無負壓變頻恒壓供水在城市供水中的應用

摘 要:隨著人們生活水平的提高，高層建筑越來越多，用水的安全、衛生越來越受到人們的關注，傳統的加壓供水方式會造成二次污染，給人們的身體健康造成影響。但國家城市供水條例規定“禁止在城市公用供水管道上直接裝泵抽水”，直接抽水會對管網產生負壓和真空現象。為此，又一新型的供水方式——無負壓變頻恒壓供水產生了，它是在變頻恒壓供水方式的基礎上發展起來的。

關鍵詞:無負壓變頻恒壓供水 城市供水 應用

中圖分類號:TU7文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0064-01

1 無負壓變頻恒壓供水的特點

普通變頻恒壓供水方式存在著能源浪費、二次污染、給城市管網造成負壓等等弊端。無負壓變頻恒壓供水，既能利用自來水管道的原有壓力，又能利用足夠的儲存水量緩解高峰用水，且不會影響城市管網的正常供水。

1.1 不會對水質造成二次污染

無負壓變頻恒壓供水設備是直接與市政管網連接，中間沒有其它環節，省去了低位水箱，系統全密封運行，異物不能進入系統內部，不與空氣直接接觸，不會對水質造成二次污染，同時降低了成本，節省了水泵房的占地面積，降低了建筑負荷。

1.2 充分利用管網余壓，節約運行成本

無負壓變頻恒壓供水設備在運行時借助市政自來水的壓力，在原有管網壓力的基礎上疊加所需的壓力差，差多少，補多少，充分利用管網的余壓，系統自動調整水泵運行臺數或調整水泵轉速，實現一直在高效率點運行。大大節省了運行費用，符合國家節能的要求。

1.3 低區供水穩定，停電不停水

無負壓變頻供水系統直接和市政自來水管網相連，在停電時加壓泵雖停止工作，但自來水管網壓力依舊可維持低區用戶供水，即使在停水時，用戶也可以靠穩流灌存水維持短時間供水。

1.4 減少系統損失，節約能源

無負壓變頻供水系統全自動運行無須專人值守，也沒有水質處理儀器，免去定期清洗、消毒等工作;減少了系統滴、漏、益流的損失。節能效果十分顯著。

2 系統運行原理

(1)當自來水壓不足致使壓力下降時，防負壓裝置和穩流罐中的檢測裝置采集穩流罐中的真空度及水信號，通過控制柜控制防負壓裝置和穩流罐中的特殊裝置動作，抑制負壓產生，保證城市管網不受影響。

(2)設備正常運行時，系統疊壓(無負壓)直接供水，通過實際用水情況設定用水點工作壓力，用負壓反饋來調節變頻器頻率。如果實際壓力高于設定壓力，降低變頻器頻率，反之升高變頻器頻率。

(3)當設備進水壓力不小于出水設定壓力時，水泵機組進入休眠狀態，系統通過旁通管直接供水。

3 節水、節能情況比較

3.1 傳統的供水方式:浪費現象嚴重

(1)水資源浪費。

水池(水箱)經常存在跑、冒、滴、漏、蒸發等現象，且水池(水箱)的定期清冼，清洗水箱時必須將原水箱中的水全部放完再用大量自來水沖洗，造成了大量的水資源浪費。

假設北京市人口共1300萬，每5000人共用1個水箱，共需水箱2600個，每只水箱按80t計算，每個水箱每年至少清洗2次，全市每年為清洗水箱白白放掉的自來水就要高達416萬噸。

(2)電資源浪費。

市政管道有壓水放入水池或水箱中，原有的水壓力變為0。送到用戶的水又要從0開始加壓，造成能量的白白浪費，北京市每年的生活總用水量大約為7億噸，利用市政水壓直接供水的水量50%左右，其它50%為加壓供水，所需水泵重復加壓每天的耗電量為

=

=80882(kWh)

W----水泵的耗電量(kWh)

r----水的密度(kg/m3)

Q----水的流量(m3/s)，取11m3/s

H----水被提升的高度，市政給水壓力一般為0.2～0.3MPa，本計算中H=20米

t----水泵的運行時間(h)，計算一天的耗電量取24小時

1----水泵的效率，取80%。

2----電機的效率，取80%。

該部分用水是由若干臺水泵進行加壓的，但計算的方法相同。每天重復加壓浪費的電能就8萬度電，在能源如此緊張的狀態下，應該采用更好的供水方法，減少能源的浪費。

這種運行方式能耗大，設備運行費用較高。

3.2 無負壓給水方式:節水、節能、運行經濟

(1)節水。

全封閉結構，杜絕了跑、冒、滴、漏現象。不存在清洗、消毒用水。每年可以節約大量的自來水以及水箱清洗的費用。

(2)節能。

設備與自來水管直接串接，可以充分利用自來水管道的原有壓力，在自來水管網原有壓力的基礎上進行加壓。如果自來水管道的壓力滿足要求，設備就停止工作，節能效果顯著。以六層樓為例，用水高峰期時，水壓可以達到4層，用水低峰期時，可以供到6層。無負壓供水設備只是在用水高峰期時對5～6層用水進行加壓，用水低峰期時不用加壓供水。能耗大大降低，可達到50％～80％以上。

(3)低區停電不停水。

突然停電的情況下，無負壓供水設備利用管網的原有壓力，給用戶供水。做到停電不停水。

(4)運行經濟。

這種運行方式能耗小，設備運行維護費用低，比較經濟。

4 安裝情況比較

4.1 普通變頻恒壓供水方式

普通變頻恒壓供水方式供水，必需修建水池或水箱，如果采用水池，水池內有嚴格的內防腐要求，施工周期長，工程量大。水池結構墻上要預留很多套管，增加了泄漏點，加大了施工難度，使管道和設備布置、安裝復雜;如果結構墻上套管預留不準確，會給施工、安裝帶來更多的困難。如果采用水箱，水箱的基礎施工，水箱的安裝、灌水試驗、管道的連接，安裝較復雜。其次不論修建水池還是安裝水箱，都占用了很大的建筑面積。

4.2 無負壓變頻恒壓供水方式

無負壓設備成套出廠，用戶的自來水進水管和出水管直接與設備對接，安裝簡單，施工周期短，并且大大地節約了占地面積。

5 結語

無負壓恒壓供水具有廣闊的發展空間，在節能、節水、節地、節省建設資金等方面優勢顯著，成為取代水池、水箱等傳統二次供水設施的首選。但要實現無負壓供水設備的持續發展，市場急需規范，必須設置進入門檻，制定高水平的行業標準，使無負壓供水系統真正達到節水、節能、節約成本的目的。

參考文獻

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