεικνυόμενη παροχή 7
ΑΝΥΨΩΣΗ ΝΕΡΟY Κόστος ενέργειας, C e Οι υπολογισμοί ενέργειας πραγματοποιούνται σύμφωνα με τον παρακάτω τύπο. E1 [kwh] = Q [m 3 /s] * H [kpa] * h [h] η [-] Ο πίνακας στα δεξιά δείχνει την αρχή όλων των σχετικών υπολογισμών με την ενέργεια. Η ετήσια κατανάλωση ενέργειας υπολογίζεται σε τρία σημεία λειτουργίας. Οι αποδόσεις βασίζονται σε πραγματικά πιεστικά συγκροτήματα ή αντλίες Grundfos. Τιμή ενέργειας που χρησιμοποιείται:,2 ανά kwh. Σημείο λειτουργίας Παροχή Μανομετρικό Ώρες εξυπηρέτησης σε ετήσια βάση Υδραυλική ισχύς Απόδοση Ετήσια κατανάλωση ρεύματος Q H h P4 η E4 E1 kpa h kw kwh kwh 1,15 2871 25 42,5,61 1,621 17,411 2,6 2728 1 16,1,58 16,145 27,837 3,4 2697 25 11,6,59 29,4 49,159 94,47 Σύστημα συγκρότημα. Υπολογισμός ενός χρόνου κατανάλωση ενέργειας. 4. 35. 3. 25. 2. 15. 1. 5. σύστημα Κόστος ενέργειας, C e Σύγκριση κατανάλωσης ενέργειας σε μία περίοδο 2 ετών, C e Ξύλινες στη Νέα Υόρκη Απωλεσθέντα έσοδα, C r Καθώς η αξία των ακινήτων ανεβαίνει, το ποσοστό των τετραγωνικών που μπορούν να πουληθούν γίνεται όλο και πιο σημαντικό. Σε πολλές περιπτώσεις συμφέρει η επέκταση του κτηρίου καθ ύψος. Ένας άλλος και πιο αποδοτικός τρόπος για την αύξηση των τετραγωνικών που μπορούν να πουληθούν είναι η μείωση του χαμένου χώρου που καταλαμβάνουν οι εγκαταστάσεις των κτηρίων. Σε αυτόν τον υπολογισμό, λαμβάνεται υπόψη η αξία του χώρου που καταλαμβάνουν τα πιεστικά συγκροτήματα και οι. Το νούμερο που χρησιμοποιείται είναι 5 ανά m 2 το μήνα. Για τα υπόγεια και τις οροφές κτηρίων υπολογίζουμε 2,5 ανά m 2 το μήνα. 4. 35. 3. 25. 2. 15. 1. 5. σύστημα Απωλεσθέντα έσοδα σε διάστημα 2 ετών, C r Το κόστος εσόδων μπορεί να ποικίλει ανάλογα με τις εκάστοτε συνθήκες αγοράς. Σύγκριση απωλεσθέντων εσόδων σε μία περίοδο 2 ετών, C r 8
ΑΝΥΨΩΣΗ ΝΕΡΟY Υπεροχή συστήματος υπό πίεση Αυτό το άρθρο παρουσίασε και τεκμηρίωσε ένα σύντομο ιστορικό για τις και τα συστήματα υπό πίεση. Παρουσιάστηκαν πέντε διαφορετικά συστήματα για ανύψωση πίεσης σε ψηλά κτήρια, με υπολογισμούς που τα χρησιμοποιούν στο ίδιο εικονικό κτήριο που δημιουργήθηκε. Συγκρίσεις που αφορούν τις διαφορετικές παραμέτρους σε αυτά μπορούν να γίνουν εύκολα. Όπως δείχνει η ανάλυση, τα υπό πίεση και διαιρεμένα κτήρια υπερέχουν σε σχέση με τις λύσεις δεξαμενών - τόσο αναφορικά με το αρχικό κόστος επένδυσης, τη συντήρηση και την ενεργειακά αποδοτική λειτουργία. Γι αυτό 1. Η δημιουργία παροχής στο σύστημα νερού καταναλώνει ρεύμα και το ίδιο κάνει και η δημιουργία πίεσης ακόμη κι όταν υπάρχει πολύ μικρή ή καθόλου παροχή. Κατά συνέπεια, οι διατάξεις ανύψωσης με διάφορα πιεστικά συγκροτήματα και οι στάθμες χαμηλής πίεσης είναι προτιμότερες καθώς η κατανάλωση ρεύματος θα μειωθεί σημαντικά καθώς θα μειώνεται η πίεση που παρέχεται. Τα συστήματα (2, 4 και 5) διαιρούνται πίεσης το πολύ 12 ορόφων. Το μέγιστο γεωμετρικό ύψος περιορίζεται στα 5m ή 5 bar σε κάθε ζώνη. Καθώς η απαιτούμενη πίεση είναι χαμηλή σε σύγκριση με το ενιαίο συγκρότημα (1) και το σύστημα δεξαμενής (3), η κατανάλωση ρεύματος είναι μικρότερη. Στο σύστημα 1, η συνολική ποσότητα νερού (295m 3 /την ημέρα) υποβάλλεται σε πίεση 29 bar, γεγονός που καθιστά τη χρήση των βαλβίδων μείωσης πίεσης απαραίτητη. Η πίεση των συστημάτων (4 και 5) που είναι διαιρεμένα είναι τόσο χαμηλή όσο 6 bar, με αποτέλεσμα να μην είναι απαραίτητες οι ΒΜΠ. Στο σύνολό του, το σύστημα αποδεικνύεται ως το λιγότερο επικερδές σύστημα με την κατανάλωση ρεύματός του να είναι η μεγαλύτερη από όλα τα συστήματα. Αυτό μας προκαλεί εντύπωση καθώς το συγκρότημα λειτουργεί με σταθερή παροχή 15m 3 /h επί 2 ώρες την ημέρα. Ωστόσο, σε αυτό το σύστημα όλη η ποσότητα νερού (295m 3 <font class= Box_txt >/ημέρα) αντλείται και μετά από τους καταναλωτές με υψηλή πίεση (29 bar) και στη συνέχεια με τη βοήθεια της βαρύτητας επιστρέφει εκεί που πρέπει να χρησιμοποιηθεί. Και εδώ, πρέπει να τοποθετηθούν βαλβίδες μείωσης πίεσης ώστε να εξαλείψουν την πλεονάζουσα πίεση. Συνολικό κόστος, 2 8. 7. 6. 5. 4. 3. 2. 1. 495.72 σύστημα χρόνια 43.747 Κόστος ενέργειας, 2 χρόνια. 67.149 49.897 Αρχικό κόστος, και σωληνώσεις. Αρχικό κόστος, πιεστικά συγκροτήματα. Κόστος συντήρησης, 2 χρόνια. Απωλεσθέντα έσοδα, 2 χρόνια. 368.343 πλήρη παροχή των 53.1m 3 /h γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα ένα συγκρότημα με τρεις αντλίες των 16 kw. Η ενσωμάτωση των ενδιάμεσων δεξαμενών (σύστημα 4) μειώνει την απαιτούμενη παροχή σε 23,2 m 3 /h, γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα να χρειάζονται τρεις αντλίες των 3 kw η καθεμία και με τη συνολική κατανάλωση ενέργειας να μειώνεται κατά 24%. Στα ψηλά κτήρια, τα πιεστικά συγκροτήματα ανύψωσης πίεσης πρέπει πάντα να θεωρούνται ως η προτιμώτερη λύση παροχής νερού. Το αποτέλεσμα είναι σημαντικά μικρότερη κατανάλωση ρεύματος γιατί τα πιεστικά συγκροτήματα λειτουργούν με χαμηλότερα επίπεδα πίεσης. Ένα σύστημα θα κάνει τις βαλβίδες μείωσης πίεσης να φαίνονται απαρχαιομένες καθώς η στατική πίεση διατηρείται σε χαμηλό και αποδεκτό επίπεδο. Αυτό προσφέρει αυξημένη άνεση στον τελικό χρήστη. 2. Το προφίλ κατανάλωσης δείχνει ότι η ζήτηση του νερού παρουσιάζει διακυμάνσεις κατά τη διάρκεια της ημέρας. Η συνεχής προσαρμογή στην παροχή απαιτεί πιεστικά συγκροτήματα και ένα σύστημα σωληνώσεων διαστασιολογημένο για την παροχή αιχμής όποτε κι αν υφίσταται. Η τοποθέτηση δεξαμενών προσφέρει τη δυνατότητα χρησιμοποίησης αποθηκευμένου νερού ώστε να υπάρχει προσαρμογή στις κα ταστάσεις παροχής αιχμής. Σε αυτήν την περίπτωση το μέγεθος των πιεστικών συγκροτημάτων και των σωληνώσεων μπορεί να μειωθεί δραματικά. Για παράδειγμα: το συγκρότημα στην κατώτερη ζώνη πρέπει να προμηθεύσει τα τέσσερα πιεστικά συγκροτήματα που βρίσκονται πάνω από αυτό. Στο σύστημα που είναι χωρίς ενδιάμεσες (5), πρέπει να έχει διαστάσεις ανάλογες για την Η εξοικονόμηση ενέργειας είναι ιδιαίτερης σημασίας Συνήθως, ενδιαφερόμαστε πολύ περισσότερο για το αρχικό κόστος τόσο όταν επιλέγουμε πιεστικά συγκροτήματα όσο και όταν διαλέγουμε το σύστημα διάταξης των πιεστικών συγκροτημάτων. Ο υπολογισμός μας δείχνει ότι αυτό δεν είναι σωστό. Αν και είναι γεγονός ότι τα συστήματα που διαιρούνται απαιτούν αυξημένη επένδυση στα πιεστικά συγκροτήματα, η παρούσα μελέτη αποδεικνύει ότι η επένδυση στα πιεστικά είναι μικρής σημασίας από μακροπρόθεσμη άποψη. Το ενδιαφέρον θα πρέπει να επικεντρώνεται στη συνολική διάταξη του πιεστικού συγκροτήματα καθώς η κατανάλωση ενέργειας είναι ο σημαντικότερος παράγοντας που θα πρέπει να λάβουμε υπόψη μας: η κατανάλωση ενέργειας αποδεικνύεται ότι αντισταθμίζει όλα τα υπόλοιπα κόστη προστιθέμενα μαζί. 9