浅谈无负压变频恒压供水

郭克芬

浅谈无负压变频恒压供水

郭克芬

介绍了无负压变频恒压供水设备的结构组成及工作原理,通过将无负压变频恒压供水与传统二次加压供水设备进行比较,指出了无负压变频恒压供水设备的优点,并结合具体应用实例指出了该设备的缺陷和不足,以指导实践。

无负压变频恒压供水,工作原理,真空消除器,缺陷

1 概述

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,从过去老式的水泵加屋顶水箱到现在变频供水(节能、去掉了易污染的屋顶水池)。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。工作原理介绍如下：

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：系统中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;系统中的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性频繁开停机;系统中的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,自来水压力能够满足用户用水需要时,可以由自来水管网直接向用户供水。

2 真空消除器

真空消除器是恒压供水设备的核心,依靠它消除管网中负压,从而不影响周围用水,保护管网与设备,达到市政供水的要求。它的工作原理比较简单,跟一个复合排气阀如出一辙。它主要由一个浮球来工作的,根据无负压调节罐罐内水位的升降带动浮球的垂直上下移动控制阀门的开和关,从而达到调节罐吸气和排气,同时实现了罐内真空(罐内水未满的时候)的消除。真空消除器是一个新名词,所以很多厂家在它的身上大做文章,做得有一点的神秘(包装得很好)。其实它只是一个能自动进出空气的阀门,而且造价也不高。

3 无负压变频恒压供水与传统二次加压供水设备的比较

3.1 传统二次加压供水设备

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,各取水点再从水池或水箱中取水或经过变频加压,直接供应用户,或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中,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,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。

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

6)物业管理麻烦。

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。

3.2 无负压变频恒压供水设备

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。

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,符合人们对饮用水的要求越来越高的趋势。

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来说,加压泵 24 h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,甚至停止运行,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。

4 无负压变频恒压供水的运行实例

无负压变频恒压供水除了应用于建筑外,也可成功应用于市政给水管道的加压。

在迁西自来水供水方面,由于地形高差较大,为了便于取水,给水厂设置位置处于整个迁西最低点,如果中途不设置加压装置,水厂出水压力将达到 0.8MPa,动力及管道费用较高,通过给水管网平差计算,在离水厂较远且地势较高的玉泉街设置加压设备。

普通的提升泵房工艺流程为：集水池→提升泵池→出水管。管道给水进入集水池之前的给水水头全部损失,需重新加压才能达到二次供水的目的,由于本地段处于旧城区,沿街建筑密集,土地紧张,普通提升泵房且占地面积较大,而无负压变频恒压供水可利用进水给水水头,降低了动力损耗,同时,占地面积小,市政管道水可直接接入无负压罐,在罐内加压进入市政管道。

通过两年的运行情况来看,运行安全可靠。

5 无负压变频恒压供水的应用与缺陷

无负压变频恒压供水本身是一种供水设备,根据它自身的特点应用如下：

适用于任何自来水压力不足地区的加压给水。

新建、改建、扩建的住宅小区、写字楼、综合楼生活用水。

自来水厂的给水中间加压泵站。

工矿企业的生活、生产用水等。

各种循环水系统。

尽管无负压变频恒压供水有它自身的优点(可以利用市政管网压力,不会造成能源的浪费;避免对水的二次污染),但有它明显不足的一面。首先,无负压供水有一定的风险,因为无负压供水没有水箱,虽能储水,但是量非常少,一旦管网停水,用户随时都会没有水用。所以在选择无负压供水时,请慎重,因此对用水要求高的建筑物和消防用水不适应。其次,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,如选型水泵(H,Q),调节罐(V)的确定等等。

[1]CJ/T 302-2008,箱式无负压供水设备[S].

[2]孙元帅,卢 彬.无负压供水设备在实践中的应用[J].山西建筑,2009,35(20)：198-199.

Shallow discussion on water supply system of constant pressure and frequency conversion w ithout negative pressure

GUO Ke-fen

This thesis introduces the structural components and working principle of water supply instrument of constant pressure and frequency conversion without negative pressure,compareswater supply facility of constant pressure and frequency conversion without negative pressure to water supp ly facility of traditional second time pressure,and points out theadvantages ofwater supply system of constant p ressureand frequency conversion without negative pressure.Combining with specific application case,it points out its defects and shortcoming,with a view to guide practice.

water supply system of constant pressure and frequency conversion withoutnegative pressure,working principle,canceller,defects

TU991.6

A

1009-6825(2011)03-0129-02

2010-09-30

郭克芬(1981-),女,助理工程师,唐山市交通勘察设计院有限公司,河北 唐山 063000

道路工程