無負壓供水系統分析

【摘 要】隨著城市的發展與建設，供水系統也進行了相應的變革與改造。一種新型的城市供給水加壓系統——無負壓供水系統產生并應用到城市的供水系統中。通過微機進行變頻調速，有效保持水壓恒定，保證城市用水的穩定與平衡。這種新型的無負壓供水系統比起傳統的供水系統更加節能，減少水資源的浪費；更加高效，供水排水更加及時；更加衛生，去掉了容易污染的屋頂水池模式；更加安全，智能化操作，人為安全隱患大大降低。本文主要針對這種新型的無負壓供水系統展開分析，探尋該供水系統的優勢與技術支撐，希望對以后無負壓供水系統的升級與改造提供必要參考與借鑒。

【關鍵詞】供水系統；無負壓；技術支撐；系統分析

近年來，經濟增長迅速，城市化進程不斷加快，由此引發的供水矛盾也日漸突出，原有的供水系統與城市建設始終存在著較大的差距，再加上不斷增長的人口，水資源的浪費與污染，這使得供水系統面臨著巨大的壓力與挑戰。為了解決突出的供需矛盾，緩解城市供水系統的現有壓力，新型的無負壓供水系統應運而生，既節能又環保，并且衛生、供水穩定，切實保障了供水系統的平衡與穩定，對于提高供水安全有著極為重要的意義。

1 無負壓供水系統供水原理分析

我們現在的水源一般是來自自來水管道，水壓大多保持在0.15 Mpa以上。傳統的供水流程是首先對無壓水進行自動加壓處理，使其達到標準的流程和水的揚程，然后把帶壓水排放到水池中，在這一過程后我們得到需要的無壓水，通過一定的運輸管道將解壓獲得的無壓水送到城市供水用戶中。整個供水過程比較繁瑣，周期比較長，消耗大量的時間，而且自來水管中部分水壓力被白白浪費掉，也就造成官網壓力很低，管網直接開口，造成水源的二次污染。而我們采用新型的無負壓供水系統，可以進行水電壓力的檢測，當壓力達不到用戶所需要的水的壓力時，無負壓供水系統通過微機進行自動加壓，達到符合的標準后自動輸出給城市用戶。新型無負壓供水系統是對傳統供水系統過程的簡化，供水效果十分明顯。

2 無負壓供水系統存在的優勢

無負壓供水系統簡化了供水流程，相應的降低了成本，也使得資源得到了充分利用。不需要修建大的工程，不需要額外施壓，設備消耗低，相應的就投資低。無負壓供水系統供水能有效避免水源的二次污染。因為整個供水過程中都是在全封閉的條件下進行，加上水流運輸管道都是先進的不銹鋼制作，水源安全得到了保障。無負壓供水系統安裝比較簡單，比起傳統的供水系統施工難度低，施工周期短。無負壓供水系統市場上都是成套銷售，整體安裝更加統一，安裝更加簡單。無負壓供水系統不僅安裝簡單，即使出現故障，維修難度也較之傳統供水系統大大降低，微機自動控制，在變頻調速下運行，管理完全不需要人為干預，十分智能。無負壓供水系統是對傳統供水系統的極大程度上的革新與改良，在保留傳統供水系統優點基礎上進行了關鍵難題的破解，是供水系統中最先進的供水設備。

3 無負壓供水系統的技術性分析

無負壓供水系統在研制的過程中突破了很多技術性的難題，使得供水系統優良性大大提高，無負壓供水系統具有無負壓技術、變頻調速技術、節能技術等幾大技術優勢，針對這些技術設計我們具體進行分析。

3.1 無負壓供水系統之無負壓技術

所謂的無負壓并不是物理學意義上的負壓，而是壓力低于正常大氣壓的壓力狀態。這個壓力狀態是市政供水系統中的水壓力服務值的最低限度。實現無負壓功能的主要設備是真空抑制器，其主要與穩流補償器聯合進行壓力的消除。具體技術原理是真空抑制器根據穩流補償器顯示的數據進行水量、水壓、真空程度的判斷，當水源不足時自動打開閥門進行供水，當水滿時閥門自動關閉，保證水量充足的同時消除容器內的負壓力，實現無負壓。真空抑制器既有水力機械式也有比較好操作的電動式，供水部門可以自由選擇。此外，無負壓供水系統采用了最先進的雙重舉措產生負壓，一方面，通過負壓消除器來控制水泵的出水量，另一方面，通過壓力傳感器來進行微機控制下的實時監測與負壓控制。可以說無負壓技術是無負壓供水系統中最為核心的技術。

3.2 無負壓供水系統中的變頻調速技術

首先我們要了解一下什么是變頻調速技術，這項技術也是無負壓供水系統中比較特別的技術突破。變頻調速技術是自動控制技術與變頻調速技術的合成，主要作用為對電機拖動系統進行運動控制與運行管理。在這項技術中綜合運用了電子信息技術，科技化含量高。變頻調速裝置由三部分組成，分別是傳感器、控制器與執行器，三者各司其職，共同協作，完成無負壓供水系統的變頻調速。工作原理可以根據電機學中的轉遞公式來說明：n=60f（1-s）/p=n0（1-s），在這個公式中n指的是電動機的轉速，f指的是供電頻率，p是磁極對數，n0是同步轉速，我們供水系統的電機轉速是取決于n0的，當p一定，n0取決于f，所以我們通過改變f來改變同步轉速。

3.3 無負壓供水系統節能技術的實際運用

除了上面提到的兩項技術，無負壓供水系統還具有新型的節能技術。節約資源，避免浪費是構建節約型社會的必然要求，無負壓供水系統中節能技術的存在就很好的解決了能源浪費的問題。我們通過具體實例看一看無負壓供水系統的節能效果。

某小區以高層建筑為主，生活用水量一般為每小時三十立方米，需要的供水水壓是0.65Mpa，選用GHG36-45無負壓供水設備，花費為118000元，不需要建設水池，只在地上建立泵房，此項造價花費為6800元。不需要進行消毒處理，占地面積比較小，只需要支出安裝費用大約為3600，這樣總共報價在128400元左右。而相比之下，采用傳統的供水系統前期花費總價為203000元，花費對比明顯，無負壓供水系統大大節約了資金。

我們再從運行方面算一筆賬，GHG36-45供水設備共六臺，全年的運行費用估算為：1.5×6×50%×24×365×0.75=29565。而同樣的運行條件下傳統的供水系統的造價是65043元，在運行費用上無負壓供水系統也占有明顯的優勢。通過實例我們發現，無負壓供水系統的節能技術效果非常明顯，通過采用無負壓供水系統我們大大減少了不必要的資金開支。

4 無負壓供水系統目前存在的問題

雖然我們也通過實例分析論證了無負壓供水系統存在的諸多優點，但是無負壓供水系統作為一種新型的供水系統難免也在使用中暴露出部分問題，主要存在問題有供水不夠可靠；因為沒有傳統的貯水池，而穩流補償器的容器又比較小，所以容易造成供水的意外中斷，供水不夠穩定，水量不足。此外無負壓供水系統設計之初并沒有對管網進行全面的細致分析，如果系統設置出現偏差，那么外管網壓力就不能保證達到最低壓力限度，這就會影響到其他用戶的用水問題。無負壓供水系統并不是完美無缺的，仍然有改造提升的空間。

5 結束語

目前來說，無負壓供水系統是比較先進的供水系統，能有效地解決我們在日常生活中比較頭疼的供水問題，而且高效、節能、環保。雖然我們提到無負壓供水系統依然存在著部分問題，但是不可否認的是這些問題都會隨著技術的革新，研究的深入迎刃而解，屆時我國的供水系統將更加科學與先進。

【參考文獻】

[1]龐連紅.無負壓（疊壓）供水設備在高層建筑中的應用[J].科學之友（B版），2009.

[2]曲鍇.水廠供水系統變壓變量供水方式的應用研究[D].中南大學，2011.

[3]吳迷芳.城市二次供水系統的優化改造[D].天津大學，2006.

[4]劉汪龍.基于變頻調速的高樓供水系統變壓運行機理及控制策略研究[D].中南大學，2012.

[責任編輯：丁艷]