论文部分内容阅读
摘要：本文简析了无负压供水系统中的技术设备优势，主要对无负压叠压供水技术设备的环保和节能进行分析探讨，并且简述了无负压叠压供水技术设备的工作原理、无负压叠压供水技术设备其自控功能，。
关键词：无负压供水；环保；节能
一.无负压供水系统中的设备优势
无负压供水系统主要组成部分包括变频调速水泵机组、压力和流量传感器、稳流补偿器、过滤器、真空抑制器、控制柜、预压自平衡器、倒流防止器等设备。无负压供水技术设备存在以下几方面优势：（1）设备总体投资少，不需要设置较大型的气压储罐，也不需要修建大型水箱和较大规模的蓄水池，不仅可以有效节省占地面积，同时也可以一方面节省投资，给水管网原有供水压力得到充分利用，可以减小加压泵的选型，设备的实际投资有效的减少了。另一方面系统占地面积也节约了，地产的利用率提高了，满足国家提倡的节约土地资源的方针政策。（2）水资源得以节约，不用定期进行消毒和清洗，人力资源和水资源不会浪费，维护费用大幅度减少。（3）显著的节能效果，设备可以直接与自来水管网进行串接，在自来水水厂提供的一次供水管网压力的基础上对所需要的供水压力进行叠加，压差差多少，既补多少，管网的余压得到充分利用；在用水低峰时期，甚至不需要设备运行，体现了显著的节能效果，和常规的供水设备相比，节能可达35%～65%。（4）卫生清洁无二次污染，从自来水管网直到用户水龙头整个供水系统为全密封结构，污染物无进入系统机会；水体不直接与空气环境接触，水流通过的部件全部采用食品级不锈钢制作，水质不会受到污染。（5）安装简洁方便，无负压叠压供水设备为用户提供成套设备，现场仅需要对进出水管进行联接，安装简便，施工周期短。（6）实际运行成本低，首先加压泵的选型较小，加上可采取多泵关联供水，在用水低峰时期可以直接利用城市自来水管网的一次供水压力进行供水，不需启动设备或仅需启动1台泵既可满足用水需要，在用水高峰期其他泵才会被启动。因而，设备实际的运行能耗十分低，有效的降低了运行成本。（7）断电不会影响供水，因设备总设一条和用户管网直接相通的公共供水管路，在断电时加压泵即使停止加压，仍可由自来水厂提供的一次供水压力维持供水。（8）维护和管理都简便，无负压叠压供水设备利用计算机全自动控制变频调速运行，断电时设备自动停止工作，来电设备自动启动运行，比较完善的报警提醒和故障检测、诊断技术使用户对设备的管理维护变得极其简便；同时因不产生污染，也不需要增添清洗的麻烦。
二. 无负压叠压供水技术设备的环保和节能分析
（1）水资源节省方面，无负压叠压供水技术设备采用完全密闭结构系统，从根本上防止了蓄水池的渗、溢、漏、滴等水资源浪费的现象，另外减少了对水箱定期清洗时造成的水资源浪费情况。（2）土地占用方面，采用传统的供水方式时，需要设置高位水箱或者蓄水池，如果高位水箱或者蓄水池均按净高2.5m计算，则高位水箱或者蓄水池占地面积大约150m2，然而当采用无负压供水方案时，可减少占地面积大约150m2，如若将这部分减少的面积用作仓库或者车库等。按照3500元/m2计算，既可以节约52.5万元的占地费用。（3）管理费用方面，采用传统的供水方案所设置的水箱需要每半年定期清洗1次，并需要停水1d，在管理方面上也存在对供水安全的顾虑，增添安全防护措施费用十分必要。参照水箱60元/m2设定清洁费和检疫检验费用，如地下水箱需清洗面积大约500m2，每年发生的管理维护费用大约60元/m2×500m2×2次=6万元/年，若按照20年计算，既需要大约120万元的管理维护费用，然而采用无负压供水方案后既可减少此项管理费用。再则，无负压供水设备采取全自动运行方式，不在另设专人看护管理，以往传统的供水方式其自动化程度比较低，需要设专人值守看护，按照2人设置，每人工资按照1.5万元/年计算，当采用无负压供水方案后，则每年人工福利费可节省约3万元/年，设备保养费每年可节约1万元/年，若按照20年计算，既人工福利费加上设备保养费大约80万元。（4）节约能源方面分析，无负压叠压供水设备完全充分利用市政自来水管网的压力，利用变频调速，水泵电机在计算机的调控下，依据自来水管网的压力来调整电机的转速，仅对于自来水的供水压力和所需要压力进行压力补充，若市政自来水管网的压力能满足需要时设备既停止运行，节能效果显而易见，具体分析如下：以某项具体工程为例，该项工程属于一类高层建筑，一层至顶层全部为住宅楼。住宅部分生活供水系统分可区分为高、中、低压区3个系统：低压区为1～4层。中压区为5～17层，高压区为18层以上至顶层，生活供水水源是由市政自来水供水管网提供，市政供水管网输出端压力一般可达到0.2MPa，以往的传统的中、高压区是由设置在高层建筑室内水泵房的生活供水变频泵组和生活用水水池联合加压后供给，设置于室内的生活用水调节水池需要120～150m3，该种供水系统现已不能完全满足当前的现代化城市供水需求，综合节能和环保等技术要求，并经专家论证后，采用无负压（叠压）供水设备解决该工程的供水问题是首选。
三. 无负压叠压供水技术设备的工作原理
自來水通过管网的进水管道部分先行进入稳流补偿罐，经过负压消除器来排出稳流补偿罐内的空气，直到罐内注满水，设备通电后设置在自动工作状态下。控制系统实行实时检测设备总进水管压力和用户管网压力状况，并把压力信号转换成数字信号后存储在寄存器中，与事前通过触摸式人机界面设置好并且存储在寄存器中的压力设定值进行闭环运算，之后将结果再转换成模拟量用以控制变频器的输出频率，进而控制水泵的转速，当市政供水管网的供水量大于用户的用水量时，可以依据用户管网的压力来自动调整水泵转速，保证用户管网的压力恒定；当市政供水管网的供水量小于用户用水量时，将水泵转速及时调低，使供给用户的水量得到控制，保证供水设备不对市政管网产生影响。
四. 无负压叠压供水技术设备其自控功能
无负压叠压供水设备设置有自动和手动两种工作方式。（1）手动方式是比较可靠且又最简单的方式。（2）自动工作方式通常是正常工作方式，其具有以下特点：①方便用户使用，系统采用了方便的可触摸式人机界面。②每套自动控制系统可同时控制3～5台水泵进行互为工、备的工作，水泵的运行，遵循者先停先开、先开先停、工作时间相对均衡的原则，各水泵的运行强度相当，避免长期使用个别水泵而造成其过度磨损或者锈蚀，将使每台水泵的使用寿命有效延长。③水泵实现恒压运行，输出压力值精度能有效确保在0.01MPa内，通过计算机实现模拟管网特性曲线，调解水泵在高效区工作，使整机效果最佳。④系统具有运行、故障显示和停止功能等。
结束语
随着城市规模的提升、高层建筑逐渐取代多层结构，城市高层建筑和居民生活小区的给水系统中已经离不开生活供水的二次加压泵站，究其原因是目前我国大多数城市给水管网局部水压片段，不具备直接供水到高层用户，这就要求首先将自来水通过市政管网送至水箱或是水池，再通过二次加压泵站将自来水供至用户，确保每一个用户的用水需求。选用无负压叠压供水设备，无论从节水、节能和保环等多方面与以往的传统的供水方案相比较，无负压叠压供水设备即可节省一次性投入，又可保证运行费用低，供水质量卫生、安全、可靠，设备管理维护、保养简单便捷，减少占用建筑面积，其采用的计算机智能调控的变频调速供水技术，使供水得以实现安全可靠，是真正首选的既卫生又环保的绿色供水设备。
参考文献
【1】 谢雁 论无负压供水技术在城市自来水供水系统中的应用分析与比较[J] 中国房地产业 2013 3
【2】张国正 城区供水系统重力供水模式研究[J] 城市建设理论研究 2014 16
关键词：无负压供水；环保；节能
一.无负压供水系统中的设备优势
无负压供水系统主要组成部分包括变频调速水泵机组、压力和流量传感器、稳流补偿器、过滤器、真空抑制器、控制柜、预压自平衡器、倒流防止器等设备。无负压供水技术设备存在以下几方面优势：（1）设备总体投资少，不需要设置较大型的气压储罐，也不需要修建大型水箱和较大规模的蓄水池，不仅可以有效节省占地面积，同时也可以一方面节省投资，给水管网原有供水压力得到充分利用，可以减小加压泵的选型，设备的实际投资有效的减少了。另一方面系统占地面积也节约了，地产的利用率提高了，满足国家提倡的节约土地资源的方针政策。（2）水资源得以节约，不用定期进行消毒和清洗，人力资源和水资源不会浪费，维护费用大幅度减少。（3）显著的节能效果，设备可以直接与自来水管网进行串接，在自来水水厂提供的一次供水管网压力的基础上对所需要的供水压力进行叠加，压差差多少，既补多少，管网的余压得到充分利用；在用水低峰时期，甚至不需要设备运行，体现了显著的节能效果，和常规的供水设备相比，节能可达35%～65%。（4）卫生清洁无二次污染，从自来水管网直到用户水龙头整个供水系统为全密封结构，污染物无进入系统机会；水体不直接与空气环境接触，水流通过的部件全部采用食品级不锈钢制作，水质不会受到污染。（5）安装简洁方便，无负压叠压供水设备为用户提供成套设备，现场仅需要对进出水管进行联接，安装简便，施工周期短。（6）实际运行成本低，首先加压泵的选型较小，加上可采取多泵关联供水，在用水低峰时期可以直接利用城市自来水管网的一次供水压力进行供水，不需启动设备或仅需启动1台泵既可满足用水需要，在用水高峰期其他泵才会被启动。因而，设备实际的运行能耗十分低，有效的降低了运行成本。（7）断电不会影响供水，因设备总设一条和用户管网直接相通的公共供水管路，在断电时加压泵即使停止加压，仍可由自来水厂提供的一次供水压力维持供水。（8）维护和管理都简便，无负压叠压供水设备利用计算机全自动控制变频调速运行，断电时设备自动停止工作，来电设备自动启动运行，比较完善的报警提醒和故障检测、诊断技术使用户对设备的管理维护变得极其简便；同时因不产生污染，也不需要增添清洗的麻烦。
二. 无负压叠压供水技术设备的环保和节能分析
（1）水资源节省方面，无负压叠压供水技术设备采用完全密闭结构系统，从根本上防止了蓄水池的渗、溢、漏、滴等水资源浪费的现象，另外减少了对水箱定期清洗时造成的水资源浪费情况。（2）土地占用方面，采用传统的供水方式时，需要设置高位水箱或者蓄水池，如果高位水箱或者蓄水池均按净高2.5m计算，则高位水箱或者蓄水池占地面积大约150m2，然而当采用无负压供水方案时，可减少占地面积大约150m2，如若将这部分减少的面积用作仓库或者车库等。按照3500元/m2计算，既可以节约52.5万元的占地费用。（3）管理费用方面，采用传统的供水方案所设置的水箱需要每半年定期清洗1次，并需要停水1d，在管理方面上也存在对供水安全的顾虑，增添安全防护措施费用十分必要。参照水箱60元/m2设定清洁费和检疫检验费用，如地下水箱需清洗面积大约500m2，每年发生的管理维护费用大约60元/m2×500m2×2次=6万元/年，若按照20年计算，既需要大约120万元的管理维护费用，然而采用无负压供水方案后既可减少此项管理费用。再则，无负压供水设备采取全自动运行方式，不在另设专人看护管理，以往传统的供水方式其自动化程度比较低，需要设专人值守看护，按照2人设置，每人工资按照1.5万元/年计算，当采用无负压供水方案后，则每年人工福利费可节省约3万元/年，设备保养费每年可节约1万元/年，若按照20年计算，既人工福利费加上设备保养费大约80万元。（4）节约能源方面分析，无负压叠压供水设备完全充分利用市政自来水管网的压力，利用变频调速，水泵电机在计算机的调控下，依据自来水管网的压力来调整电机的转速，仅对于自来水的供水压力和所需要压力进行压力补充，若市政自来水管网的压力能满足需要时设备既停止运行，节能效果显而易见，具体分析如下：以某项具体工程为例，该项工程属于一类高层建筑，一层至顶层全部为住宅楼。住宅部分生活供水系统分可区分为高、中、低压区3个系统：低压区为1～4层。中压区为5～17层，高压区为18层以上至顶层，生活供水水源是由市政自来水供水管网提供，市政供水管网输出端压力一般可达到0.2MPa，以往的传统的中、高压区是由设置在高层建筑室内水泵房的生活供水变频泵组和生活用水水池联合加压后供给，设置于室内的生活用水调节水池需要120～150m3，该种供水系统现已不能完全满足当前的现代化城市供水需求，综合节能和环保等技术要求，并经专家论证后，采用无负压（叠压）供水设备解决该工程的供水问题是首选。
三. 无负压叠压供水技术设备的工作原理
自來水通过管网的进水管道部分先行进入稳流补偿罐，经过负压消除器来排出稳流补偿罐内的空气，直到罐内注满水，设备通电后设置在自动工作状态下。控制系统实行实时检测设备总进水管压力和用户管网压力状况，并把压力信号转换成数字信号后存储在寄存器中，与事前通过触摸式人机界面设置好并且存储在寄存器中的压力设定值进行闭环运算，之后将结果再转换成模拟量用以控制变频器的输出频率，进而控制水泵的转速，当市政供水管网的供水量大于用户的用水量时，可以依据用户管网的压力来自动调整水泵转速，保证用户管网的压力恒定；当市政供水管网的供水量小于用户用水量时，将水泵转速及时调低，使供给用户的水量得到控制，保证供水设备不对市政管网产生影响。
四. 无负压叠压供水技术设备其自控功能
无负压叠压供水设备设置有自动和手动两种工作方式。（1）手动方式是比较可靠且又最简单的方式。（2）自动工作方式通常是正常工作方式，其具有以下特点：①方便用户使用，系统采用了方便的可触摸式人机界面。②每套自动控制系统可同时控制3～5台水泵进行互为工、备的工作，水泵的运行，遵循者先停先开、先开先停、工作时间相对均衡的原则，各水泵的运行强度相当，避免长期使用个别水泵而造成其过度磨损或者锈蚀，将使每台水泵的使用寿命有效延长。③水泵实现恒压运行，输出压力值精度能有效确保在0.01MPa内，通过计算机实现模拟管网特性曲线，调解水泵在高效区工作，使整机效果最佳。④系统具有运行、故障显示和停止功能等。
结束语
随着城市规模的提升、高层建筑逐渐取代多层结构，城市高层建筑和居民生活小区的给水系统中已经离不开生活供水的二次加压泵站，究其原因是目前我国大多数城市给水管网局部水压片段，不具备直接供水到高层用户，这就要求首先将自来水通过市政管网送至水箱或是水池，再通过二次加压泵站将自来水供至用户，确保每一个用户的用水需求。选用无负压叠压供水设备，无论从节水、节能和保环等多方面与以往的传统的供水方案相比较，无负压叠压供水设备即可节省一次性投入，又可保证运行费用低，供水质量卫生、安全、可靠，设备管理维护、保养简单便捷，减少占用建筑面积，其采用的计算机智能调控的变频调速供水技术，使供水得以实现安全可靠，是真正首选的既卫生又环保的绿色供水设备。
参考文献
【1】 谢雁 论无负压供水技术在城市自来水供水系统中的应用分析与比较[J] 中国房地产业 2013 3
【2】张国正 城区供水系统重力供水模式研究[J] 城市建设理论研究 2014 16