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【摘 要】介绍了无负压供水设备原理，无负压供水形式，无负压供水有点及无负压供水方式的应用范围。
【关键词】二次加压供水；无负压供水；无负压应用
随着中国城市化的进程，越来越多的城市出现高层、超高层建筑，城市生活供水二次加压泵站已经是居民小区和城市高层建筑给水中不可缺少的组成部分。目前国内二次加压供水模式主要有以下几种：比较老的建筑或生活小区一般采用地下水池加高位水箱的模式，比较新的建筑或生活小区一般采用气压给水或变频恒压给水模式。但以上几种供水模式中存在出厂水经管网输送到用户尤其是高层楼的用户水质二次污染严重。针对水质二次污染问题，现在越来越多新建建筑采用叠压（无负压）给水模式，此模式供水设备可直接与市政管网串联，可充分利用管网余压，节能效果显著，同时彻底杜绝了水质的二次污染问题。
1.无负压供水及无负压供水设备
无负压是通过对自来水进水的流量、压力及用水的流量、压力双向多变量自动稳流平衡来实现。
无负压给水设备是直接利用自来水管网压力的一种叠压式供水方式，卫生、节能、综合投资小。安装调试后，自来水管网的水首先进入稳流补偿器，并通过真空抑制器将罐内的空气自动排除。当安装在设备出口的压力传感器检测到自来水管网压力满足供水要求时，系统不经过加压泵直接供给；当自来水管网压力不能满足供水要求时，检测压力差额，由加压泵差多少、补多少；当自来水管网水量不足时，空气由真空抑制器进入稳流补偿器破坏罐内真空，即可自动抽取稳流补偿器内的水供给，并且管网内不产生负压。
2.无负压供水的组成
无负压供水主要由无负压流量控制器、双向补偿器、能量存储器、稳压补偿罐、无负压控制柜、泵组、过滤器、倒流防止器等组成。
2.1 无负压流量控制器
无负压控制器时刻监测控制市政管网及补偿罐中的压力，当自来水压力不足时，无负压控制器开始工作，保证市政管网的水压不受影响，不仅保证了用户用水的安全稳定，同时确保了市政管网压力的稳定。
2.2 双向补偿装置
储能与释放调节装置双向补偿可自动对自来水管网进行持续水量补偿，还可以对用户管网起到稳压补偿的作用，确保该设备对自来水管网不产生负压。供水低峰期，双向补偿器开始工作，将水泵出口端的高压水引向高压腔继续补水，当液面逐渐上升，带压的氮气被挤压回能量储存装置内，这样就完成了低峰期给罐内补水的过程，当高峰期供水或市政管网压力下降时，能量存储装置释放能量，挤压高压腔水向恒压腔补充，汇同恒压腔的市政水一同给用户补水，这样就完成了高峰期向用户补水的过程。
2.3 能量储存器
能量储存器内置预压不溶于水的氮气，当高峰期供水时，释放能量挤压高压腔水向恒压腔管网补水，充分利用能量守恒定律的原理，实现高峰期给用户补水，保证罐中的水能够最大程度的补偿到用户管网中，抑制负压产生，保证不对市政管网产生影响。
3.无负压供水形式
前市场上已经出现四种形式的无负压设备。
3.1稳压补偿式（罐式）无负压供水设备
该无负压供水设备通过智能控制控制技术与稳压补偿技术实现设备对市政管网不产生负压，保证向用户管网不间断供水。设备采用的流量控制器在维持最低服务压力的基础上能够自动调节市政管网向设备的输入水量，确保市政管网不产生负压，用水高峰期时能量储存器释放预充的一定压力的氮气，保证稳压补偿罐高压腔的水带有一定压力补偿到恒压腔中，在一定时间内可补充市政管网来水量的不足，通过双向补偿器，在用水低谷期时对稳压补偿罐进行蓄能，对用户管道起稳压补偿作用，夜间及小流量供水时可通过小型膨胀罐供水，防止水泵频繁启动。
3.2箱式无负压供水设备
该无负压工作形式为设备设置一套增压水泵，市政管网的水与水箱的水同时回合至稳流罐中，当市政管网压力充足时，从市政管网取水向用户供水，当市政管网供水量不足，压力降至趋向市政最低服务压力时，此时流量控制器开始工作，将管网压力始终维持在最低服务工作压力，同时最大化的满足用户的用水。此时，位于水箱出水口的智能增压装置开始工作，将水箱零压力的水箱压到市政管网相同的压力，将水提升至稳流罐中，水泵从稳流罐中取水，向用户管道供水，在水箱底部设置引水装置，增强了水箱内部水的流动性，利用增压水箱进行补偿，延长了补偿时间，提升了补偿能力，大大提高了供水设备的安全、稳定性。
图2 箱式无负压供水原理图
3.3高位调蓄式无负压供水设备
水泵机组通过稳流罐与无负压流量控制器和市政供水管网连接，保护了市政供水管网的压力，将水提升至建筑物顶部设置的密闭高位调蓄灌中，靠重力流向用户管道供水。水泵机组按最大小时供水量选定，电机容量小，水泵始终工作在高效区间，利用高位密闭的调蓄水箱重力流供水，在停水停电情况下依然能够保持供水。节能效果显著，水质无污染，供水安全性极高。
3.4自来水加压泵站专用无负压供水设备
此形式为自来水区域供水的技术发展方向。加压泵站不需建水池等储水构筑物，减少泵站占地面积。加压系统利用来水余压，叠加增压，实现了节能效果。并利用独特技术保护来水管网的压力，避免产生较大的压降，影响其它用户用水，有效地解决了加压泵站中的水击现象，避免水锤的破坏对企业造成严重的经济损失和社会影响。智能控制系统可以实现对远程设备运转状态的检测，提高了管理效率。
4.无负压供水优点
4.1高效节能
设备直接与自来水管串接，在自来水厂一次供水管网压力的基础、上叠加所需的压力，差多少，补多少，能充分利用管网的压力。
4.2无二次污染
供水系统从自来水管网至用户水龙头为全封闭结构。污染物不会进入系统，水体不与空气直接接触，无二次污染机会，环保卫生。
4.3投资少
无需修建水池或水箱，也不需设置大型气压罐，大大节省了投资。
4.4占地面积小
不需要建造蓄水池或水箱不需要配置大型气压罐，大大节约了系统占地面积。
4.5节约水资源
不用定期清洗消毒，不浪费水资源和人力资源。节约维护费用。
4.6安装简便
只需连接进出水管，施工周期短，安装简单。
4.7系统供水稳定，充分保证系统末端压力
4.8自动化程度高，运行可靠，管理方便
5.无负压供水应用范围
用户原有加压系统的节能、降耗改造。
各类中水、污水、废水处理厂。
各类自来水厂、给水加压泵站。
油田输油管道、油库、油泵站、油港等恒压输油系统。
无负压供水设备还适用于各类工矿企业生产用水（如循环冷却水、工业锅炉供水系统等需要恒压的生产用水）。
高层建筑、住筑小区、企事业单位等生活、消防给水系统、暖通、中央空调循环和分质。
6.结语
无负压供水方式解决了城市供水的二次污染问题，设备具有高效节能，供水安全可靠等显著特点，必将成为未来城市二次加压供水的主要方式。
【关键词】二次加压供水；无负压供水；无负压应用
随着中国城市化的进程，越来越多的城市出现高层、超高层建筑，城市生活供水二次加压泵站已经是居民小区和城市高层建筑给水中不可缺少的组成部分。目前国内二次加压供水模式主要有以下几种：比较老的建筑或生活小区一般采用地下水池加高位水箱的模式，比较新的建筑或生活小区一般采用气压给水或变频恒压给水模式。但以上几种供水模式中存在出厂水经管网输送到用户尤其是高层楼的用户水质二次污染严重。针对水质二次污染问题，现在越来越多新建建筑采用叠压（无负压）给水模式，此模式供水设备可直接与市政管网串联，可充分利用管网余压，节能效果显著，同时彻底杜绝了水质的二次污染问题。
1.无负压供水及无负压供水设备
无负压是通过对自来水进水的流量、压力及用水的流量、压力双向多变量自动稳流平衡来实现。
无负压给水设备是直接利用自来水管网压力的一种叠压式供水方式，卫生、节能、综合投资小。安装调试后，自来水管网的水首先进入稳流补偿器，并通过真空抑制器将罐内的空气自动排除。当安装在设备出口的压力传感器检测到自来水管网压力满足供水要求时，系统不经过加压泵直接供给；当自来水管网压力不能满足供水要求时，检测压力差额，由加压泵差多少、补多少；当自来水管网水量不足时，空气由真空抑制器进入稳流补偿器破坏罐内真空，即可自动抽取稳流补偿器内的水供给，并且管网内不产生负压。
2.无负压供水的组成
无负压供水主要由无负压流量控制器、双向补偿器、能量存储器、稳压补偿罐、无负压控制柜、泵组、过滤器、倒流防止器等组成。
2.1 无负压流量控制器
无负压控制器时刻监测控制市政管网及补偿罐中的压力，当自来水压力不足时，无负压控制器开始工作，保证市政管网的水压不受影响，不仅保证了用户用水的安全稳定，同时确保了市政管网压力的稳定。
2.2 双向补偿装置
储能与释放调节装置双向补偿可自动对自来水管网进行持续水量补偿，还可以对用户管网起到稳压补偿的作用，确保该设备对自来水管网不产生负压。供水低峰期，双向补偿器开始工作，将水泵出口端的高压水引向高压腔继续补水，当液面逐渐上升，带压的氮气被挤压回能量储存装置内，这样就完成了低峰期给罐内补水的过程，当高峰期供水或市政管网压力下降时，能量存储装置释放能量，挤压高压腔水向恒压腔补充，汇同恒压腔的市政水一同给用户补水，这样就完成了高峰期向用户补水的过程。
2.3 能量储存器
能量储存器内置预压不溶于水的氮气，当高峰期供水时，释放能量挤压高压腔水向恒压腔管网补水，充分利用能量守恒定律的原理，实现高峰期给用户补水，保证罐中的水能够最大程度的补偿到用户管网中，抑制负压产生，保证不对市政管网产生影响。
3.无负压供水形式
前市场上已经出现四种形式的无负压设备。
3.1稳压补偿式（罐式）无负压供水设备
该无负压供水设备通过智能控制控制技术与稳压补偿技术实现设备对市政管网不产生负压，保证向用户管网不间断供水。设备采用的流量控制器在维持最低服务压力的基础上能够自动调节市政管网向设备的输入水量，确保市政管网不产生负压，用水高峰期时能量储存器释放预充的一定压力的氮气，保证稳压补偿罐高压腔的水带有一定压力补偿到恒压腔中，在一定时间内可补充市政管网来水量的不足，通过双向补偿器，在用水低谷期时对稳压补偿罐进行蓄能，对用户管道起稳压补偿作用，夜间及小流量供水时可通过小型膨胀罐供水，防止水泵频繁启动。
3.2箱式无负压供水设备
该无负压工作形式为设备设置一套增压水泵，市政管网的水与水箱的水同时回合至稳流罐中，当市政管网压力充足时，从市政管网取水向用户供水，当市政管网供水量不足，压力降至趋向市政最低服务压力时，此时流量控制器开始工作，将管网压力始终维持在最低服务工作压力，同时最大化的满足用户的用水。此时，位于水箱出水口的智能增压装置开始工作，将水箱零压力的水箱压到市政管网相同的压力，将水提升至稳流罐中，水泵从稳流罐中取水，向用户管道供水，在水箱底部设置引水装置，增强了水箱内部水的流动性，利用增压水箱进行补偿，延长了补偿时间，提升了补偿能力，大大提高了供水设备的安全、稳定性。
图2 箱式无负压供水原理图
3.3高位调蓄式无负压供水设备
水泵机组通过稳流罐与无负压流量控制器和市政供水管网连接，保护了市政供水管网的压力，将水提升至建筑物顶部设置的密闭高位调蓄灌中，靠重力流向用户管道供水。水泵机组按最大小时供水量选定，电机容量小，水泵始终工作在高效区间，利用高位密闭的调蓄水箱重力流供水，在停水停电情况下依然能够保持供水。节能效果显著，水质无污染，供水安全性极高。
3.4自来水加压泵站专用无负压供水设备
此形式为自来水区域供水的技术发展方向。加压泵站不需建水池等储水构筑物，减少泵站占地面积。加压系统利用来水余压，叠加增压，实现了节能效果。并利用独特技术保护来水管网的压力，避免产生较大的压降，影响其它用户用水，有效地解决了加压泵站中的水击现象，避免水锤的破坏对企业造成严重的经济损失和社会影响。智能控制系统可以实现对远程设备运转状态的检测，提高了管理效率。
4.无负压供水优点
4.1高效节能
设备直接与自来水管串接，在自来水厂一次供水管网压力的基础、上叠加所需的压力，差多少，补多少，能充分利用管网的压力。
4.2无二次污染
供水系统从自来水管网至用户水龙头为全封闭结构。污染物不会进入系统，水体不与空气直接接触，无二次污染机会，环保卫生。
4.3投资少
无需修建水池或水箱，也不需设置大型气压罐，大大节省了投资。
4.4占地面积小
不需要建造蓄水池或水箱不需要配置大型气压罐，大大节约了系统占地面积。
4.5节约水资源
不用定期清洗消毒，不浪费水资源和人力资源。节约维护费用。
4.6安装简便
只需连接进出水管，施工周期短，安装简单。
4.7系统供水稳定，充分保证系统末端压力
4.8自动化程度高，运行可靠，管理方便
5.无负压供水应用范围
用户原有加压系统的节能、降耗改造。
各类中水、污水、废水处理厂。
各类自来水厂、给水加压泵站。
油田输油管道、油库、油泵站、油港等恒压输油系统。
无负压供水设备还适用于各类工矿企业生产用水（如循环冷却水、工业锅炉供水系统等需要恒压的生产用水）。
高层建筑、住筑小区、企事业单位等生活、消防给水系统、暖通、中央空调循环和分质。
6.结语
无负压供水方式解决了城市供水的二次污染问题，设备具有高效节能，供水安全可靠等显著特点，必将成为未来城市二次加压供水的主要方式。