變頻無負壓供水系統(tǒng)技術(shù)及其應(yīng)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(yōu)缺點，介紹了無負壓供水設(shè)備的適用條件，并結(jié)合工程實例，對其供水系統(tǒng)進行了詳細探討。

【關(guān)鍵詞】無負壓供水 二次供水 常規(guī)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(shù)應(yīng)運而生，它是對傳統(tǒng)的二次供水技術(shù)的革新，在市政管網(wǎng)壓力允許的情況下，直接從市政管網(wǎng)中取水增壓，從而達到節(jié)能的目的。變頻無負壓自動增壓供水設(shè)備作為最近幾年逐步得到推廣和應(yīng)用的新型供水設(shè)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(yīng)用。

2 變頻無負壓自動增壓供水系統(tǒng)與傳統(tǒng)供水方式的分析比較

對于高層建筑而言，傳統(tǒng)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(jié)能、節(jié)水、安裝以及水質(zhì)污染等方面均不如變頻無負壓自動增壓供水方式，比較結(jié)果如表1所示。

3 變頻無負壓自動增壓供水系統(tǒng)的應(yīng)用及適用條件

我國1994年頒布的《城市供水條例》中規(guī)定：“禁止在城市管網(wǎng)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(wǎng)直接抽水可能會對管網(wǎng)水質(zhì)、水壓產(chǎn)生不良影響，甚至造成管網(wǎng)破壞。

因為無負壓供水設(shè)備具有特殊性與重要性，它關(guān)系到廣大人民群眾的生命健康，因此，國家建設(shè)部和現(xiàn)在的住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部都先后出臺了《無負壓給水設(shè)備城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)CJ/T265—2007》和《箱式無負壓供水設(shè)備CJ/T302--2008》兩個標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范該產(chǎn)品的制造和使用，使無負壓供水技術(shù)在工程設(shè)計、施工及驗收中，做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全衛(wèi)生，維護方便以及確保質(zhì)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(shè)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(qū)高層供水，電梯公寓中高層及商業(yè)辦公用高層供水。

（5）各種循環(huán)水系統(tǒng)。

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

（1）凡有可能對城市供水管網(wǎng)造成回流污染，危害水質(zhì)的相關(guān)行業(yè)（如：醫(yī)院、制藥行業(yè)、化工行業(yè)等）。

（2）城市供水管網(wǎng)末梢或供水負荷過大的區(qū)域。

（3）負擔(dān)有室內(nèi)、外消防加壓的供水系統(tǒng)。

（4）使用無負壓設(shè)備密度過大或使用無負壓設(shè)備后，可能對周邊現(xiàn)有用戶用水造成影響的區(qū)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(xué)校、工廠等）。

針對（2）、（4）等情況，社會上采用無負壓設(shè)備與水箱共用的供水方式。是一種介于傳統(tǒng)建水池與無負壓設(shè)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(shè)備的適用范圍，使無負壓設(shè)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(qū)劍川路50弄，小區(qū)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(qū)的供水管網(wǎng)建設(shè)于上世紀(jì)80年代，建成時間較長，所用管材為鍍鋅鋼管。由于周圍小區(qū)建設(shè)的增加，該小區(qū)給水點的市政給水管網(wǎng)壓力在0.25MPa左右，用水高峰時只有0.19MPa，頂樓用戶經(jīng)常熱水器無法啟動，造成了生活的不便。該小區(qū)市政給水干管管徑為DN500，于2009年初增設(shè)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(shè)備。

以下為兩種供水方式設(shè)備的比較：

變頻無負壓自動增壓給水設(shè)備與常規(guī)變頻供水比較

變頻無負壓自動增壓給水設(shè)備 常規(guī)變頻供水

無需建水池，所需泵房面積較小，節(jié)省投資成本。集不銹鋼氣壓罐、變頻柜、水泵于一體，實現(xiàn)樓宇智能化供水。所節(jié)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(yīng)增加，浪費空間，增加投資。

全套一體化，供水系統(tǒng)全程密閉式（從水廠到用戶管網(wǎng)終端），既整潔又便于管理、維護，節(jié)約了維護成本，又保證了水質(zhì)的衛(wèi)生。智能編程裝置，保證了用戶管網(wǎng)的水每天都能用完，使用戶天天都能喝上最新鮮、最衛(wèi)生、無污染的自來水。 水池為半密封狀態(tài)，而且水池里的水循環(huán)重復(fù)使用（因水泵一面往用戶供水，市政管網(wǎng)一面往水箱補水，循環(huán)反復(fù)，水箱內(nèi)的水無法當(dāng)天徹底使用完），導(dǎo)致水質(zhì)的二次污染，而且水池清理不及時還容易滋養(yǎng)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(wǎng)的原有壓力，疊加增壓，差多少，補多少，節(jié)約運行成本高達30% ～90%。 浪費原有自來水管網(wǎng)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(shè)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(fēng)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(dǎo)致漏水。采用風(fēng)冷電機，噪音振動較大，加上頻繁啟泵，降低了設(shè)備的使用壽命。

高品質(zhì)材料，主要過流部位采用不銹鋼。 常規(guī)材料，主要過流部位采用普通材料

常規(guī)變頻供水與變頻無負壓自動增壓給水設(shè)備運行成本對比

常規(guī)變頻恒壓供水 變頻無負壓自動增壓給水

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

常規(guī)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(dāng)用戶用水所需壓力在0～2KG時，所需功率約為5.5KW。當(dāng)用戶用水所需壓力在2～4KG時，所需功率約為11KW。 當(dāng)用戶用水所需壓力在0～2KG時，所需功率約為0KW。當(dāng)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(shè)備能節(jié)能50%以上（如包含夜間市政管網(wǎng)壓力較高情況，節(jié)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(shè)備與常規(guī)變頻恒壓供水設(shè)備相比，能節(jié)省大量的初投資和運行費，節(jié)約能源，并且環(huán)保衛(wèi)生，其經(jīng)濟效益和社會效益十分顯著。

5 結(jié)語

無負壓二次供水設(shè)備具有特殊性與重要性，它關(guān)系到廣大人民群眾的生命健康。首先，應(yīng)規(guī)范設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，要使生產(chǎn)出的新產(chǎn)品在技術(shù)上、質(zhì)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(yīng)從傳統(tǒng)的二次供水方式中解放思想，用科學(xué)發(fā)展觀去推廣新技術(shù)、新產(chǎn)品，在設(shè)備技術(shù)上、質(zhì)量上把好關(guān);再次，設(shè)備投資方應(yīng)盡量使用技術(shù)上過硬、質(zhì)量上過硬的無負壓設(shè)備，避免由于設(shè)備質(zhì)量問題對城市市政管網(wǎng)造成破壞。三方應(yīng)共同努力使無負壓給水設(shè)備的使用更科學(xué)、更合理、更環(huán)保、更節(jié)能，真正造福于廣大人民群眾。

參考文獻：

[1]黃隆雁 淺談無負壓自動供水設(shè)計 廣東建材 2010，26（7）

[2]鄭波、孫久華、張霞 淺談無負壓穩(wěn)流供水方式 城市建設(shè)與商業(yè)網(wǎng)點 2009，（22）

[3]夏偉光 二次供水節(jié)能與防止水質(zhì)污染的對策 節(jié)能與環(huán)保 2010，（1）

[4]舒騫 淺談無負壓供水方式的原理2及應(yīng)用 中國科技縱橫 2010，（14）

[5]周軍、趙于鵬 無負壓二次加壓供水設(shè)備在加壓泵站的設(shè)計實例 中國科技財富 2010，（8）

[6]張鴻雁 談小高層建筑無負壓供水技術(shù)的應(yīng)用 企業(yè)科技與發(fā)展 2009，（10）

[7]楊志宏、李東方 推廣應(yīng)用穩(wěn)壓補償式無負壓供水設(shè)備解決二次污染 科技信息 2010，（21）