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摘要：介绍了无负压变频恒压供水基本原理、特点以及设备的技术要求，探讨了无负压变频恒压供水的应用，以推广无负压变频恒压供水的应用，充分发辉其高效节能供水的优点。
关键词：无负压变频恒压供水，基本原理，技术要求，应用
中图分类号： TV674 文献标识码： A 文章编号：
1、无负压变频恒压供水的定义及基本原理
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的变频供水。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，主要由无负压调节罐、水泵、气压罐、智能控制系统等组成。这种装置的主要工作原理是，把小区供水系统的开式进水水池，变成容积较小的闭式进水箱，并在蓄水罐上安装一个真空消除器V.E，消除高峰负荷时罐内的负压，从而造成对市政自来水管网的直接抽吸作用，以满足自来水管网安全运行的要求，如图1所示。真空消除器其实就是一个压力窗口器，保持罐内的压力P0跟随自来水管网供水压力变化，即在0～市政自来水管网正常压力之间变化。罐内压力低于下限，真空消除器打开，使空气进入罐内；罐内压力高于上限，真空消除器打开，放掉罐内的一些空气。即只有罐内压力低于下限、高于上限时，真空阀才打开，以便进气或排气。如果罐内压力在下限、上限之间时，真空阀是关闭的。由于市政自来水管网20mH2 O左右的压头P0在进入小区进水灌时没有节流损失掉，因此小区供水系统的变频水泵P1在小区供水时就可以减少20mH2 O左右的扬程，从而达到节能供水的目的。
2、无负压变频恒压供水的特点
无负压变频恒压供水系統是在传统恒压供水系统的基础上发展起来的一种新型供水方式，其主要特征是取消了泵前的水池或水箱，水泵直接从市政供水管网上吸水，通过先进的自动控制系统对泵前和泵后压力进行调节。无负压供水系统具有以下优点：
1) 清洁卫生。由于取消了泵前的水池或水箱，实现了全封闭供水，根本上杜绝了自来水在水池或水箱中滞留时与空气接触而产生的水质污染。
2) 节能高效，操作简便。设备根据用水情况对水泵进行变频调速运行，加上市政管网原有的压力叠加，经测试可节能30％～45％，作为变频(恒压)变流量给水设备的更新换代产品，采用触摸屏监控，设备的运行情况一目了然，操作简便。
3) 投资少、占地少、安装简便。免去建设水池的投资，减少了水池的占地面积，整套设备工厂化制作，便于安装。
但也存在以下不足：它的供水可靠性不高。由于它缺少蓄水池,市政供水一有故障,整个设备瘫痪,将处于停水状态。
3、无负压变频供水设备技术要求
无负压变频供水设备必须满足下列技术要求：
1、无负压供水设备必须满足市政管网的约束条件
①、任何情况下均不允许超量取水现象。无负压管网直供水设备应保证在城市供水管网限定的流量下运转，任何时候都不会超限量取水，根本不会在负压下强行抽水，维护供水管网的运行安全和相邻用户的用水稳定。
②、不产生管路负压、积气和回流现象。无负压管网直供水设备应具有防止负压、压力振荡、回流的有效功能。
2、必须安全、稳定的向用户恒压供水
①、无负压管网直供水设备应采用水泵出水端压力恒定控制或供水管路最不利点恒压控制的方式。压力值可以在现场试水时设定和调整，以达到用户用水压力满意为准。 ②、恒压控制稳态精度要求：设定压力与实际压力差不得超过±0.01MPa。 ③、控制系统动态性能要求：必须平滑、稳定的进行调节，不产生调节震荡，并且响应速度合理。避免水流喘振、断流和水击现象出现。 ④、无负压管网直供水设备应具备的控制功能要求：必须具有两台泵定时切换功能。故障报警停泵功能。进水压力控制设定上限压力，开泵时水泵能根据设定压力值自动升降转速调节出水压力，达到下限压力时停泵。必须设有手动开关泵按钮，当自动功能出现故障时必须手动开关水泵，不至于影响用户用水和市政管网运行的安全。
3、对无负压管网直供水设备制作与安装要求 ①、变频控制柜内电器元件必须采用如下国外知名品牌产品：施耐德、ABB或西门子，水泵变频器必须采用采用以下水泵专用变频器品牌： Danfoss、Omon、ABB、Allenbradley，不得采用通用变频器，控制柜外壳应喷塑。控制柜面板上各种指示灯及仪器齐全，指示牌指示准确清晰，距离2米可辨清指示牌内容。变频柜需要BA系统集成，并提供对江森、霍尼伟尔、西门子楼控系统开放的通信接口。无负压变频供水设备须具备但不限于以下BA功能：各泵运行状态、各泵的故障状态、给水管网压力。 ②、设备进水压力控制应用压力传感器控制或远传压力表，不能使用电接点压力表。出水压力可选用压力传感或是远传压力表，进水最好使用压力传感器。 ③、水泵必须采用以下国外知名品牌：格兰富（CR系列）、ITT（SV系列）或威乐不锈钢水泵，设备进水口所用水泵、水罐、管材、阀门、管件等所有涉水机械、器材应符合国家《生活饮用水卫生监督管理办法》的规定，设备中的不锈钢材料均采用SUS304食品级不锈钢制作，不得使用工业用产品。水泵进出口必须采用不锈钢波纹管连接。④.对无负压变频供水设备配置要求为：两台水泵，一用一备 ，即一台水泵可以零流量连续调节为最大流量，满足24小时全时段的用水高峰及低谷的变化需要，另一台作为备用泵，工作泵与备用泵定时平滑切换一次，以避免泵用泵中死水时间长而影响水质。⑤、保证设备绝对与大气隔绝,全封闭运行,彻底杜绝二次污染,保证在自来水管网的限定性条件下连接运转,不会产生负压管路冲击等影响管网供水安全的隐患,具有相关的资质证明。4、对无负压变频供水设备稳流补偿器的要求为：材质必须采用SUS304食品级不锈钢制作,厚度不得小于4mm。
5、具有国家省级以上质量监督部门的检验合格报告。
6、具备无负压设备的专利证书。
7、取得当地卫生部门颁发的生活饮用水供水设备及用品卫生许可证件。
8、自动化设计,全自动运行,无人职守.无水停机,来水自动开机,停电后复电在启动变频故障自动复位和再启动,工作水泵发生故障时,备用水泵自动投入运行,并定时自动切换。
9、设备制造、安装均应执行国家、行业或企业的技术标准。
4、无负压变频恒压供水的应用
无负压变频恒压供水本身是一种供水设备，一般可以应用如下：1) 适用于任何自来水压力不足地区的加压给水。2) 新建改建扩建的住宅小区、写字楼、综合楼生活用水。3) 自来水厂的给水中间加压泵站。4) 工矿企业的生活、生产用水等。5) 各种循环水系统。然而，由于该设备的技术特点，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。具体体现在以下场所：1) 城市给水管网经常性停水的区域；2) 城市给水管网可资利用水头过低的区域；3) 城市给水管网供水Q , H 波动过大的区域；4) 使用管网(无负压) 给水设备后，对周边现有(或规划) 用户用水会造成严重影响的区域；5) 供水保证率要求高,不允许停水的用户；6) 凡可能对市政管网造成回流污染危害的相关行业,如医院、化工等。
根据无负压供水设备的特点,在应用该设备时应注意如下几个问题：1) 在具体工程项目中，无负压给水设备直接从市政供水管网上抽水，设置前必须征得地方自来水公司的同意；2) 作为设计单位应该核算无负压给水设备引水管的管径和抽取水量,以避免因引水管通过水量经常性小于用户设计水量而带来的设备故障的产生；3) 房地产开发公司等使用单位检查产品制造商的产品应由铜、不锈钢或者耐腐蚀的塑料及复合材质组成， 并取得地方卫生行政部门颁发的卫生许可证。
参考文献：
［1］郭文涛，谈城市水资源的可持续利用［Ｊ］。山西建筑，2005，31（4）：105—106。
［2］李晓燕，浅析工业节水途径［Ｊ］。山西建筑，2005，21（8）：121—122
［3］湖南无负压变频恒压供水系统性能分析
作者简介：
姓名：胡文进 性别：男出生年月：1980.8.18职称：助理工程师 工作单位：兖矿集团东华建设有限公司三十七处
关键词：无负压变频恒压供水，基本原理，技术要求，应用
中图分类号： TV674 文献标识码： A 文章编号：
1、无负压变频恒压供水的定义及基本原理
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的变频供水。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，主要由无负压调节罐、水泵、气压罐、智能控制系统等组成。这种装置的主要工作原理是，把小区供水系统的开式进水水池，变成容积较小的闭式进水箱，并在蓄水罐上安装一个真空消除器V.E，消除高峰负荷时罐内的负压，从而造成对市政自来水管网的直接抽吸作用，以满足自来水管网安全运行的要求，如图1所示。真空消除器其实就是一个压力窗口器，保持罐内的压力P0跟随自来水管网供水压力变化，即在0～市政自来水管网正常压力之间变化。罐内压力低于下限，真空消除器打开，使空气进入罐内；罐内压力高于上限，真空消除器打开，放掉罐内的一些空气。即只有罐内压力低于下限、高于上限时，真空阀才打开，以便进气或排气。如果罐内压力在下限、上限之间时，真空阀是关闭的。由于市政自来水管网20mH2 O左右的压头P0在进入小区进水灌时没有节流损失掉，因此小区供水系统的变频水泵P1在小区供水时就可以减少20mH2 O左右的扬程，从而达到节能供水的目的。
2、无负压变频恒压供水的特点
无负压变频恒压供水系統是在传统恒压供水系统的基础上发展起来的一种新型供水方式，其主要特征是取消了泵前的水池或水箱，水泵直接从市政供水管网上吸水，通过先进的自动控制系统对泵前和泵后压力进行调节。无负压供水系统具有以下优点：
1) 清洁卫生。由于取消了泵前的水池或水箱，实现了全封闭供水，根本上杜绝了自来水在水池或水箱中滞留时与空气接触而产生的水质污染。
2) 节能高效，操作简便。设备根据用水情况对水泵进行变频调速运行，加上市政管网原有的压力叠加，经测试可节能30％～45％，作为变频(恒压)变流量给水设备的更新换代产品，采用触摸屏监控，设备的运行情况一目了然，操作简便。
3) 投资少、占地少、安装简便。免去建设水池的投资，减少了水池的占地面积，整套设备工厂化制作，便于安装。
但也存在以下不足：它的供水可靠性不高。由于它缺少蓄水池,市政供水一有故障,整个设备瘫痪,将处于停水状态。
3、无负压变频供水设备技术要求
无负压变频供水设备必须满足下列技术要求：
1、无负压供水设备必须满足市政管网的约束条件
①、任何情况下均不允许超量取水现象。无负压管网直供水设备应保证在城市供水管网限定的流量下运转，任何时候都不会超限量取水，根本不会在负压下强行抽水，维护供水管网的运行安全和相邻用户的用水稳定。
②、不产生管路负压、积气和回流现象。无负压管网直供水设备应具有防止负压、压力振荡、回流的有效功能。
2、必须安全、稳定的向用户恒压供水
①、无负压管网直供水设备应采用水泵出水端压力恒定控制或供水管路最不利点恒压控制的方式。压力值可以在现场试水时设定和调整，以达到用户用水压力满意为准。 ②、恒压控制稳态精度要求：设定压力与实际压力差不得超过±0.01MPa。 ③、控制系统动态性能要求：必须平滑、稳定的进行调节，不产生调节震荡，并且响应速度合理。避免水流喘振、断流和水击现象出现。 ④、无负压管网直供水设备应具备的控制功能要求：必须具有两台泵定时切换功能。故障报警停泵功能。进水压力控制设定上限压力，开泵时水泵能根据设定压力值自动升降转速调节出水压力，达到下限压力时停泵。必须设有手动开关泵按钮，当自动功能出现故障时必须手动开关水泵，不至于影响用户用水和市政管网运行的安全。
3、对无负压管网直供水设备制作与安装要求 ①、变频控制柜内电器元件必须采用如下国外知名品牌产品：施耐德、ABB或西门子，水泵变频器必须采用采用以下水泵专用变频器品牌： Danfoss、Omon、ABB、Allenbradley，不得采用通用变频器，控制柜外壳应喷塑。控制柜面板上各种指示灯及仪器齐全，指示牌指示准确清晰，距离2米可辨清指示牌内容。变频柜需要BA系统集成，并提供对江森、霍尼伟尔、西门子楼控系统开放的通信接口。无负压变频供水设备须具备但不限于以下BA功能：各泵运行状态、各泵的故障状态、给水管网压力。 ②、设备进水压力控制应用压力传感器控制或远传压力表，不能使用电接点压力表。出水压力可选用压力传感或是远传压力表，进水最好使用压力传感器。 ③、水泵必须采用以下国外知名品牌：格兰富（CR系列）、ITT（SV系列）或威乐不锈钢水泵，设备进水口所用水泵、水罐、管材、阀门、管件等所有涉水机械、器材应符合国家《生活饮用水卫生监督管理办法》的规定，设备中的不锈钢材料均采用SUS304食品级不锈钢制作，不得使用工业用产品。水泵进出口必须采用不锈钢波纹管连接。④.对无负压变频供水设备配置要求为：两台水泵，一用一备 ，即一台水泵可以零流量连续调节为最大流量，满足24小时全时段的用水高峰及低谷的变化需要，另一台作为备用泵，工作泵与备用泵定时平滑切换一次，以避免泵用泵中死水时间长而影响水质。⑤、保证设备绝对与大气隔绝,全封闭运行,彻底杜绝二次污染,保证在自来水管网的限定性条件下连接运转,不会产生负压管路冲击等影响管网供水安全的隐患,具有相关的资质证明。4、对无负压变频供水设备稳流补偿器的要求为：材质必须采用SUS304食品级不锈钢制作,厚度不得小于4mm。
5、具有国家省级以上质量监督部门的检验合格报告。
6、具备无负压设备的专利证书。
7、取得当地卫生部门颁发的生活饮用水供水设备及用品卫生许可证件。
8、自动化设计,全自动运行,无人职守.无水停机,来水自动开机,停电后复电在启动变频故障自动复位和再启动,工作水泵发生故障时,备用水泵自动投入运行,并定时自动切换。
9、设备制造、安装均应执行国家、行业或企业的技术标准。
4、无负压变频恒压供水的应用
无负压变频恒压供水本身是一种供水设备，一般可以应用如下：1) 适用于任何自来水压力不足地区的加压给水。2) 新建改建扩建的住宅小区、写字楼、综合楼生活用水。3) 自来水厂的给水中间加压泵站。4) 工矿企业的生活、生产用水等。5) 各种循环水系统。然而，由于该设备的技术特点，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。具体体现在以下场所：1) 城市给水管网经常性停水的区域；2) 城市给水管网可资利用水头过低的区域；3) 城市给水管网供水Q , H 波动过大的区域；4) 使用管网(无负压) 给水设备后，对周边现有(或规划) 用户用水会造成严重影响的区域；5) 供水保证率要求高,不允许停水的用户；6) 凡可能对市政管网造成回流污染危害的相关行业,如医院、化工等。
根据无负压供水设备的特点,在应用该设备时应注意如下几个问题：1) 在具体工程项目中，无负压给水设备直接从市政供水管网上抽水，设置前必须征得地方自来水公司的同意；2) 作为设计单位应该核算无负压给水设备引水管的管径和抽取水量,以避免因引水管通过水量经常性小于用户设计水量而带来的设备故障的产生；3) 房地产开发公司等使用单位检查产品制造商的产品应由铜、不锈钢或者耐腐蚀的塑料及复合材质组成， 并取得地方卫生行政部门颁发的卫生许可证。
参考文献：
［1］郭文涛，谈城市水资源的可持续利用［Ｊ］。山西建筑，2005，31（4）：105—106。
［2］李晓燕，浅析工业节水途径［Ｊ］。山西建筑，2005，21（8）：121—122
［3］湖南无负压变频恒压供水系统性能分析
作者简介：
姓名：胡文进 性别：男出生年月：1980.8.18职称：助理工程师 工作单位：兖矿集团东华建设有限公司三十七处