圖˙片來源:台達提供

當亞洲經濟逐步蓬勃發展,龐大移入人口創造商機也成就現代的「巨型城市」(Mega City)。聯合國預測未來 30 年間,已開發國家都市人口比例將達83%,會造成交通、飲水、污染等居住品質新挑戰。許多亞洲領導型國家,在面對此議題時,都已開始嘗試使用各種智慧化的城市解決方案,來強化都市治理,尤其是水資源品質管理。

台灣同樣面臨都市治理與生活品質議題

對台灣人來說,都市化並非專家學者口中的專業名詞,而是實實在在的切身感受,從北漂人口的比例就可看出此趨勢,而都市生活品質更成為熱門居住議題。台達機電事業群應用技術中心 FAE 技術副理周以翔點出龐大人口為城市治理帶來的第一個課題是資源管理,尤其是水、電這類天然資源,如果管理不當將引起大量民怨,「其中人類賴以維生的水資源更是如此。」

水資源有多重要?全球投資機構環境責任經濟聯盟(Coalition for Environmentally Responsible Economies, CERES)曾經指出,水對人類的重要性遠高於石油,是社會經濟與民生的最關鍵資源之一。周以翔表示:「不過即便大家都理解水資源的重要性,現在都市供水系統的效益卻不盡理想,尤其是都市社區常見的二次供水系統,不管是建置思維或架構,都還有提升空間。」

周以翔也分享了當前常用的「二次供水」系統原理。一次供水通常由官方水利機構負責,讓水資源從水壩流出,經過各種處理方式流送到城市各區水管網路;而社區大樓將水資源儲存、加壓,並通過建築體內的水管進入室內,就稱為二次供水。「簡單來說,以往大家透過泵浦把水抽上樓頂水塔,再從水塔流到每家每戶,這就是二次供水。」

二次供水系統與城市居民的生活息息相關,因此多數國家都會有相關法令規範,不僅政府重視水資源管理,大樓物業管理也已意識到此事的重要性,因此將目光投向二次供水系統,以進而優化關乎大眾關鍵生活品質的相關二次供水設備與供水管理。

二次供水系統,主導城市供水、用水的服務

「這幾年二次供水系統的技術不斷進化,架構上包括高位水箱供水、變頻恆壓供水、罐式無負壓變頻恆壓供水、箱式無負壓變頻恆壓供水系統。」

高位水箱供水也就是常見的水塔,利用泵浦將公用管線的水送至高樓水塔,再利用高位水壓流送到室內;變頻恆壓供水則是將公用管線的水儲存在地下水池,利用變頻調速水泵(俗稱的加壓馬達和抽水馬達)將水池中的水直接加壓供給用戶,水泵也會根據用戶的水壓和流量自動調速。至於後面兩種二次供水系統,都是先利用無負壓設備與公用管線相連,再利用管網的水壓供水。

周以翔說:「變頻恆壓供水和罐式無負壓變頻恆壓供水是市場目前主流架構,不過對用戶來說都有明顯缺點。」他提到,兩種傳統變頻恆壓供水方案都是人機介面、控制器、變頻器三者獨立的分體式架構,系統接線複雜,佔地空間也大,再加上傳統自動化設備不易監控,管理者難以掌握設備運作狀態,導致無法及時維護保養。「因此要從根本上解決問題,變更系統架構是首要課題。」

二次供水系統商機多,三大須知趨勢

周以翔指出,目前二次供水系統有三大趨勢,首先是解決傳統變頻恆壓供水的問題,此部分的趨勢是採用背負式一體機變頻恆壓供水方案,這類架構的結構相對緊湊,且具備安裝簡單、成本低,內建水泵功能,無論是開發或調試都相當簡便。

第二個趨勢是泵房智慧化,近年來物聯網、大數據、雲端運算與行動通訊等先進技術不斷被應用到智慧城市場域中,水務系統也是其中一環。

第三個趨勢則是節能減碳,淨零碳排被多國政府和大型企業列為重點執行政策,而「供水」在城市能源消耗總量比例相當高。根據統計,全球能源有2%~3%用於城市引水,因此產官兩界都已著手強化供水設備的管理效能,藉此大幅降低能源損耗。

台達新世代二次供水系統解決方案

對於新世代二次供水系統,台達提出了一系列解決方案,「我們從軟硬兩端同時著手,除了整體解決方案外,業者也可以視狀況選用合適的產品,彈性相當大。」

周以翔首先介紹台達變頻器 CP2000 與 ME300 系列,CP2000 是針對風機、水泵等流體設備設計的專用機種,ME300 則具備精巧簡易型特色,設備生產商透過這兩款變頻器可簡易設置參數,擁有豐富水泵功能,此外也因省下外部控制器配置,系統架構會更簡潔。

在動力設備部分,台達永磁同步磁阻馬達 MSI 系列,能效等級高達 IE5,使用者可藉由節能效果快速回收投資成本。另外小體積、輕重量與不退磁設計,都強化了 MSI 系列在二次供水系統的可用性。

針對變頻恆壓供水產品,台達背負式水泵一體機 MPD 系列大幅縮小設備占地空間,並可縮短系統的配線時間,「我們也針對背負式水泵一體機打造專用 APP,客戶不需再像以前必須頻繁地翻手冊,藉由 APP 指引就可快速設定及排除故障。」

讓二次供水系統管理智慧化,降低維護與障礙排除成本

對於管理效率,台達則有安全防護、管理維護、供電節能、排澇防淹、水質保障、降噪減震、防潮通風、智慧診斷等八種針對泵房設計的智慧系統模組,管理者可透過手機、筆電等聯網設備從遠端掌控泵房設備運作,並利用系統累積的大數據精準控制水壓、水質與設備狀態,在設備出現異常時先行維修。此外,如果泵房被非法侵入,系統也會啟動預定措施,防範設備遭到破壞。

「從台達的產品布局可以看出,二次供水系統正走向轉型,高效、智慧、節能會是必然趨勢。」周以翔接著點出,上述產品完全體現了台達節能、環保、愛地球的經營理念,「我們除了致力執行此一理念外,也希望透過產品推廣到各領域,協助企業在提升效能、降低成本的同時,也能保護地球,讓永續願景能夠落地成真。」

(本文提供合作夥伴轉載。)