给排水工程师浅谈城市无负压供水设备

1. 引言

随着我国社会主义现代化建设事业的持续发展,给排水设备也在不断提高,从过去老式的水泵和屋顶水箱供水发展到现在的变频供水变频供水具有节能、不易污染的特点。近年来又一新型的供水设备出现―――无负压变频恒压供水,它是在变频恒压供水设备上发展起来的,主要由水泵控制器、水泵、气压罐、智能控制系统等组成。

2. 无负压工作原理

无负压变频恒压供水设备由真空消除器、稳压平衡器、加压水泵、智能型数控柜及各种电控仪表和管路组成。其各部分的功能是这样的：

负压消除器是在稳压平稳器内出现负压时起消除负压的作用,避免因产生负压而影响周围用户的用水,这也是目前不允许将加压设备与自来水管网直接串联的主要原因,而负压消除器有效解决了负压的形成问题,保证了加压设备的正常运行;

稳压平衡器则是针对自来水管网内压力与流量的瞬间变化而设置的,它可以使加压泵进水口的流量与压力保持相对的稳定,保证设备在管网压力与流量发生瞬间变化时能够正常运行,避免设备的自我保护器频繁开停机;

电控仪表可随时检测自来水管网压力变化情况和用户管网的压力情况,并即时将信息传送到数控柜,数控柜根据有关的信息随时调整设备的运行状态。

另外,直接式管网叠压供水设备还设置有保护自来水管网压力的功能,使自来水管网的设定压力不受影响,从而避免了影响周围用户的用水。

在供水管路设计上,该设备除了加压泵向用户管网输水外,还有一条直供管路，使自来水管网与用户管网直接相联。在用水低峰期,自来水压力也能够满足用户用水需要,可以由自来水管网直接向用户供水。

3. 无负压供水与传统供水设备的对比

目前,我们常见的供水流程是这样的:自来水公司水厂将水加压通过管道输送到市区各取水点,进入各取水点的蓄水设施,包括混凝土水池和水箱,各取水点再从水池、水箱中取水或经过变频加压,直接供应用户,有的经过加压将水送至建筑物高位水箱,再经自流进入各用户,以上供水方式是目前普遍使用的供水方式,但这种供水方式存在以下几个问题：

(1)卫生问题

蓄水设施中的蓄水池及普通材料制作的水箱,往往因为本身材质问题,容易滋生具有致癌毒素的有害藻类,并且由于水池或水箱中的水与空气直接接触,空气中的粉尘和细菌极易进入水池,使水中细菌迅速滋生,严重污染了水质,影响了居民的身体健康,这已成为现在人们生活中的焦点问题之一。另外,由于水池和水箱的清洗既费时又费力,一般物业管理部门不愿意做清洗工作,导致水池和水箱中的沉淀物日积月累,长年累月水池和水箱同样也成为严重的污染源。

(2)能源浪费

将具备一定压力的自来水放入水池和水箱,则自来水原有压力消失,二次加压系统则需从零加压,不能充分利用管网余压,造成能量的损失。另外,在用水低峰期,自来水管网的压力非常大,一般都能满足10层以下居民的用水,对于占城市住宅大部分的低层住宅来说,完全可以满足正常使用要求。但普通供水方式在用水低峰期依旧处于运行状态,使能源得不到综合有效的利用,浪费非常大,这对于我国目前能源紧张的形势来说,实在是令人痛惜。

(3)运行成本高

由于不能有效利用自来水管网余压,普通二次加压设备选型较大,每天运行时间长,因此消耗电能较多,使用不经济。

(4)先期投资大

修建蓄水池和水箱,需要有较大的土建投资和较长施工周期,并且加压设备因为是零加压,设备选型和设备投资都较大。

(5)占地面积大

修建蓄水池或水箱都需要占用较大的空间,这对寸土寸金的地产商来说,同样是一种浪费。

(6)物业管理麻烦

蓄水池和水箱的清洗费时费力,而且清洗期间居民用水受到影响,因此管理麻烦,检修复杂。另外,普通供水方式还存在安装复杂、工程量大,周期长的缺点,普通变频供水设备在局部停电时水泵停止工作,所有用户全部停水,非常不方便。

3.1 无负压变频恒压供水设备的优点

直接式管网叠压供水设备已是一种非常成熟的新型供水方式,较传统供水设备,它具备以下特点：

(1)能源不浪费

直接式管网叠压供水设备直接与管网串接,在原有管网压力的基础上叠加所需的压力,差多少,补多少,能充分利用管网的余压,不会产生负压,不会造成能源的浪费,符合国家节约能源的要求。

(2)卫生无污染

该设备为全密封运行,异物不会进入系统;负压消除器的ZP膜滤装置将空气中的细菌挡住,不会进入系统;稳压平衡器采用食品级不锈钢,或经防腐处理的优质碳钢板制作,不会滋生藻类,是真正的绿色无污染产品,符合人们对饮用水越来越高的要求趋势。

(3)运行成本低

由于加压泵的选型较小,并且采用多泵制,因此消耗电能相对减少。另外,在用水低峰期,由于自来水管网压力较大,因此,加压泵只需叠加非常小的压力就能满足用水需要,对于多层或小高层住宅小区用户来说,加压泵24h中除用水高峰期的几个小时处于高效运行外,其余大部分时间处于低耗运行,甚至不运行,自来水由设备中的自来水管网直供管路直接进入用户,相对传统供水方式来说,能耗非常低,节能效果极其显著,较传统供水方式可节能30%～70%,其节能效果深受设备用户的推崇。

(4)先期投资省

因为无需修建蓄水池或水箱,所以节省了一大笔土建投资,而且由于利用了自来水管网的余压,无需从零加压,因此,加压泵选型较小,设备投资减少。

(5)占地面积小

因为不需要建水池或水箱,大大节约了占地面积。

(6)安装简单

直接式管网叠压供水设备为成套供应用户,现场只需连接进出水管,施工周期短,安装简单。

(7)停电可维持供水

由于设备有一条直供管路与用户管网直接相通,在局部停电时加压泵虽停止工作,但建筑低层用户可依靠自来水直供管路维持供水。另外,直接式管网叠压供水设备为数字控制全自动运行,停电停水自动停机,来电来水自动开机,不会产生二次污染、设备维护简单。

3.2 无负压变频恒压供水设备的缺点

(1)无负压供水设备没有水箱，一旦管网停水，用户因为没有缓冲用水而面临随时停水的尴尬问题。

(2)目前现状供水设备厂家较多，技术水平比较杂乱，设备价格高差较大，因此采用无负压供水设备需非常慎重。

(3)由于它是一种新型的设备，技术不是很成熟，技术参数也不很规范。

4. 结束语

无负压增压供水设备是一种真正意义上的环保节能优质产品,是在传统变频恒压供水系统的基础上，发展起来的一种新型的高科技产品。在当前提倡科技创新、节能降耗的时代,广泛应用具备降低能耗、减少水质二次污染前景的新型供水方式,将产生可观的经济和社会效益。通过无负压增压稳流供水在西安住宅小区中的推广使用,且其在降低成本和节约能源方面占据很大的优越性,相信将会为当今社会发展的主流产品。

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