變頻無負壓供水系統技術及其應用淺析

陳奕幈

【摘要】本文主要闡述了變頻無負壓供水方式與其他供水方式之間的比較和優缺點，介紹了無負壓供水設備的適用條件，并結合工程實例，對其供水系統進行了詳細探討。

【關鍵詞】無負壓供水 二次供水 常規變頻供水

1 前言

近幾年來一種新型的供水方式——無負壓供水技術應運而生，它是對傳統的二次供水技術的革新，在市政管網壓力允許的情況下，直接從市政管網中取水增壓，從而達到節能的目的。變頻無負壓自動增壓供水設備作為最近幾年逐步得到推廣和應用的新型供水設備，在高層建筑和自來水公司二次加壓供水中得到了廣泛應用。

2 變頻無負壓自動增壓供水系統與傳統供水方式的分析比較

對于高層建筑而言，傳統的供水方式分為水箱、水泵供水方式，變頻水泵機組供水方式，這兩種供水方式在投資、節能、節水、安裝以及水質污染等方面均不如變頻無負壓自動增壓供水方式，比較結果如表1所示。

3 變頻無負壓自動增壓供水系統的應用及適用條件

我國1994年頒布的《城市供水條例》中規定：“禁止在城市管網公共供水管道上直接裝泵抽水。”這是因為在城市供水條件尚不成熟的情況下，沒有控制和保護措施，從管網直接抽水可能會對管網水質、水壓產生不良影響，甚至造成管網破壞。

因為無負壓供水設備具有特殊性與重要性，它關系到廣大人民群眾的生命健康，因此，國家建設部和現在的住房和城鄉建設部都先后出臺了《無負壓給水設備城鎮建設行業產品標準CJ/T265—2007》和《箱式無負壓供水設備CJ/T302--2008》兩個標準來規范該產品的制造和使用，使無負壓供水技術在工程設計、施工及驗收中，做到技術先進、經濟合理、安全衛生，維護方便以及確保質量。特別適用于以下一些供水范圍：

（1）原有氣壓式、水池、水箱式供水設備的改造工程。

（2）自來水廠的大，中型供水加壓泵站。

（3）低層自來水壓力不能滿足要求的消防供水。

（4）小區高層供水，電梯公寓中高層及商業辦公用高層供水。

（5）各種循環水系統。

同時，它在應用上也存在局限性。當用戶最大用水量大于自來水管網最小進水量時，既有可能出現求大于供的情況時就不允許采用無負壓供水設備，還有可能對市政管網造成污染時不能應用該設備。以下情況嚴禁使用無負壓給水設備：

（1）凡有可能對城市供水管網造成回流污染，危害水質的相關行業（如：醫院、制藥行業、化工行業等）。

（2）城市供水管網末梢或供水負荷過大的區域。

（3）負擔有室內、外消防加壓的供水系統。

（4）使用無負壓設備密度過大或使用無負壓設備后，可能對周邊現有用戶用水造成影響的區域。

（5）供水保障率要求高，不允許停水的用戶。

（6）用水時間集中，瞬間流量大，且無有效保障措施的用戶（如：學校、工廠等）。

針對（2）、（4）等情況，社會上采用無負壓設備與水箱共用的供水方式。是一種介于傳統建水池與無負壓設備供水之間的一種較合理的供水方式，進一步增加了無負壓設備的適用范圍，使無負壓設備在社會上，廣大人民生活中得到更廣泛的運用。

4 工程實例分析

上海市氯堿新村，位于上海市閔行區劍川路50弄，小區總建筑面積為18萬平方米，有6層多層116個單元，共2291戶人家。該小區的供水管網建設于上世紀80年代，建成時間較長，所用管材為鍍鋅鋼管。由于周圍小區建設的增加，該小區給水點的市政給水管網壓力在0.25MPa左右，用水高峰時只有0.19MPa，頂樓用戶經常熱水器無法啟動，造成了生活的不便。該小區市政給水干管管徑為DN500，于2009年初增設給水加壓泵房，采用上海熊貓機械（集團）有限公司的變頻無負壓自動增壓給水設備。

以下為兩種供水方式設備的比較：

變頻無負壓自動增壓給水設備與常規變頻供水比較

變頻無負壓自動增壓給水設備 常規變頻供水

無需建水池，所需泵房面積較小，節省投資成本。集不銹鋼氣壓罐、變頻柜、水泵于一體，實現樓宇智能化供水。所節省的面積可作3～5個停車位，給使用單位增加收益。 需要建一個大水池，泵房面積相應增加，浪費空間，增加投資。

全套一體化，供水系統全程密閉式（從水廠到用戶管網終端），既整潔又便于管理、維護，節約了維護成本，又保證了水質的衛生。智能編程裝置，保證了用戶管網的水每天都能用完，使用戶天天都能喝上最新鮮、最衛生、無污染的自來水。 水池為半密封狀態，而且水池里的水循環重復使用（因水泵一面往用戶供水，市政管網一面往水箱補水，循環反復，水箱內的水無法當天徹底使用完），導致水質的二次污染，而且水池清理不及時還容易滋養微生物。必須定期消毒、清理，不便于維護，還需增加清洗費用。

智能化疊加增加裝置，充分利用管網的原有壓力，疊加增壓，差多少，補多少，節約運行成本高達30% ～90%。 浪費原有自來水管網0.2～0.24Mpa的壓力，住戶用一滴水也需要啟泵，增加運行成本，降低了設備的使用壽命。

使用最新無滲漏屏蔽泵，電機與泵一體化，沒有機械密封，所以絕對無泄漏，采用新型的滑動軸承，取消電機風扇，使噪音與振動下降到最低值——50分貝以下。 使用DL老式多級泵，機械密封易磨損導致漏水。采用風冷電機，噪音振動較大，加上頻繁啟泵，降低了設備的使用壽命。

高品質材料，主要過流部位采用不銹鋼。 常規材料，主要過流部位采用普通材料

常規變頻供水與變頻無負壓自動增壓給水設備運行成本對比

常規變頻恒壓供水 變頻無負壓自動增壓給水

單泵參數：Q=32M3/H ? H=45M ?Q=11KW 設備型號：XMWⅡ-32-0.25AAB80-160B 2臺 一用一備單泵參數：Q=32M3/H ? H=25M ?Q=5.5KW

常規變頻恒壓供水耗能情況 變頻無負壓自動增壓給水耗能情況

當用戶用水所需壓力在0～2KG時，所需功率約為5.5KW。當用戶用水所需壓力在2～4KG時，所需功率約為11KW。 當用戶用水所需壓力在0～2KG時，所需功率約為0KW。當用戶用水所需壓力在2～4KG時，所需功率約為5.5KW。

初步估計使用變頻無負壓自動增壓給水設備能節能50%以上（如包含夜間市政管網壓力較高情況，節能效果將更佳顯著）。

由以上分析可知，變頻無負壓自動增壓給水設備與常規變頻恒壓供水設備相比，能節省大量的初投資和運行費，節約能源，并且環保衛生，其經濟效益和社會效益十分顯著。

5 結語

無負壓二次供水設備具有特殊性與重要性，它關系到廣大人民群眾的生命健康。首先，應規范設備生產企業，要使生產出的新產品在技術上、質量上是合格的，使它成為真正意義上的“無負壓”;其次，市政供水公司應從傳統的二次供水方式中解放思想，用科學發展觀去推廣新技術、新產品，在設備技術上、質量上把好關;再次，設備投資方應盡量使用技術上過硬、質量上過硬的無負壓設備，避免由于設備質量問題對城市市政管網造成破壞。三方應共同努力使無負壓給水設備的使用更科學、更合理、更環保、更節能，真正造福于廣大人民群眾。

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