变频无负压供水系统技术及其应用浅析

陈奕幈

【摘要】本文主要阐述了变频无负压供水方式与其他供水方式之间的比较和优缺点，介绍了无负压供水设备的适用条件，并结合工程实例，对其供水系统进行了详细探讨。

【关键词】无负压供水 二次供水 常规变频供水

1 前言

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 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，这两种供水方式在投资、节能、节水、安装以及水质污染等方面均不如变频无负压自动增压供水方式，比较结果如表1所示。

3 变频无负压自动增压供水系统的应用及适用条件

我国1994年颁布的《城市供水条例》中规定：“禁止在城市管网公共供水管道上直接装泵抽水。”这是因为在城市供水条件尚不成熟的情况下，没有控制和保护措施，从管网直接抽水可能会对管网水质、水压产生不良影响，甚至造成管网破坏。

因为无负压供水设备具有特殊性与重要性，它关系到广大人民群众的生命健康，因此，国家建设部和现在的住房和城乡建设部都先后出台了《无负压给水设备城镇建设行业产品标准CJ/T265—2007》和《箱式无负压供水设备CJ/T302--2008》两个标准来规范该产品的制造和使用，使无负压供水技术在工程设计、施工及验收中，做到技术先进、经济合理、安全卫生，维护方便以及确保质量。特别适用于以下一些供水范围：

（1）原有气压式、水池、水箱式供水设备的改造工程。

（2）自来水厂的大，中型供水加压泵站。

（3）低层自来水压力不能满足要求的消防供水。

（4）小区高层供水，电梯公寓中高层及商业办公用高层供水。

（5）各种循环水系统。

同时，它在应用上也存在局限性。当用户最大用水量大于自来水管网最小进水量时，既有可能出现求大于供的情况时就不允许采用无负压供水设备，还有可能对市政管网造成污染时不能应用该设备。以下情况严禁使用无负压给水设备：

（1）凡有可能对城市供水管网造成回流污染，危害水质的相关行业（如：医院、制药行业、化工行业等）。

（2）城市供水管网末梢或供水负荷过大的区域。

（3）负担有室内、外消防加压的供水系统。

（4）使用无负压设备密度过大或使用无负压设备后，可能对周边现有用户用水造成影响的区域。

（5）供水保障率要求高，不允许停水的用户。

（6）用水时间集中，瞬间流量大，且无有效保障措施的用户（如：学校、工厂等）。

针对（2）、（4）等情况，社会上采用无负压设备与水箱共用的供水方式。是一种介于传统建水池与无负压设备供水之间的一种较合理的供水方式，进一步增加了无负压设备的适用范围，使无负压设备在社会上，广大人民生活中得到更广泛的运用。

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。

以下为两种供水方式设备的比较：

变频无负压自动增压给水设备与常规变频供水比较

变频无负压自动增压给水设备 常规变频供水

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。 需要建一个大水池，泵房面积相应增加，浪费空间，增加投资。

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。 水池为半密封状态，而且水池里的水循环重复使用（因水泵一面往用户供水，市政管网一面往水箱补水，循环反复，水箱内的水无法当天彻底使用完），导致水质的二次污染，而且水池清理不及时还容易滋养微生物。必须定期消毒、清理，不便于维护，还需增加清洗费用。

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%。 浪费原有自来水管网0.2～0.24Mpa的压力，住户用一滴水也需要启泵，增加运行成本，降低了设备的使用寿命。

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。 使用DL老式多级泵，机械密封易磨损导致漏水。采用风冷电机，噪音振动较大，加上频繁启泵，降低了设备的使用寿命。

高品质材料，主要过流部位采用不锈钢。 常规材料，主要过流部位采用普通材料

常规变频供水与变频无负压自动增壓给水设备运行成本对比

常规变频恒压供水 变频无负压自动增压给水

单泵参数：Q=32M3/H   H=45M  Q=11KW 设备型号：XMWⅡ-32-0.25AAB80-160B 2台 一用一备单泵参数：Q=32M3/H   H=25M  Q=5.5KW

常规变频恒压供水耗能情况 变频无负压自动增压给水耗能情况

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。 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

无负压二次供水设备具有特殊性与重要性，它关系到广大人民群众的生命健康。首先，应规范设备生产企业，要使生产出的新产品在技术上、质量上是合格的，使它成为真正意义上的“无负压”;其次，市政供水公司应从传统的二次供水方式中解放思想，用科学发展观去推广新技术、新产品，在设备技术上、质量上把好关;再次，设备投资方应尽量使用技术上过硬、质量上过硬的无负压设备，避免由于设备质量问题对城市市政管网造成破坏。三方应共同努力使无负压给水设备的使用更科学、更合理、更环保、更节能，真正造福于广大人民群众。

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）

[6]张鸿雁 谈小高层建筑无负压供水技术的应用 企业科技与发展 2009，（10）

[7]杨志宏、李东方 推广应用稳压补偿式无负压供水设备解决二次污染 科技信息 2010，（21）