二用一備一用一備變頻無負壓供水設備節(jié)能節(jié)地節(jié)水節(jié)資無污染
二用一備一用一備變頻無負壓供水設備節(jié)能節(jié)地節(jié)水節(jié)資無污染
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和高層建筑的迅速增加，我國市政自來水管網(wǎng)壓力已遠遠不能滿足高層建筑的用水需求，因此必須設置二次供水設施。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前我國約60％以上的城鎮(zhèn)居民均使用二次加壓供水，二次供水方式普遍。
二用一備一用一備變頻無負壓供水設備是20世紀90年代中期在我國二次供水繼高位水箱、氣壓給水、變頻調速給水之后而興起的一種新型的、節(jié)能省地型的二次供水設備。但較傳統(tǒng)的變頻調速給水設備取消了水池、水箱等，并能對自來水管網(wǎng)或其他有壓管網(wǎng)直接串接供水而不產生負壓影響。主要由穩(wěn)流補償器、真空抑制器、水泵、控制柜、控制儀表、管道、閥門等組成，如圖l所示
1、二用一備一用一備變頻無負壓供水設備的工作原理
(1)在自來水管網(wǎng)的水壓能滿足用水要求的情況下，即管網(wǎng)壓力大于或等于設定壓力時，加壓水泵停止工作，自來水可通過旁通管直接到達用水點。
(2)當自來水管網(wǎng)水壓不能滿足用水要求時，電接點壓力表向變頻數(shù)控柜發(fā)出信號，變頻軟起動水泵機組加壓供水，直至實際供水壓力等于設定壓力時，變頻數(shù)控柜控制水泵機組以恒定轉速運行。
(3)在用水高峰期間，用戶管網(wǎng)壓力下降，當降到低于設定壓力時，遠傳壓力表發(fā)出信號給變頻數(shù)控柜，使變頻器頻率升高，水泵機組轉速增加，出水量和壓力都隨之上升，直至用戶實際壓力值等于設定壓力值。
(4)在用水低谷期間，用戶管網(wǎng)壓力上升，當高于設定壓力值時，遠傳壓力表發(fā)出信號給變頻數(shù)控柜，使變頻器頻率降低，水泵機組轉速降低，使用戶管網(wǎng)實際壓力值等于設定壓力值。若水泵機組已無實際流量，水泵處于空轉狀態(tài)時，則水泵機組自動停止工作。自來水直接通過旁通管到達用戶。
(5)對穩(wěn)壓平衡器來說，如果自來水的進水量大于或等于水泵機組的供水量，則負壓消除器使穩(wěn)壓平衡器與外界隔絕，維持正常供水。當這種狀態(tài)被破壞時，zP膜濾負壓消除器使穩(wěn)壓平衡器與外界相通，破壞負壓的形成，從而確保自來水管網(wǎng)的正常供水，不影響其他用戶的供水。
(6)當自來水管網(wǎng)停水時，因為穩(wěn)壓平衡器具有部分調節(jié)容積，水泵機組仍可繼續(xù)工作一段時間，當穩(wěn)壓平衡器的水位降至液位控制器所設定的水位時，自動停機，來水后隨著水位的上升而自動開機。
(7)停電時，水泵機組不工作，自來水直接通過旁通管到達低層用戶，保證樓層較低的部分用戶的用水，來電時水泵機組自動開機，恢復所有用戶的正常供水。
2、二用一備一用一備變頻無負壓供水設備的優(yōu)缺點及功能分析
我國采用的傳統(tǒng)的給水增壓系統(tǒng)大致有以下兩種方式：一是采用“水池＋水泵＋高位水箱”的方法，市政來水中需要增壓的水先全部進入儲水池，然后由定速泵加壓后送至用戶，高位水箱起到高低峰用水時調節(jié)作用；二是采用“水池＋變頻調速水泵”的方法，設定了水泵的供水壓力后，在變頻器的控制下，水泵的轉速隨供水量的變化而改變，降低轉速后減小了功率，一定程度上節(jié)省了電耗。這兩種供水方式均存在以下通病，一是都有開放性的儲水設施，水質容易受到污染，這種二次污染直接影響供水水質安全，有時甚至產生嚴重的水質污染事故；二是通常達到20多米水頭的市政供水壓力未能被充分利用，造成較大的能源浪費。
2003年以來，一種新型供水方式——無負壓給水增壓設備開始得到應用，二用一備一用一備變頻無負壓供水設備不設儲水池，直接從市政管網(wǎng)吸水，設備工作時，通過設備的控制方式、穩(wěn)流補償器、真空抑制器的聯(lián)合作用，消除水泵工作時產生的吸程，對自來水管網(wǎng)的動壓沒有影響。全密閉的結構隔絕與空氣的接觸，徹底避免水質的二次污染，市政供水余壓可疊加為揚程利用，水泵只是補充設定供水水壓與余壓不足部分，節(jié)能效果明顯。節(jié)省占地，經(jīng)濟效益較明顯。其主要特點如下：
?。?）節(jié)能：該二用一備一用一備變頻無負壓供水設備能夠充分利用市政管網(wǎng)的壓力疊加增壓，差多少補多少；
?。?）環(huán)保：增壓水箱結構采用全封閉設計，通氣孔采用往復式吸排氣過濾裝置，有效過濾灰塵和雜物，水箱底部設引水裝置，有效增大取水面積，保證水質鮮活度，解決了水箱滯留層，死水層的問題；
?。?）配置獨特：水箱內部裝有智能化增壓裝置，保證水泵在切換后，用戶管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定，水泵處于高效區(qū)運行，在控制系統(tǒng)中增加時間控制器，定時對水箱水源循環(huán)使用，保證水箱中的水質新鮮；
?。?）安全性高：當市政管網(wǎng)停斷水或用戶用水高峰持續(xù)較長，由增壓水箱保證供水，極大提高了用水可靠性；
（5）控制先進：建立遠程監(jiān)控系統(tǒng)，隨時動態(tài)掌握設備運行。
基于以上優(yōu)點，二用一備一用一備變頻無負壓供水設備彌補了傳統(tǒng)供水方式的不足，2003年被列入建設部科技成果推廣項目。2004年以來，隨著各地對《城市供水條例》中“禁止在城市管網(wǎng)供水管道上直接裝泵抽水”條例的解禁，無負壓給水設備更是得到迅速發(fā)展，無論是設計單位還是房地產開發(fā)商，都看到了無負壓供水廣泛的應用前景，在討論設置增壓給水設備時首先想到無負壓給水設備，而給排水設備制造商也看到了這個日益擴大的市場需求，紛紛爭上該類設備，使設備質量也水漲船高。
二用一備一用一備變頻無負壓供水設備有它的優(yōu)點與優(yōu)勢，同樣也存在不足：首先，它的供水可靠性不如傳統(tǒng)供水系統(tǒng)：由于無負壓供水方式不設儲水池，當市政供水有故障時，整個設備即停止運行，用戶將處于停水狀態(tài)。當供水量不能滿足用水高峰期用水量時，為了不對管網(wǎng)產生抽吸，設備水泵將調速運行，也無法確保用戶用水的可靠性。其次，由于它是一種新型的設備，技術上還不是十分成熟，消除負壓功能一但無法實現(xiàn)，將對供水安全構成嚴重威脅。第三，由于它是從市政管網(wǎng)中直接抽水，盡管可以解決負壓問題，但必須取得主管部門批準。更為關鍵一點：有關無負壓給水設備的行業(yè)標準編制工作還在進行中，如果無約束條件地將二用一備一用一備變頻無負壓供水設備接入市政管網(wǎng)，就可能使市政供水管網(wǎng)超過承受能力，而且也可能使劣制產品趁虛而入，給用戶用水和管網(wǎng)安全帶來隱患。因此，對二用一備一用一備變頻無負壓供水設備的使用范圍應該慎重選擇。
3、二用一備一用一備變頻無負壓供水設備產品功能
二用一備一用一備變頻無負壓供水設備具有手動、自動、近控、遠控、監(jiān)控、網(wǎng)絡控制、中心控制。具有多路備用控制，采用變頻技術，保證不問斷供水。實現(xiàn)無人職守，網(wǎng)絡控制，全自動運行。設備在工控微機專利軟件控制下，模擬人工智能控制，具有過流、過載、過壓、欠壓、缺相、錯相保護，良好接地保護等各種安全防護措施。
4、二用一備一用一備變頻無負壓供水設備適用范圍
無負壓供水系統(tǒng)供水壓力0.15—2.0MP，供水高度10—200米，單套系統(tǒng)每小時供水量10—50000m3／h，可適用于：
?。?）任何自來水壓力不足地區(qū)的加壓給水。
?。?）新建改建擴建的住宅小區(qū)、寫字樓、綜合樓生活用水。
?。?）自來水廠的給水中間加壓泵站。
?。?）工礦企業(yè)的生活、生產用水等。
（5）各種循環(huán)水系統(tǒng)。
5、正確使用無負壓供水技術
為完全避免無負壓供水設備直接抽水時在市政管網(wǎng)產生負壓，應該保證市政管網(wǎng)正常供水時的流量大于建筑物用水的設計秒流量。對不能保證市政管網(wǎng)供水能力大于設計秒流量的情況，應避免將無負壓供水設備安裝在地下室。
為增加二用一備一用一備變頻無負壓供水設備連續(xù)供水的可靠性，宜適當增大穩(wěn)壓平衡器的調節(jié)容積，具體數(shù)值應根據(jù)可利用的最低水壓、最低水壓的持續(xù)時間、進水管阻力情況經(jīng)計算確定。必要時可對進水管路加以改造，增大直徑，減少阻力，提高供水能力。對于市政管網(wǎng)壓力變化幅度較大的系統(tǒng)，為適應靜揚程的變化，應選擇特性曲線較陡的水泵.對于用水量變化范圍較大的系統(tǒng)，宜采用水泵并聯(lián)工作，并設置小型氣壓水罐在夜間小流量時輔助供水.設置有旁通管路的系統(tǒng)，應增設旁通管路放水及沖洗設施，定期排水存水，在較長時間不用后再次啟用前對旁通管路進行沖洗。
6、結語
鑒于傳統(tǒng)二次加壓供水方式的種種弊端，采用無負壓供水方式勢在必行。但二用一備一用一備變頻無負壓供水設備作為一種二次增壓設備，直接從市政供水管網(wǎng)上抽水，如果安裝使用不當，極有可能使供水管網(wǎng)的壓力失去平衡，造成管網(wǎng)安全事故。因此，在是否選用無負壓設備的問題上應科學分析，認真選擇，對采用無負壓產品的工程，管理單位應進行嚴格審查，符合條件后才批準使用。在市政管理、設計、用戶及制造商的共同努力下，使二用一備一用一備變頻無負壓供水設備的使用更科學、更合理、更環(huán)保、更節(jié)能，造福于社會。
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