二用一备一用一备变频无负压供水设备节能节地节水节资无污染

 

      随着社会经济的快速发展和高层建筑的迅速增加，我国市政自来水管网压力已远远不能满足高层建筑的用水需求，因此必须设置二次供水设施。据不完全统计，目前我国约60％以上的城镇居民均使用二次加压供水，二次供水方式普遍。

　　二用一备一用一备变频无负压供水设备是20世纪90年代中期在我国二次供水继高位水箱、气压给水、变频调速给水之后而兴起的一种新型的、节能省地型的二次供水设备。但较传统的变频调速给水设备取消了水池、水箱等，并能对自来水管网或其他有压管网直接串接供水而不产生负压影响。主要由稳流补偿器、真空抑制器、水泵、控制柜、控制仪表、管道、阀门等组成，如图l所示

 

1、二用一备一用一备变频无负压供水设备的工作原理

　　(1)在自来水管网的水压能满足用水要求的情况下，即管网压力大于或等于设定压力时，加压水泵停止工作，自来水可通过旁通管直接到达用水点。

　　(2)当自来水管网水压不能满足用水要求时，电接点压力表向变频数控柜发出信号，变频软起动水泵机组加压供水，直至实际供水压力等于设定压力时，变频数控柜控制水泵机组以恒定转速运行。

　　(3)在用水高峰期间，用户管网压力下降，当降到低于设定压力时，远传压力表发出信号给变频数控柜，使变频器频率升高，水泵机组转速增加，出水量和压力都随之上升，直至用户实际压力值等于设定压力值。

　　(4)在用水低谷期间，用户管网压力上升，当高于设定压力值时，远传压力表发出信号给变频数控柜，使变频器频率降低，水泵机组转速降低，使用户管网实际压力值等于设定压力值。若水泵机组已无实际流量，水泵处于空转状态时，则水泵机组自动停止工作。自来水直接通过旁通管到达用户。

　　(5)对稳压平衡器来说，如果自来水的进水量大于或等于水泵机组的供水量，则负压消除器使稳压平衡器与外界隔绝，维持正常供水。当这种状态被破坏时，zP膜滤负压消除器使稳压平衡器与外界相通，破坏负压的形成，从而确保自来水管网的正常供水，不影响其他用户的供水。

　　(6)当自来水管网停水时，因为稳压平衡器具有部分调节容积，水泵机组仍可继续工作一段时间，当稳压平衡器的水位降至液位控制器所设定的水位时，自动停机，来水后随着水位的上升而自动开机。

　　(7)停电时，水泵机组不工作，自来水直接通过旁通管到达低层用户，保证楼层较低的部分用户的用水，来电时水泵机组自动开机，恢复所有用户的正常供水。

 

2、二用一备一用一备变频无负压供水设备的优缺点及功能分析

　　我国采用的传统的给水增压系统大致有以下两种方式：一是采用“水池＋水泵＋高位水箱”的方法，市政来水中需要增压的水先全部进入储水池，然后由定速泵加压后送至用户，高位水箱起到高低峰用水时调节作用；二是采用“水池＋变频调速水泵”的方法，设定了水泵的供水压力后，在变频器的控制下，水泵的转速随供水量的变化而改变，降低转速后减小了功率，一定程度上节省了电耗。这两种供水方式均存在以下通病，一是都有开放性的储水设施，水质容易受到污染，这种二次污染直接影响供水水质安全，有时甚至产生严重的水质污染事故；二是通常达到20多米水头的市政供水压力未能被充分利用，造成较大的能源浪费。

　　2003年以来，一种新型供水方式——无负压给水增压设备开始得到应用，二用一备一用一备变频无负压供水设备不设储水池，直接从市政管网吸水，设备工作时，通过设备的控制方式、稳流补偿器、真空抑制器的联合作用，消除水泵工作时产生的吸程，对自来水管网的动压没有影响。全密闭的结构隔绝与空气的接触，彻底避免水质的二次污染，市政供水余压可叠加为扬程利用，水泵只是补充设定供水水压与余压不足部分，节能效果明显。节省占地，经济效益较明显。其主要特点如下：

　　（1）节能：该二用一备一用一备变频无负压供水设备能够充分利用市政管网的压力叠加增压，差多少补多少；

　　（2）环保：增压水箱结构采用全封闭设计，通气孔采用往复式吸排气过滤装置，有效过滤灰尘和杂物，水箱底部设引水装置，有效增大取水面积，保证水质鲜活度，解决了水箱滞留层，死水层的问题；

　　（3）配置独特：水箱内部装有智能化增压装置，保证水泵在切换后，用户管网的压力稳定，水泵处于高效区运行，在控制系统中增加时间控制器，定时对水箱水源循环使用，保证水箱中的水质新鲜；

　　（4）安全性高：当市政管网停断水或用户用水高峰持续较长，由增压水箱保证供水，极大提高了用水可靠性；

　　（5）控制先进：建立远程监控系统，随时动态掌握设备运行。

　　基于以上优点，二用一备一用一备变频无负压供水设备弥补了传统供水方式的不足，2003年被列入建设部科技成果推广项目。2004年以来，随着各地对《城市供水条例》中“禁止在城市管网供水管道上直接装泵抽水”条例的解禁，无负压给水设备更是得到迅速发展，无论是设计单位还是房地产开发商，都看到了无负压供水广泛的应用前景，在讨论设置增压给水设备时首先想到无负压给水设备，而给排水设备制造商也看到了这个日益扩大的市场需求，纷纷争上该类设备，使设备质量也水涨船高。

　　二用一备一用一备变频无负压供水设备有它的优点与优势，同样也存在不足：首先，它的供水可靠性不如传统供水系统：由于无负压供水方式不设储水池，当市政供水有故障时，整个设备即停止运行，用户将处于停水状态。当供水量不能满足用水高峰期用水量时，为了不对管网产生抽吸，设备水泵将调速运行，也无法确保用户用水的可靠性。其次，由于它是一种新型的设备，技术上还不是十分成熟，消除负压功能一但无法实现，将对供水安全构成严重威胁。第三，由于它是从市政管网中直接抽水，尽管可以解决负压问题，但必须取得主管部门批准。更为关键一点：有关无负压给水设备的行业标准编制工作还在进行中，如果无约束条件地将二用一备一用一备变频无负压供水设备接入市政管网，就可能使市政供水管网超过承受能力，而且也可能使劣制产品趁虚而入，给用户用水和管网安全带来隐患。因此，对二用一备一用一备变频无负压供水设备的使用范围应该慎重选择。

 

3、二用一备一用一备变频无负压供水设备产品功能

　　二用一备一用一备变频无负压供水设备具有手动、自动、近控、远控、监控、网络控制、中心控制。具有多路备用控制，采用变频技术，保证不问断供水。实现无人职守，网络控制，全自动运行。设备在工控微机专利软件控制下，模拟人工智能控制，具有过流、过载、过压、欠压、缺相、错相保护，良好接地保护等各种安全防护措施。

 

4、二用一备一用一备变频无负压供水设备适用范围

　　无负压供水系统供水压力0.15—2.0MP，供水高度10—200米，单套系统每小时供水量10—50000m3／h，可适用于：

　　（1）任何自来水压力不足地区的加压给水。

　　（2）新建改建扩建的住宅小区、写字楼、综合楼生活用水。

　　（3）自来水厂的给水中间加压泵站。

　　（4）工矿企业的生活、生产用水等。

　　（5）各种循环水系统。

 

5、正确使用无负压供水技术

　　为完全避免无负压供水设备直接抽水时在市政管网产生负压，应该保证市政管网正常供水时的流量大于建筑物用水的设计秒流量。对不能保证市政管网供水能力大于设计秒流量的情况，应避免将无负压供水设备安装在地下室。

　　为增加二用一备一用一备变频无负压供水设备连续供水的可靠性，宜适当增大稳压平衡器的调节容积，具体数值应根据可利用的最低水压、最低水压的持续时间、进水管阻力情况经计算确定。必要时可对进水管路加以改造，增大直径，减少阻力，提高供水能力。对于市政管网压力变化幅度较大的系统，为适应静扬程的变化，应选择特性曲线较陡的水泵.对于用水量变化范围较大的系统，宜采用水泵并联工作，并设置小型气压水罐在夜间小流量时辅助供水.设置有旁通管路的系统，应增设旁通管路放水及冲洗设施，定期排水存水，在较长时间不用后再次启用前对旁通管路进行冲洗。

 

6、结语

　　鉴于传统二次加压供水方式的种种弊端，采用无负压供水方式势在必行。但二用一备一用一备变频无负压供水设备作为一种二次增压设备，直接从市政供水管网上抽水，如果安装使用不当，极有可能使供水管网的压力失去平衡，造成管网安全事故。因此，在是否选用无负压设备的问题上应科学分析，认真选择，对采用无负压产品的工程，管理单位应进行严格审查，符合条件后才批准使用。在市政管理、设计、用户及制造商的共同努力下，使二用一备一用一备变频无负压供水设备的使用更科学、更合理、更环保、更节能，造福于社会。