無負壓給水設備在小區高層建筑中的應用探討
隨著城市的發展,城市生活供水二次加壓泵站已經是居民小區和城市高層建筑給水中不可缺少的組成部分,這是因為目前城市給水管網局部水壓不夠高,還不能將水直接送到高層用戶,這樣就必須先將市政自來水泄至水池或水箱,然后通過二次加壓泵站將水供給到用戶,以保證每一個用戶的用水要求。但由于管理不善、水池、水箱缺乏定期的清洗、二次消毒措施失效以及系統本身的缺陷,造成的水質二次污染已直接影響了供水水質安全,甚至產生了嚴重的水質污染事故。因此保障二次加壓泵站飲用水質量與安全是不僅是衛生、水務、自來水公司等政府部門的頭等大事,同是也是用戶管理單位與給水系統生產廠家的急需解決的事情。另外隨著國民經濟的高度發展與社會的進步,各地自來水公司供水能力的不斷加強,曾經的定時定量供水為已成為歷史,也為開發與研制新型環保節能給水系統提供了決定性的條件。
正是在以上相關的背景下,無負壓給水設備的研制成功并引入市場彌補了傳統供水方式的不足。中國第一臺無負壓給水系統于上個世紀九十年代中期研制成功并投放市場,但由于供水系統的法規要求和消費者的觀念滯后,無負壓產品一直沒能得到推廣使用。我國《城市供水條例》中曾規定:“禁止在城市管網公共供水管道上直接裝泵抽水。”這是因為抽水時可能產生的負壓會干擾水力工況,影響周圍用水,甚至造成管網破壞。所以在工程設計時首先建一個水池或水箱,再用增壓泵加壓到用戶供水管網。直到2003年“非典”期間,人們才對二次供水污染的嚴重性有了清醒的認識,特別是經過北京局部區域使用后,無負壓給水系統所具備的徹底解決二次供水污染、節約能耗等優點,終于引起人們廣泛的關注。2004年,北京市政府文件中將上述《城市供水條例》相關條款解禁,山東等省份緊隨其后相繼出臺試用細則。現該類產品在北京已有近千臺套產品在使用中,山東、福建、天津、廣州等地區應用也較多。加之這種設備在節能、節水、節地、節省建設資金等方面具有顯著優勢,成為了取代水池、水箱等傳統二次供水設施的首選設備,從而導致市場需求驟然升溫。
無負壓供水系統是在傳統變頻恒壓供水系統的基礎上發展起來的一種新型供水方式,它不是水泵、管件閥門、罐體和控制柜的簡單組合,而是集機械、電子、信息、自控技術為一體的高科技產品。隨著無負壓供水概念發展的深入,越來越多的科研單位及生產企業對無負壓技術進行了深入的研究,并取得了比較豐碩的成果。在國內無負壓技術根據市場上現有無負壓的給水設備工作原理進行分析,無負壓供水系統主要由變頻調速水泵機組、穩流補償器、真空抑制器、壓力和流量傳感器、預壓自平衡器、控制柜、過濾器、倒流防止器等設備組成。根據其實現無負壓功能原理的不同,大體可以分為以下幾種形式:
(一)穩流補償器和真空抑制器控制模式
當市政管網供水不足或用戶用水量大于市政管網供給能力時,真空抑制器打開,空氣進入穩流補償器中,使原本封閉的補償器變為斷流水箱,抑制負壓產生,另在穩流補償器中設置液位控制,當低于低位時,水泵停止工作。
(二)自控限流模式
當市政管網供水不足或用戶用水量大于市政管網供給能力時,通過壓力傳感信號的反饋,采取限制變頻器,使水泵不超量取水,而當市政管網供水滿足要求時,系統恢復正常。
(三)壓力控制點方式
當市政管網供水不足或用戶用水量大于市政管網供給能力時,直起變流量恒壓供水泵,待供水滿足要求后控制工程網版權所有,系統恢復正常。
盡管無負壓給水系統企業這幾年發展很快,但它在相關標準以及技術環節等方面還是存在以下不足:首先,它的應用具有一定的限制性。由于它缺少二次儲水裝置, 市政供水一旦有故障,整個設備停止運行而處于停水狀態,因此對于那些不能間斷供水的特殊用戶,它并不適用。
其次,由于它是一種新型的設備,技術環節還有待于進一步成熟,應用條件也有待于市政供水條件的變化而不斷完善。再次控制工程網版權所有,也是更為關鍵一點,整個行業無國家統一標準可依、可行,各企業都按自己的企業標準進行生產,因此在實際應用過程中難免會出現一些問題。據不完全統計,現在無負壓設備生產企業已從三、四年前的十余家猛增到近千家。這些企業規模大小不等,技術與售后服務也千差萬別,最大的資產上億元,擁有先進的數字化生產線,小的只有十幾人手工作坊式生產,拋開技術因素不談,其質量的差距便可能天壤之別。僅是如何使產品不產生負壓一項,各企業使用的方法就不盡相同,造成產品質量參差不齊。另外該設備是在一定條件下才能應用的,對管網壓力控制工程網版權所有,供水量等都有一定要求,但有部分企業忽視了這些要求,在一個位置定點取水,抽水過量,致使管網供水不足的停水現象。因此如果不加限制地允許無負壓設備接入管網,有可能使管網超過承受能力,也有可能使劣質產品乘機充斥市場,給用戶用水和管網安全帶來隱患。
正因為無負壓給水系統具有特殊性與重要性,它關系到廣大人民群眾的生命健康,所以現在無負壓給水系統行業的狀況令人擔憂。因此,必要的措施是:首先要參照國外的成功經驗并結合國內的實際應用情況,盡快制定國家標準與規范,來指導企業生產經營,并鼓勵企業自主創新,能研制出既符合國家標準又具有企業特色的技術含量高、質量過硬的產品,并增強企業的服務與參與意識;其次要保護知識產權,要認真審查企業的技術來源,以杜絕那些剽竊技術、侵害知識產權的不法行為; 再次應該設立科學,合理的企業準入條件,由一家或幾家企業壟斷市場固然不利于技術提高和行業進步,但無原則的一窩蜂涌入同樣不是市場經濟的真正詮釋。因此參照國內外相關(下接第172頁)(上接第171頁)行業的規定,對企業資金規模、生產條件、技術力量、售后服務等制定硬性指標,限定企業的主要經營項目必須的是供水產品,這樣能保證生產企業的實力和所生產的產品與其所承擔的售后服務責任相匹配,也有利于行業有序、規范發展;最后應發展真正意義上的行業協會,由協會同各企業攜起手來,共同制定游戲規則,維護用戶、企業以及國家的利益,保證這個行業能得到持續發展。通過以上措施,相信對引導社會投資方向,對無負壓行業、消費者利益和知識產權保護乃至整個國民經濟的健康發展都將產生積極意義,使無負壓給水設備的使用更科學、更合理、更環保、更節能,真正造福于廣大人民群眾。
無負壓供水設備簡介
水是人類的生命的源泉，人類生存不可一日無水。
隨著我國城鎮化水平面的不斷提高，城市人口急劇增加，城市居民住宅的不斷擴建與改造，住宅樓層不斷加高，城市面積不斷擴大，原有市政管網的壓力日顯不足，大部分地區普遍存在著用水高峰期高層供水壓力過低，高層用用戶用水困難。
所以大部分建筑增設二次加壓設備，修建蓄水池和高位水箱，能過水泵二次加壓供水，但這種傳統二次加壓設備存在投資大、水源容易受二次污染等許多缺點。
我公司開發生產的全自動無負壓給水設備是可以串接在市區政管網上給用戶進行二次加壓的一種給水設備不需要建造蓄水池、高位水箱、，直接串接在市政管網上，設備正常運行時不會對市政管網形成負壓（吸水），完全符合我國《城市供水條例》的要求，可以充分利用市政管網原有壓力，采用變頻調速給水方式節能效果極其顯著。推向市場以后深受方大用戶的青睞。
控制系統根據用水量的多少自動調節單臺水泵或多臺水泵的投入或退出運行,實現了最大限度的合理用水,既保證了恒壓供水,又達到了節電的目的.
控制系統工作時,由變頻器控制的水泵以低頻率軟啟動,逐漸加速,安裝在出水管路上的壓力傳感裝置實時檢測管網壓力并把壓力信號轉換為電信號輸出至控制器,控制器進行運算、處理后將指令信號傳遞給變頻器,使變頻器調整輸出功率,進而控制水泵電機轉速,同時改變水泵流量,使之滿足管網設定壓力并保持恒定。停止用水時,水泵電機處于休眠保壓狀態。
無負壓供水設備特點
1、無需設置蓄水池和高位水箱
無負壓給水設備直接串接市政管網，不需建造蓄水池和高位水箱，節省工程投資，減少建筑面積的占用。
當市政管網供水量足夠時，無負壓穩流罐體積較小，整套設備占地很小，設備安裝只需接通進出水管道即可，極為方便。
2、無水源的二次污染
無負壓穩流罐及整套設備管路均為密閉式，從市政管網一直到用戶水龍頭，均不會受到空氣中的雜物和污物的二次污染，無負壓穩流源流罐過流部分均采用食品容器內壁涂料防腐處理，涂料和無負壓給水設備整機均符合相關食品衛生標準。
3、節能效果顯著
傳統的二次加壓供水方式采用蓄水池和高位水箱，市政管網供水壓力放入蓄水池時能量損失殆盡，能源浪費嚴重。
采用無負壓穩流罐后，市政管網供水壓力直接疊加在給水泵進口，水泵只需補充市政管網壓力不足部分，整機節能效果顯著。
4、無需設置穩壓泵和大體積氣壓罐
一般變頻給水設備為了保證用戶晚間小流量用水量或零流量進管網的泄漏時避免頻繁啟動給水泵，均設有流量較小的穩壓泵和大容積氣壓罐，既增加了給水設備的一次性投資，也增加了設備的運營費用（晚間穩壓泵的運行電耗）。
晚間等用水低峰期時，市政管網的供水壓力和供水量基本都能滿足用戶的要求，采用無負壓穩流給水設備后，市政管網的原有壓力被充分利用，市政管網的水直接供給用戶使用，設備無需設備穩壓泵和大容積穩壓氣壓罐，投資節省，且顯著提高設備運行時的節能效果。
無負壓供水設備工作環境
1、電源電壓波動≤±10%；
2、周圍環境溫度：-10℃—+40℃（不凍結）；
3、空氣相對濕度：20%—90%（無凝露）；
4、絕對海拔高度：≤1000m；
5、無導電塵埃及能腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體的場所；
6、無爆炸危險的場所；
7、震動：＜5.9m/s2(0.6G),傾斜度：≤5度的場所；
8、有防雨防震設備和無水蒸汽的場所；
無負壓供水設備工作原理
設備正常投入使用時，市政管網的水進入無負壓穩流罐，罐內的空氣從排氣閥大量排出。當空氣排完時，閥內浮球被除水浮起，傳動塞頭至關閉位置，慢慢關閉排氣口，停止排氣，防止出水，當穩流罐內水流正常輸送時，如有少量空氣聚集在閥內到相當程度，閥內水位下降，浮球隨之下降，此時空氣則由排氣孔排出。
無負壓供水設備正常運行過程中，當市政管網供水量不足時，市政進水管管內水流空時，或穩流罐內水壓低于大氣壓時，穩流罐內水位下降，浮球隨之下降，帶動塞頭開啟，吸入空氣，使穩流罐內保持大氣壓力，不至對市政管網產生負壓。
當市政管網中壓力低于用戶所需的設定壓力時，水泵變頻調速運行，保證用戶管網壓力符合用戶用水的要求。市政管網水壓越高。水泵的轉速越低，市政管網水壓越低，水泵的轉速越高。當市政管網供水壓力達到用戶要求時，設備自動停止工作，市政管網的水通過旁通管直接供給用戶使用。
當市政管網停水時，穩流罐內水位逐漸下降，當降至最低水位時，穩流罐上的液位計發出停機信號，設備自動停止運行并顯示缺水保護信號。
當電網停電時，設備停機，市政管網的水直接從設備旁通管供應到用戶。
無負壓供水設備應用范圍
適用于任何自來水壓力不足地區供水
● 高、低層民用、工業建筑的生活用水。
● 低層自來水壓力不能滿足要求的各類用水。
● 改造原有的氣壓供水設備，可以充分利用原有的氣壓罐。
● 已經建好水池的，可以采用無負壓設備與水池共用的供水方式，進一步節能。
● 自來水廠的供水中間加壓泵站。
● 工礦企業的生產、生活用水等。
● 各種循環水系統。
