无负压供水设备
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无负压供水设备范文第1篇
中图分类号：TE08文献标识码： A
一、无负压供水设备工作原理
自来水管网的水通过进水管道部分进入稳流补偿罐，稳流补偿罐内空气通过负压消除器排出，直至罐内水满，设备通电置于自动工作状态。控制系统对设备进水总管压力与用户管网压力实时检测，并将压力信号转换为数字信号储存于寄存器中，与预先从触摸式人机界面设置的并储存于寄存器的压力设定值进行闭环运算，并将结果转换为模拟量以控制变频器的输出频率，控制水泵的运行转速，在市政供水量大于用户用水量时根据用户管网压力自动调节水泵转速，保证用户管网压力恒定；在市政供水量小于用户用水量时，及时调低水泵转速，控制供给用户的水量，确保给水设备不对市政管网产生。
二、无负压供水设备的优势
1、设备投资省，占地面积小，无需修建蓄水池或水箱，也不需设置大型气压罐，一节省了投资，充分利用了自来水管网1次供水压力，加压泵选型可以减小，设备投资减少。二节约了系统占地面积，充分利用节约的土地提高地产利用率，符合国家节约土地资源的要求。
2、卫生无污染，供水系统从自来水管网至用户水龙头为全密封结构，污染物不会进入系统；水体不与空气直接接触，过流部件采用食品级不锈钢制作，不对水质产生污染。
3、节能效果显著，设备直接与自来水管网串接，在自来水厂一次供水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；用水低峰期，设备甚至不需运行，节能效果显著，与传统给水设备比，节能达30％～60％。
4、安装简便，无负压叠压供水设备为成套供应用户，现场只需联接进出水管，施工周期短，安装简单。
5、运行成本低，由于加压泵的选型较小，而且可采用多泵关联供水，在用水低峰期直接利用城市一次供水压力供水，设备不需启泵或只启动1台泵足以满足用水需要，用水高峰时才会启动其他泵。因此，设备运行过程中能耗非常低，降低了运行成本。
6、停电不会停止供水，由于设备有一条公共供水管路与用户管网直接相通，在停电时加压泵虽停止工作，但自来水厂一次供水压力仍可维持供水。
7、管理维护简便，无负压叠压供水设备为微机全自动控制变频调速运行，停电设备自动停机，来电自动开机，完善的故障检测、诊断技术和报警提醒使得设备的管理维护异常简便；由于不会产生污染，因此无需麻烦的清洗工作。
三、无负压给水设备在村镇供水系统中的应用
（一）配套缓冲罐设备与配套水源罐设备
为了减小直接抽吸对村镇管网供水的影响, 一般应在设备入口管道上串接了一个承压贮水容器。主要起缓冲作用(动态补偿作用 ) 的水罐称为缓冲罐; 平时无动态缓冲作用仅在村镇管网管无水压时才起备用水源作用的水罐称为水源罐。配套缓冲罐的接力增压设备与配套水源罐的接力增压设备运行原理有一定差异, 下面分别予以说明。
1、配套缓冲罐的设备成套设备一般由缓冲罐、水泵机组、气压罐控制柜及
控制仪表组成。
( 1) 缓冲罐: 是接在设备入口处的气压罐, 简称缓冲罐, 给水运行时罐内部分容积为压缩空气, 靠压缩空气的贮能, 对各种突变冲击具有很好的减缓消除作用, 同时对村镇管网供水具有一定运态补偿作用。有 2种不同结构的缓冲罐, 隔膜缓冲罐采用天然橡胶隔膜材料, 因完全密闭更有利于保持水质标准, 普通钢制缓冲罐内壁涂有符合卫生标准的防腐涂料, 但补气时会与外界空气接触。缓冲罐即可串接使用, 也可并接使用 (进出水为同一管道, 作为分支与村镇管网管路相接 )。
( 2) 水泵机组: 选用具有非过载特性的水泵,其工作特性可以适应水源的较大范围内的压力变化, 不会产生过载现象。
( 3) 气压罐: 其作用与通常 2次增压供水设备中的气压罐相同, 采用的隔膜式微型气压罐, 主要利用其保压功能, 有利于设备的智能化自动节能控制。
( 4) 变频控制柜: 可采用全变频控制系统, 即所有水泵均采用变频调速拖动, 也可采用部分变频控制系统。
( 5) 旁通管路: 如果村镇管网供水平时能够满足水压要求,仅在供水高峰时压力不足, 可加载旁通管路, 可使村镇管网下拉供水与增压供水实现自动切换运行。
2、配套水源罐的设备
成套设备一般由自动隔离阀 (选购件 )、水源罐 (或承压水池 )、水泵机组、气压罐、变频控制柜 (含控制仪表 ) 组成。
( 1) 自动隔离阀或节流装置 (选购件 ): 用于隔离村镇管网水源, 可任意设定运作压力, 当村镇管网水源压力低于该值时, 隔离装置动作, 切换到水源罐或承压水池供水。也可考虑使用廉价的节流装置代替隔离阀, 限制最大进水流量,供水不足部分靠水源罐补偿。
( 2) 水源罐: 给水运行时罐内全部容积充满了水, 由于无压缩空气贮能, 对各种冲击的缓冲作用和对村镇管网水源的动态补偿效果不如缓冲罐。但当村镇管网水源压力太低, 水源罐出水 (供水 ) 大于进水量时, 罐内贮水容积可全部用来补偿村镇管网水源的不足。水源罐提供补偿水量期间, 靠真空抑制器使空气自动进入罐体, 可避免对高下管网造成负压轴吸作用 (即所谓无负压无吸程 ), 水源罐只能串接在进水管路中使用。
( 3) 承压水池: 一般为钢筋混凝土结构, 与水源罐工作原理相同, 因其容积大, 对村镇管网供水具有很好的削峰填谷作用, 适用于全国各地各种村镇管网水源情况。当村镇管网供水管网因故停水期间可由承压水池提供一定时间的供水水源,适用于客户要求高可靠供水的场合。
( 4) 水泵机组: 选用具有非过载特性的水泵, 其工作特性可适应村镇管网水源的较大范围内的压力变化, 不会产生过载现象。
( 5) 气压罐: 其作用与通常 2次增压供水设备中的气压罐相同, 标准产品设计中采用隔膜微型气压罐, 主要利用其保压功能, 有利于设备的智能化自动节能控制。
( 6) 变频控制柜: 可选择采用全变频技术方案, 即所有水泵均采用变频拖动, 也可采用部分变频技术方案 (只有一台泵为变频调速拖动 )。
( 7) 旁通管路: 如果村镇管网供水平时满足水气要求, 仅在供水高峰时压力不足, 可加载旁通管路, 使村镇管网直接供水与增压供水自动切换运行。
（二）无负压供水系统与传统供水系统技术、经济性比较
以聊城开发区顾官屯镇为例, 对 GHG型无负压供水系统供水设备与传统 HG 型调节水池的设备进行分析比较如下:
生活用水量设计为 30m3/h, 所需水压为 0.65MPa; 自来水室外管网水压为 0.2MPa, 我们作了 HG型恒压变量供水设备与 GHG36- 45型节能增压自动供水设备效益分析如下:
1、选用恒压变量供水设备费用分析
选型为 HG36- 75, 配 3台 40LG12- 15× 5水泵, 功率5.5kW /台。
( 1) 建造水池, 容积 200 m3, 砖混结构造价为 6万元。
( 2) 建造泵房 (半地下式 ) 6 m × 3m ×3m ( L ×W ×H), 造价为 18 000元;
( 3) 设备造价 HG36- 75总价为 67 000元;
( 4) 消毒设备, 臭氧发生器 60g/h, 造价 48 000元;
( 5) 占地 400 m2, 不作价;
( 6) 安装约 10 000元;
共计造价 203 000元。
2、选用无负压供水的设备费用分析
选型为 GHG36- 45, 设计要求选用 6台卧式多级泵, 功率 1.5kW /台 (其扬程比 HG36- 75型低 )。
( 1) 不设水池;
( 2) 地上式泵房 4.2m × 2.7 m × 2.7 m (L ×WH ),造价为 6 800元;
( 3) 设备 GHG36- 45造价约为 118 000元;
( 4) 无需消毒;
( 5) 占地极小;
( 6) 安装费约计 3 600元;
共计造价 128 400元。
3、运行费用分析
HG36- 75为 5.5KW 水泵 3台, 调查 HG36- 75的运行情况, 并结合测算, 得出全年运行费用为:
5.5 × 3× 60%× 24×365× 0.75= 65043元 ( 60% 为运行系数, 电费按实际收费 0.75元 /kW・h)。
GHG36- 45型供水设备为 1.5kW 水泵 6台, 经现场实测统计得出全年运行费用为 1.5× 6×50% × 24×365@ 0.75= 29 565元 ( 50%为运行系数, 电费按实际收费 0.75元 /kW・ h)。
4综合以上计算, 对比分析如下
( 1) 初次投资: GHG36- 45型供水设备是 HG36- 75型供水设备的 63%。
( 2) 运行费用: GHG36- 45型供水设备是 HG36- 75型供水设备的 45%。
( 3) 占用土地: GHG36- 45型供水设备占地 11.34m2,HG36- 75型供水设备占地 118m2, 节省用地约 90%;
( 4) 使用寿命: GHG型供水设备寿命比 HG36- 75更长。
由以上分析可知, GHG型智能供水设备与传统供水设备相比, 能节省大量的初投资和运行费, 节约能源, 并且环保卫生, 其经济效益和社会效益十分显著。
参考文献
[1]王玉兰. 浅谈无负压给水技术在二次供水中的应用[J]. 黑龙江科技信息. 2011(12)
无负压供水设备范文第2篇
关键词：无负压；供水；高层建筑
Abstract：A traditional water supply can not be good to meet the water demand of modern city. With the continuous development of the economy and technology unceasing renewal, in the original water supply based on the addition of a non-negative pressure water supply equipment for two water. Because there is no negative pressure water supply equipment in water supply and energy saving, without pollution, have excellent characteristics, is widely applied in modern high-rise building. Combined with practical engineering, analysis of non negative pressure water supply equipment in high rise building.
Key words：Without negative pressure; Water supply; Tall building
中图分类号：[TU208.3]文献标识码：A 文章编号：
随着城市化进程的不断扩张，高层建筑与日俱增，供水成了城市生活的一大焦点。原有的市政网管一次供水对于多层住宅可能具有比较好的效果，但在高层和小高层建筑面前却显得力不从心。早期通过气压、变频等方法对高层建筑进行二次加压供水来改变城市供水现状，这种传统的二次供水方法由于水池、水箱诸多中间构件的形成，不利于节能且对水资源容易造成二次污染。技术的日新月异，无负压供水设备随之诞生。在其发展至今的十多年时间，无负压供水这种新型的二次供水方式因为其良好的节地、节能、无污染性能，被现代高层建筑供水体系广泛的应用。
1 无负压设备供水简介
1.1无负压供水设备的组成
无负压供水设备主要由稳流补偿器、真空抑制器、水泵、压力传感器、负压表、过滤器、倒流防止器、排污阀、小流量保压管、旁通管、阀门等组成， 如图 1 所示。
图1 无负压供水设备组成
1—稳流补偿器； 2—真空抑制器； 3—压力传感器； 4—负压表； 5—过滤器； 6—倒流防止器 (可选)；7—排污阀； 8—小流量保压管 ； 9—旁通管 ； 10—水泵 ； 11—止回阀 ； 12—阀门 ； 13—压力控制器 ；14—压力传感器； 15—控制柜； A—接自来水管网或其他有压管网； B—接用户供水管网
1.2无负压设备控制工作原理
图2 无负压供水设备控制原理
如图2所示，无负压供水设备主要通过微机和变频器实现供水控制。首先根据供水及用水的实际情况设置恰当的压力值，在设备运转的过程中，微机对市政网管的压力实施实时监测，当网管压力不满足设定压力值时，变频器自动启动，通过提高水泵的转速提高网管压力，再通过恒定转速来保证恒压供水。如果启动一台水泵仍不能满足供水时，则控制启动多台水泵运行；而当网管压力高于设定压力时，通过信号变频控制使水泵处于休眠状态；当水泵机组的供水与自来水管网的进水保持平衡时，负压消除器使稳压补偿器与外界隔离，水泵机组可利用自来水的压力进行恒压供水。反之，系统则通过微机反馈控制消除负压，保证不对供水网管产生负面影响。
无负压供水设备在运行过程中，充分利用自来水原有压力来保证压力恒定供水。无负压供水设备取消了传统二次供水中的水池、水箱等，可以直接串联在原供水网管或其他有压网管上，微机对市政网管压力实施实时监测，真空抑制器与稳流补偿器可以抑制负压的产生，既充分利用了市政管网的压力，又不产生负压，从而对其他供水不产生影响。
1.3无负压设备供水的特点
无负压供水设备和传统的二次供水相比较，能直接和原有的供水网管或其他有压网管相串联，减少了中间比如水箱、水池等构件。具体地讲，具有以下几方面的优势：
1）对附近的供水不产生影响。由于无负压设备可直接串联在原有自来水供水网管或其他有压网管上，设备的感喟于控制装置不会导致负压产生，因此对附近的用水不会造成影响。
2）无负压设备供水，在设备上减少了许多中间环节，如水箱、水池。从经济的角度节约了投资成本；从施工的角度简化了流程，更便于安装；从干净卫生的角度少去了中间的环节，减少了水资源的二次污染；从节水的角度，从根源上避免了水在途中的渗漏，从而在一定程度上减少了水资源的浪费。
3）无负压设备供水串接在原有供水网管上，可以利用原有的压力，在不用水或者小流量时能“停泵保压”，具有良好的节能效果。
2 无负压供水设备在高层建筑中的应用
众所周知，无负压供水设备得以广泛的应用源于其各种优良的特性，但不可否认，无负压供水并非十全十美。在实际的工程中，并非所有情况都宜安装无负压设备：1）无负压设备调节容积相对较小，从而对市政供水网管由比较高的要求，基于这种情况，对于水力条件差、流量和水压不能得以保证的地区如城郊，不建议使用无负压供水设备；2）无负压供水设备的正常运转需有良好稳定可靠的电源作保障。所以对于电源条件较差的地区，不建议使用无负压供水设备；3）某些对市政网管造成不良影响的行业，如有毒物质、化工等，不适宜用无负压供水设备。所以在工程中，必须综合各方面的因素，结合实际充分考虑，是否适合实施无负压设备供水。
2.1工程概况
R工程为住宅小区，建筑共30层，属于一类高层建筑。该住宅大楼原供水系统分为3个系统：1-4层为低区，5-17楼为中区，18-30为高区。由市政自来水给水网管提供水源，供水管网输出端压力约为0.2MPa，其中中、高区在一次供水的基础上采用生活给水变频泵组和生活水池联合加压供给进行二次供水，室内生活调节水池需120m3。从供水的实际情况来看，原来的二次供水方式并不能很好的满足中、高区的供水需求，即中、高区供水未得到良好的保障。结合现代化供水的节能、环保、少占地、经济等综合要求，经专家组考察论证决定对此系统采取无负压供水设备供水改造，通过增加一套无负压供水设备直接连接到市政供水网管进行加压对中、高区进行二次供水。
2.2无负压供水设备在实际工程中的节水节能体现
由于无负压设备供水省去了传统二次供水的许多中间设备，如水箱、水池等，毫无疑问地避免了水资源渗漏现象，同时也免去了中间构件的定期清洗，大量的节约了水资源。
另外，无负压设备可以很好的利用自来水原来的压力，然后进行差额配补，具有良好的节能效果。下面以R工程为例，进行节能计算。
若此项目低区采用普通变频供水模式，系统流量为155m3/h，扬程为 71 米 ，采用三用一备供水模式 ，单台泵功率为18．5kW，变频节能效率按 65%计：
每年用电金额=3×18．5kW×24 小 时×30 天×12 月×0．5 元/度×65 %=155844元。
而采用箱式无负压供水设备之后可利用管网2-3 公斤左右的压力，流量为 155m3/h，水泵选型扬程为 66米(保守计算)，采用三用一备供水模式，单台泵功率为 15kW。
①用户用水高峰时， 三台水泵同时运转， 运转时间约为 8小时：
用电金额=3×15kW×8小时×30天×12月×0．5元/度=64800 元
②用户用水低峰时，水泵由两台或单台运转，运转时间约12 小时，夜间水泵处休眠状态：
用电金额=1×15kW×12 小时×30 天×12 月×0．5 元/度= 32400 元
每年用电总金额=64800元+32400 元= 97200元
155844元-97200 元=58644 元
在该工程中，在低区若使用箱式无负压设备供水，比传统普通变频设备供水1年可以节约电费58644元，具有良好的节能效果。
3 结语
我国供水系统经历了一次普通供水到通过变频、气压或者高位水箱的传统二次供水，在这一演变发展过程中，部分地解决了我国城市供水的紧张现状，但传统二次供水节能效果差，且容易造成水资源的再次污染，继而无负压供水设备新型二次供水方式应运而生，因其良好的节能、节地、环保的特性，得到了广阔的应用前景。
参考文献：
[1]GB50015-2003，建筑给水排水设计规范[S]．2008，08．
[2]马戊环．无负压给水设备及管网准用的技术条件[J]．给水排水，2005(7) ．
无负压供水设备范文第3篇
【关键词】无负压供水 自动供水 供水设计变频供水 变频无负压 恒压供水
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一．引言。
通常来讲，一般所说的无负压供水是指采用无负压变频供水设备提供水源供给。采用无负压自动供水，能直接同自来水管连接，不会对市政管道造成任何副作用，也不存在二次污染，同时具有全封闭，占地面积小、无污染、安装简单、运行可靠、使用维护方便等诸多优点，被广泛应用到城镇供水管道系统中。
二．无负压自动供水设计。
1. 无负压供水系统组成。
无负压供水主要由无负压稳流罐、压力罐（隔膜式或气囊式膨胀罐）、无负压控制柜、水泵、电机、过滤器、倒流防止器、传感器、电接点压力表、管路组件、底座等组成。
各种形式的无负压设备:
1.稳压补偿式无负压供水设备
2.箱式无负压供水设备
3.叠压高位调蓄供水设备
4.自来水加压泵站
2.无负压自动供水系统组成。
主要由三部分构成。第一部分是前置管路，包括接市政管网、倒流防止器、过滤器、加氯机或臭氧接口；第二部分是无负压自动调节装置，包括气压罐、隔膜、真空抑制装置、排污阀、紫外线消毒器、报警装置、真空表等；第三部分是变频调速增压装置，包括水泵组、保压装置、变频控制柜、远传压力表、用户管网等。
3.设计功用。
无负压供水设备通过智能控制控制技术与稳压补偿技术实现设备对市政管网不产生负压，保证向用户管网不间断供水。设备采用的流量控制器在维持最低服务压力的基础上能够自动调节市政管网向设备的输入水量，确保市政管网不产生负压，用水高峰期时能量储存器释放预充的一定压力的氮气，保证稳压补偿罐高压腔的水带有一定压力补偿到恒压腔中，在一定时间内可补充市政管网来水量的不足，通过双向补偿器，在用水低谷期时对稳压补偿罐进行蓄能，对用户管道起稳压补偿作用，夜间及小流量供水时可通过小型膨胀罐供水，防止水泵频繁启动。充分利用了市政管网的压力，节能效果显著。水泵如果直接连接在市政管网上，不需要建造蓄水池，直接与市政管网连接，但我国城市供水条例规定为了防止对周围居民用水产生影响，不许将生活、生产水泵直接安装在市政管网上。 为了解决供水设备既可串接在市政供水管网上又不产生负压，更不影响其它用户的用水，需要在水泵进口与市政管网之间增设无负压流量控制器、分腔式稳压补偿罐,双向补偿器等，无负压流量控制器时刻监视市政管网压力，在保证市政管网不产生负压的同时还可充分利用市政管网原有压力。
4.无负压自动供水系统的设计原理。
当市政自来水管网的压力P1低于用户管网所需压力P2时，控制系统会自动发出信号，控制变频泵软启动运行，直到用户管网的实际压力P=P2，变频器控制变频泵以一恒定的转速运行。市政自来水管网的压力Pl越高，则变频泵的转速越低：市政自来水管网的压力Pl越低，则变频泵的转速就越高。而当PI=P2时，变频泵就延时休眠，即充分利用自来水原有的压力，以确保用户所需要的压力恒定。当压力下降到唤醒值时，水泵自动唤醒。变频泵的进水口与隔膜无负压罐相连，微机时刻检洲隔膜无负压罐的压力，通过吸气(排气)来稳定隔膜无负压罐内的压力和自来水进水的压力，使其不产生负压，从而保证整个自来水管网的正常供水。如果产生瞬时负压，微机自动发出指令，先延时停止所有的工频泵，再延时变频减速，不停机，既能保证用户用水，又可以缓和瞬时负压情况。当市政自来水管网的压力P1信号控制器出现故障时，报警装置发出报警信号给变频控制柜控制水泵，并发出声光报警。
5.无负压供水设计的特点
（1）变频供水系统关键的调节部件是变频器，控制设备是可编程控制器和人机界面触摸屏，采用双变频器交互切换的设计，在水泵切换时，能保证系统水压不会波动。
（2）稳流罐选择不锈钢稳流罐，该罐为立式或卧式结构，严格按照国家标准生产。稳流材质采用食品级不锈钢，具有较强的耐腐性，符合国家卫生饮用水设备标准；稳流罐耐压0.6MPa，具有较好的气密性；罐体进出口为法兰连接方式，方便与系统其他设备的连接；稳流罐下方设置有排污口。侧面安装了不锈钢液位计，罐中水位情况一目了然，天泉供水罐体采用镜面抛光技术。
（3）无负压供水设备选用不锈钢浮球式负压消除装置。加装空气过滤器，将空气与水隔开，杜绝污染，过滤级别为F5；≥5μm微粒去除率为99％；≤1μm微粒去除率为70％。
（4）无负压供水设备设计双重防护措施防止产生负压，一是装在稳流罐上的负压抑制器在管网供水量小于用户用水量时自动开启，通过导气口将稳流器与大气导通，以避免市政管网产生负压；二是在稳流器与市政管网连接管道上装有压力传感器，由微机实时进行检测，当压力值过低时微机向变频器发出降低运行频率指令，控制变频器输出频率，调低水泵工作转速，从而调低设备供水量，使设备供水量不大于市政管网供水量，这样也保证了稳流器不会对市政管网形成负压吸水的现象。
（5）设备与管网连接处加装倒流防止器（防污隔断阀），能够将供水没备内同流水带来的污染与市政管网完全隔开，泵组设备为整机结构，由不锈钢管或钢骨架塑料复合管连接而成。
（6）系统中设置了膈膜气压罐。气压罐有缓冲和保压的功能，配合节能型供水软件，系统可以实现小流量“保压停机”功能，可以大大节约运行费用。
（7）噪声考虑。①选用低噪声电机和冲压水泵，采用改变变频器载波频率的方式来降低从供水设备上发出的噪音。②水泵基础安放减振器，水泵进出口等相连端采用橡胶软接。
三.无负压自动供水系统的节能设计。
水泵吸水口的自来水管网压力为Pl，水泵的出口设计压力为P2，则水泵的出口实际压力将降低至Ps=P2一P1(因水泵阻力等造成的水头损失不计)，但自来水管网压力在一日之内变幅较大，当用户为24h用水时，通常按最小自来水管网压力P1min考虑，故一般水泵额定压力按Pe=P2一P1min选用。此时，水泵额定压力与实际压力之差为Pe—Ps=P1一P1min≥0，因此当水泵按工频(50Hz)运行时，将造成能量的浪费。如果采用变频器带动水泵，水泵的实际工作转速是以水泵出口的压力值为主参数，即实际出口的压力值始终恒定在P2上而不会造成压力水头的损失。其工作过程是：首先微机检测压力传感器的实际压力值，若Ps
六．结束语。
无负压自动供水设计要结合当地供水状况和实际供水特征，经过技术比较后进行确定，在工艺上要尽量选择新工艺，选用新设备。
参考文献：
[1] 黄伟中 无负压自动供水设计的探讨[期刊论文] 《广东建材》 2006年3期
[2]宋蕾 探讨无负压供水技术在市政给水管网设计中的应用[期刊论文] 《科技致富向导》2012年19期
[3]杨冬强 无负压供水系统的探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 2011年21期
[4]黄隆雁 浅谈无负压自动供水设计 [期刊论文] 《广东建材》2010年7期
无负压供水设备范文第4篇
关键词：无负压供水设备；技术；节能
Abstract: in this paper the water supply equipment without negative pressure effect principle analysis technology features and advantages and disadvantages are analyzed. Without the negative pressure water supply equipment has put forward energy-saving and land-saving and water, and quarter the capital, prominent advantages of non-pollution etc.
Key words: no suction pressure-free equipment; Technology; Energy saving
中图分类号：TE08文献标识码：A 文章编号：
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。
无负压给水设备是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无负压供水系统的工作原理
(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无负压给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，无负压给水设备不设储水池，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：该无负压供水系统能够充分利用市政管网的压力叠加增压，差多少补多少；
（2）无负压供水系统环保：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）无负压供水系统配置独特：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）无负压供水系统安全性高：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）无负压供水系统控制先进：建立远程监控系统，随时动态掌握设备运行。
基于以上优点，无负压给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。
无负压给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无负压给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，对无负压给水设备的使用范围应该慎重选择。
3无负压给水设备产品功能
无负压给水设备具有手动、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无负压给水设备适用范围
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。
无负压供水设备范文第5篇
【关键词】无负压供水；二次供水；常规变频供水
1 前言
随着城市建设的不断加快，大量的高层住宅小区和公共建筑投入使用，而城市市政管网的供水压力满足不了直接供水的压力要求，只能采取二次增压供水的方式来解决这个问题。根据目前的发展趋势，对二次供水越来越高要求，特别是保障居民生活饮用水水质等方面。为满足居民能安全、可靠的用上“放心水”，在城市新建住宅小区或改造现有住宅小区中，合理的设置供水管网系统及相应设施等尤为关键。
近几年来一种新型的供水方式――无负压供水技术应运而生，它是对传统的二次供水技术的革新，在市政管网压力允许的情况下，直接从市政管网中取水增压，从而达到节能的目的。变频无负压自动增压供水设备作为最近几年逐步得到推广和应用的新型供水设备，在高层建筑和自来水公司二次加压供水中得到了广泛应用。
2 建设行业标准对无负压供水设备的定义及要求
（1）建设行业标准对无负压供水设备的定义
在CJ/T303-2008中华人民共和国城镇建设行业标准《稳压补偿式无负压供水设备》中明确定义：可直接与供水管网连接不产生负压，且能够补偿流量和稳定压力的设备。
（2）建设行业标准对无负压供水设备的要求
无负压供水设备在新的国家行业标准中给出了两个核心要求：“既要保护市政管网压力，又要满足用户持续安全用水的需要”。
3 变频无负压自动增压供水系统与传统供水方式的分析比较
对于高层建筑而言，传统的供水方式分为水箱、水泵供水方式，变频水泵机组供水方式，与之相比，无负压管网增压稳流供水系统具有以下优势：
（1） 杜绝二次污染：由于取消了泵前的水池或水箱，设备为全密封运行，细菌和粉尘不会进入系统，水体不与空气直接接触，负压消除器将空气中的细菌挡住，不会进入系统，无阳光直接照射能避免藻类的滋生；稳压平衡器采用食品级不锈铡或用钢板做环保涂料制作，不会滋生藻类，真正无污染产品，有效防止水源的二次污染，符合人们对饮用水要求越来越高的趋势。
（2） 节能效果显著：全封闭结构运行，避免了跑、冒、滴、漏、渗等现象发生；因无断流蓄水池，所以节省了冲洗消毒用水；充分利用自来水管网压力，利用变频技术及压差控制技术对自来水压力进行楼层供水压力差的补充（也就是在自来水压力无法达到供水高度时，该供水设备起动，并确保楼层用户用水高峰期的要求），差多少，补多少，能充分利用管网的余压；用水低峰期，设备甚至不需运行，与传统给水设备比，节能达30%一60%。
（3） 安装过程简单：直接式管网叠压供水设备为成套供应用户，现场只需将设备组装起来，作管路进水口和出水口法兰连接即可，施工周期短，安装简便。
（4） 投资少运行成本低：无需修建蓄水池或水箱，也不需设置大型气压罐，节省了一大笔土建投资。由于充分利用了自来水管网供水压力，故加压泵选型可以减小，设备投资减少。而且采用多泵并联运行，在用水低峰期一台泵即可满足用水需要，用水高峰时才会启动其它泵，因此，设备运行过程中能耗非常低，降低了运行成本。
除了以上优点外，同时也存在以下几个问题：
（1） 无负压供水设备在自来水不足时为了实现无负压功能必须以牺牲用户用水，即停止或减少水泵吸水作为代价，供水可靠性不高。
（2） 它是一种新型的设备，技术不成熟，均还有待进一步完善。
（3） 无负压供水设备仅仅解决了水泵吸水口处的压力临界于负压时水泵如何停止吸水的问题，但并没有对管网可能产生的影响（如水压波动、水表计量等）作全面的分析和预防。
（4） 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。
（5） 如果无条件地允许无负压设备接入管网，有可能使管网超过承受能力，也有可能使劣质产品乘机充斥市场，给用户用水和管网安全带来隐患，再者，不制定一个科学、合理的准用条件，也不利于行业有序、规范的发展。
4 工程实例分析
上海市氯碱新村，位于上海市闵行区剑川路50弄，小区总建筑面积为18万平方米，有6层多层116个单元，共2291户人家。该小区的供水管网建设于上世纪80年代，建成时间较长，所用管材为镀锌钢管。由于周围小区建设的增加，该小区给水点的市政给水管网压力在0.25MPa左右，用水高峰时只有0.19MPa，顶楼用户经常热水器无法启动，造成了生活的不便。该小区市政给水干管管径为DN500，于2009年初增设给水加压泵房，采用上海熊猫机械（集团）有限公司的变频无负压自动增压给水设备。
变频无负压自动增压给水设备无需建水池，所需泵房面积较小，节省投资成本。集不锈钢气压罐、变频柜、水泵于一体，实现楼宇智能化供水。所节省的面积可作3～5个停车位，给使用单位增加收益。全套一体化，供水系统全程密闭式（从水厂到用户管网终端），既整洁又便于管理、维护，节约了维护成本，又保证了水质的卫生。智能编程装置，保证了用户管网的水每天都能用完，使用户天天都能喝上最新鲜、最卫生、无污染的自来水。智能化叠加增加装置，充分利用管网的原有压力，叠加增压，差多少，补多少，节约运行成本高达30% ～90%。使用最新无渗漏屏蔽泵，电机与泵一体化，没有机械密封，所以绝对无泄漏，采用新型的滑动轴承，取消电机风扇，使噪音与振动下降到最低值――50分贝以下。高品质材料，主要过流部位采用不锈钢。
常规变频恒压供水：单泵参数：Q=32M3/H H=45M Q=11KW；耗能情况：当用户用水所需压力在0～2KG时，所需功率约为5.5KW。当用户用水所需压力在2～4KG时，所需功率约为11KW。
变频无负压自动增压给水：设备型号：XMWⅡ-32-0.25 AAB80-160B 2台 一用一备单泵参数：Q=32M3/H H=25M Q=5.5KW；耗能情况：当用户用水所需压力在0～2KG时，所需功率约为0KW。当用户用水所需压力在2～4KG时，所需功率约为5.5KW。
初步估计使用变频无负压自动增压给水设备能节能50%以上（如包含夜间市政管网压力较高情况，节能效果将更佳显著）。
由以上分析可知，变频无负压自动增压给水设备与常规变频恒压供水设备相比，能节省大量的初投资和运行费，节约能源，并且环保卫生，其经济效益和社会效益十分显著。
5 结语
通过这几年来对无负压供水方式的探索及试用，已经充分证明了该种新技术具有节约能源、减少水质二次污染等优点，并且安全可靠。在具体工程实践中，需要综合考虑当地市政供水管网的压力和用户实际用水的特征，经过经济技术比较后确定是否选用。目前，我们要做的是尽快制订相关的无负压供水相关规范规程，以便这项技术早日合法地应用到更多的工程，为我国社会主义现代化贡献力量。
参考文献：
（1） 黄隆雁 浅谈无负压自动供水设计 广东建材 2010，26（7）
（2） 郑波、孙久华、张霞 浅谈无负压稳流供水方式 城市建设与商业网点 2009，（22）
（3） 夏伟光 二次供水节能与防止水质污染的对策 节能与环保 2010，（1）
（4） 舒骞 浅谈无负压供水方式的原理2及应用 中国科技纵横 2010，（14）
（5） 周军、赵于鹏 无负压二次加压供水设备在加压泵站的设计实例 中国科技财富 2010，（8）
无负压供水设备范文第6篇
【关键词】:供水技术 管网 二次加压 二次污染
随着科技的不断发展，建筑物的高度不断增加，由市政管网直接供水到用户的一次供水方式已无法满足现代建筑供水压力的要求。从节约能源的角度出发，二次加压供水应尽量利用市政给水管网的水压。但我国城市供水条例规定：禁止在城市公共供水管道上装泵直接吸水。其主要原因是如果水泵对室外给水管网抽吸过度，容易引起管网水压局部下降，不仅损坏管网，还影响附近用户的用水。目前，二次加压供水方式通常设置调蓄清水池，先将市政供水管网的水存到蓄水池，再由变频调速水泵组供水到用户。但这种供水方式存在着严重的蓄水池水质二次污染问题，已不利于人们生活质量的提高。因此，本文就新提出的两种管网供水优化系统进行介绍比较。
1、直接式管网叠压供水技术
直接式管网叠压供水技术是对传统二次供水技术的革新,在市政管网压力允许的情况下,管网叠压供水设备可取消贮水池,直接从市政管网中取水增压。直接式管网叠压供水系统主要由水泵、稳压平衡器和变频数控柜组成,取消了贮水池和屋顶水箱。水泵直接从与自来水管网连接的稳压平衡器吸水加压,然后送至各用水点,其系统组成如图1 所示。
图1 直接式管网叠压供水系统
直接式管网叠压供水系统的工作原理分以下几种情况: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；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；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；在用水低谷期间, 用管网压力上升,当高于设定压力值时远传压力表发出信号给变频数控柜,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。
2、无负压管网增压稳流给水设备
无负压管网增压稳流给水设备主要由微机变频控制系统、负压检测及处理系统、水泵机组、稳流补偿器、真空抑制器、各种管件、阀门等组成。设备工作原理首先根据用户实际情况设定用水点工作压力。设备运行过程中实时检测实际供水压力，并与设定压力进行比较，调节变频器频率，使管网压力始终保持在设定数值上。负压检测装置实时检测稳流补偿器中的用水量变化情况，当检测到实际用水量小于管网的给水流量时，此时管网不产生负压，稳流补偿器进入储能状态；当检测到实际用水量大于管网的给水流量时，设备通过真空抑制器及稳流补偿器中的检测装置采集稳流补偿器内的真空度及水位信号，通过微机控制真空抑制器及稳流补偿器中的特殊装置动作，将稳流补偿器中原来储备的能量进行释放，以补偿此时能量的不足，达到整个系统内压力的自动平衡状态，抑制负压的产生，完成不间断的持续供水。全密闭结构及负压反馈抑制系统使设备可以直接与市政供水管网串接，充分利用市政管网原来的压力。多变量模糊控制与智能管理系统技术，在运行过程中，针对需要控制的对象具有的多样性、随机性、连续性及高度不稳定等特性达到多层次、多目标的综合效果来实现无负压的过程。
3、两种系统的综合分析
两种供水系统的适用范围可相互补充。当市政供水管网水量应充分，供水压力相对稳定时可采用无负压管网增压稳流给水设备。由于其直接与市政给水管网串联供水，没有了水池的蓄水功能，因此对市政供水管网提出了更高的要求。但在一些用水非常集中、瞬时用水量过大的地方，则应使用直接式管网叠压供水，以减少峰值流量对管网造成的影响，保证无负压设备的正常工作。这两种系统均是根据水泵工作的压力叠加原理，直接串联的供水方式充分利用了市政给水管网的水压，减小了二次加压水泵的工作能耗。当用水低峰期，室外市政给水管网的压力能满足供水要求时，水泵停止工作，通过设备直接由市政给水管网供水，节能效果明显。而且无需修建蓄水池或水箱，避免了自来水在池中滞留，造成杂质进入池水、微生物滋生、余氯减少等现象，彻底杜绝了水池、水箱内水资源及定期清洗水池等对水资源的浪费。同时还节约建筑面积、节省土建工程投资、简化加压系统设计。并且抽水设备直接与室外市政给水管网串接，实现了从水厂供水到用户的连续流过程。而且无负压管网增压稳流给水设备采用了全密闭的负压抑制系统，自来水不与空气直接接触，彻底杜绝了水质的二次污染。
但由于这两种系统提出的时间比较短，在一些方面仍有不足。现今很多生产厂家只在传统的变频供水设备的基础上，用储水罐加上一个自动进排气阀，声称无负压设备。使用这样的无负压设备，当市政给水管网供水不足时，设备会出现停机保护现象，人为增加了不正常的供水时间，而且机组频繁启动会造成管网压力波动过大等问题。其次，在无负压管网增压稳流给水设备运行时，水泵机组的工作扬程范围变大，对水泵机组的性能提出了更高的要求。而采用直接式管网叠压供水技术，如果将叠压供水设备设置在地下室，不仅可能影响周围用户的水压, 还可能导致回流污染或地下水侵入。但如果设置高程过高，则可能出现断水现象。同时，市政管网水压波动范围较大时其应配置特性曲线较陡，高效区扬程范围较大的水泵，这就要求有更多的资金投入。旁通管的止回阀应具有可靠的密闭性能，并应当设置倒流监测装置，在有可能较长时间停用的旁通管应采取一些有效的措施，避免水质恶化产生二次污染。
无负压供水设备范文第7篇
关键词：无负压、变频
中图分类号：TN830.2文献标识码： A 文章编号：
Abstract: This thesis introduces the structural components and working principle of water supply instrument of frequency conversion without negative pressure, and establishes a numerical model for the structural components; it laid the foundation for the establishment of a numerical simulation of the entire pumping station.
Keywords: no negative pressure; frequency conversion.
随着城镇建设的蓬勃发展和高层建筑的迅速增加，我国二次供水在城镇生活给水系统应用普遍，气压给水设备与变频调速给水设备的传统二次供水方式不能有效地避免水泵抽水时对市政自来水管网产生负压的问题，因此需在二次供水中设置水池、水箱，由水泵从水池、水箱中取水加压[1]。采用无负压给水设备与市政自来水管网直接串接供水和不产生负压，从而取消了水池、水箱。该无负压给水技术是1997年由青岛三利公司在我国首次研发成功[2]，并于2003年由国家原建设部列入“建设部2003年科技成果推广项目”，随后，相继在北京、山东、浙江、天津、广东、上海、福建、哈尔滨等地得到了推广和应用。目前，无负压给水设备己广泛应用于各类城镇二次供水、小区供水、高层建筑加压给水、消防[3]等领域。
1 无负压供水设备基本组成和基本原理
1.1 设备基本组成
无负压供水一般由水泵机组、稳压补偿系统、防止水锤系统、运程监控系统组成，其中稳压补偿系统包含分腔稳压补偿罐（包括来水腔和供水腔）、双向补偿调节装置和能量储存装置。防止水锤系统包括缓闭液控阀、调节缓冲区和延迟停泵程序系统。
1.2无负压变频供水基本原理
无负压供水设备的工作原理是通过变频调节系统来改变水泵转轮的转速，满足供水流量和压力的需求。在水泵工作前，预先根据实际情况设定水泵工作压力，并时刻监测市政管网压力，当压力或流量低于预先设定值时，微机自动控制子变频器起动，提高水泵转速，直到管网压力和流量上升到与设置值，并控制水泵以该恒定转速运行进行恒压供水。当用水量增加时转速提高，当用水量减少时转速降低，时刻保证用户的用水压力和流量满足要求。自来水的压力越低，水泵的转速越高；自来水的压力越高，水泵的转速越低。当自来水的压力不小于用户所需的压力时，水泵停止运转。无负压工作原理的三种状态工作原理可表示为：
（1）蓄水过程
此时，水箱进口流量大于出水流量，水箱蓄水，至设计水位则浮球阀关闭。在自来水压力的作用下止回阀关闭，由此便构成了管道泵供水状态，此时水泵能有效地借用自来水管道原有的压力。
（2）补偿过程
此时，水箱进口流量小于出水流量，当即将出项负压时，负压抑制器打开，水箱中的水对管路进行补偿，并防止负压产生。
（3）平衡供水过程
此时，水箱进口流量等于出水流量，该状态为水压波动过程水箱暂时的平衡状态，或者正常工作下的平衡状态。
2 数值模型
2.1 压力管流的非恒定数学模型
对于输水线路部分，可用有压流的基本方程描述工程过渡过程中的水力特征。描述水流的非恒定流的水锤方程组包括连续微分方程和运动微分方程，有压一元非恒定流的水锤方程组如下：
运动方程为：
（1）
连续方程为：
（2）
经过变换可以写成简单的形式
： （3）
： （4）
其中和是常数，；；
2.2 水泵水锤数值模型
应用suter法[4],水泵在非恒定流计算的约束方程包括水头平衡方程和转速变化方程。利用这两个约束方程，结合上下游的特征线方程即可求解水泵在过渡过程中的流量与压力变化过程。
水头平衡方程：
（5）
转速变化方程：
（6）
2.3 来水腔数值模型
与市政来水管网直接相通，起弹性缓冲作用，避免水泵起动时瞬间强大吸力造成来水管网压力波动，占稳压补偿罐总容积的30%左右。
图1 来水腔水力计算模型
（7）
（8）
（9）
（10）
联立以上方程即可通过牛顿迭代法或二次方程求解获得来水腔上下游压力和流量。
2.4 供水腔数值模型
供水调节区须先储存高压水源，对瞬时高峰用水差量进行补偿，避免水泵机组从来水管网超量取水造成来水管网压力波动，占稳压补偿罐总容积的70%左右。
图2供水腔水力计算模型
（11）
（12）
联立以上方程即可通过牛顿迭代法或二次方程求解获得来水腔上下游压力和流量。
3 结语
无负压供水方式解决了城市供水的二次污染问题，设备具有高效节能，供水安全可靠等显著特点，必将成为未来城市二次加压供水的主要方式。其建立的数学模型，可以为数值模拟无负压供水设备，及时发现其薄弱点做好准备。西康铁路二线新寨子沟隧道施工过程中，破坏当地水源，根据当地政府诉求，对城区水源进行还建。还建过程中，采用改建自来水网方式，无负压供水方式得到了很好应用。
参考文献
[1] 青岛三利集团有限公司主编．CJ／T352—2010微机控制变频调速给水设备[S]．北京：中国标准出版社，2011
[2] 夏伟光．无负压给水设备的研制与发展[A]．全国建筑给水排水委员会给水分会、热水分会第一届第四次年会暨学术会议论文集[C]，2006．153～l 59
无负压供水设备范文第8篇
[关键词]叠压供水；能耗分析；应用条件；
中图分类号：TM431 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0395-01
1 建筑供水方式的变革
二次加压给水系统的发展经历了三个阶段：第一阶段是采用“储水池+水泵+高位水箱”的方法；第二阶段采用“储水池+变频调速水泵”的方法；第三阶段是应用“叠压给水设备”。前两个阶段的给水设备存在两个通病：一是有开放性的储水设施水质容易受到污染，二是带一定水压的市政供水进入储水池后都泄至大气压，未能利用上市政供水的余压，造成能量浪费。叠压给水设备克服了上述两个通病，另外，叠压给水设备不设储水池，节省了占地，经济效益明显，这正是叠压给水设备能得到迅速发展的原因。
2 叠压供水概述
自来水厂通过城市输、配水管道供水，水压一般在2kg/cm2左右，供水高度只为20m左右，即只能直接供水5层楼高，6层以上的建筑一般要进行二次加压才能供水这种技术的核心是叠压供水设备，该设备具有节水、节电、密封性能良好等优点，可以解决传统二次供水设施如水池、水箱存在的水质污染问题。叠压供水指的是供水设备在工作时，通过设备的控制方式、稳流补偿器与真空控制器的联合作用，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，密闭的结构隔绝了与空气的接触，并且利用原有自来水的压力，实现压力“差多少补多少”的节能、无污染供水方式。
3 叠压供水的原理和配置
3.1 设备配置
以罐式两台泵为例，设备进口处设置倒流防止器、过滤器和一个稳流调节罐。稳流调节罐顶部设一个真空消除器或负压消除器，罐内设液位探测传感装置。两台水泵并联，并设有旁通管。
3.2 叠压供水设备的工作原理
通过微机控制变频调速来实现恒压供水。其根据实际情况设定用水点工作压力，并时刻监测市政管网压力，当压力低于用户所需压力时，微机自动控制子变频器启动，调节水泵转速提高，直到管网压力上升到用户所需压力，并控制水泵以一恒定转速运行进行恒压供水。当用水量增加时转速提高，当用水量减少时转速降低，时刻保证用户的用水压力恒定。自来水的压力越低，水泵的转速越高；自来水的压力越高，水泵的转速越低。当自来水的压力不小于用户所需的压力时，水泵停止运转。设备在运行过程中充分利用自来水的原有压力，又保证了用户供水压力恒定。
设备在运行过程中微机时刻监测市政管网和系统压力，自动控制真空抑制器及稳流补偿器米抑制负压的产生，既充分利用了市政管网的压力，又不产生负压，不对市政管网产生任何不良影响，保证了用水的安全性。叠压供水设备既能利用自来水管网的原有压力，又能动用足够的储存水量满足高峰期用水。且不会对自来水管网产生吸力。
3.3 负压消除装置
经过多年持续不断的改进，真空消除器有以下几种形式：①在进/排气阀上加设过滤膜装置，对进入稳流调节器的空气进行过滤，以保证水质清洁；②用带气囊的隔膜气压罐代替无气囊的缓冲水罐，保证空气与水的隔离；③自平衡式；④预压式等多种负压抑制方式，保证了设备不产生负压和不被空气污染。无论哪一种都应当在稳流调节器上装设压力传感装置和液位控制装置，当罐内压力低于设定值或罐内液位低于设定值时，强制水泵停止运行等等。应当说目前国内大多数叠压供水设备利用水力、机械或电气控制等措施，可以有效地防止水泵吸水时在管网中产生负压。
4 叠压供水与变频恒压供水的能耗分析
叠压给水设备运行方式是将叠压给水设备通过调节水罐直接与自来水管网连接，自动调节来水水量和压力，使自来水外管网叠压，内网自动恒压供水。此种给水方式充分利用了市政管网的初始给水压力Hj，水泵只是对Hj和所需供水压力Ha的差进行补压，所以可以达到节能的目的，叠压给水设备运行的能耗分析。
叠压给水设备运行方式的各耗电指标如下：
电耗功率Pa：
Pa=QaHa-QaHj=Qa（Ha-Hj） （1）
电损耗功率P损：
P损=Pa-P标=Qa（Ha-H0） （2）
电损率δ：
δ=P损/Pa==×100% （3）
节省的电耗功率Pj：
Pj=QaHj （4）
所以，采用叠压给水运行方式相对于恒压变频调速方式泵站节电率λ为：
λ=Pj/P频==×100% （5）
从公式⑤可以看出，泵站在采用全自动管网直联叠压二次加压供水运行方式时，供水系统的节电率λ和市政管网的供水压力Hj成正比；与内网的压力Ha成反比，而与泵站的水量Qa无关。
5 稳流调节罐的容积计算
根据《建筑给水排水设计规范》第3.6.4条款计算设计流量、根据用户配置的用水器具及供水、用水时间额定、自来水进水量（由自来水管径、压力长度等条件确定）、顾客实际用水量、建筑物高度等数据来综合确定的。稳流调节罐是按照自来水满足顾客要求的情况下估算的，如果自来水管径很细或压力很低，进水流量不能满足用水高峰的要求，需要重新计算稳流调节罐的容积，计算公式如下：
V容积=（Q出一Q进）t （6）
式中：
Q进――是用水高峰的自来水进水量（m3/h）：
Q出――用水高峰的顾客用水量（m3/h）；
t――用水高峰持续时间（h）。
6 叠压供水技术存在的几个问题：
（1）叠压供水设备在来水不足时为了实现叠压功能必须以牺牲用户用水，即停止或减少水泵吸水作为代价。
（2）叠压供水设备仅仅解决了水泵吸水口处的压力临界于负压时水泵如何停止吸水的问题，但并没有对管网可能产生的影响（如水压波动、水表计量等）作全面的分析和预防。
（3）使用叠压供水设备时必须充分考虑当地城市管网系统的水力条件。叠压供水技术应用不当可能出现影响周围用户的水压、降低用水可靠性、水泵效率偏低、旁通管路水质下降等问题；过分的强调或夸大设备的“叠压”功能，是不科学的。在外部管网水力条件不匹配的情况下，任何设备都无法实现真正意义上的叠压。