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【摘 要】无负压供水是采用市政管道网为供水水源，利用原有市政管道的压力，通过密闭的连续接力的增压方式，来提供供水，由于具有较好的节能效果，提供的水质没有二次污染，被广泛使用。本文简单分析了无负压自动供水的设计方式，研究探讨了提高无负压自动供水设计的方法。
【关键词】无负压供水 自动供水 供水设计变频供水 变频无负压 恒压供水
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一．引言。
通常来讲，一般所说的无负压供水是指采用无负压变频供水设备提供水源供给。采用无负压自动供水，能直接同自来水管连接，不会对市政管道造成任何副作用，也不存在二次污染，同时具有全封闭，占地面积小、无污染、安装简單、运行可靠、使用维护方便等诸多优点，被广泛应用到城镇供水管道系统中。
二．无负压自动供水设计。
1. 无负压供水系统组成。
无负压供水主要由无负压稳流罐、压力罐（隔膜式或气囊式膨胀罐）、无负压控制柜、水泵、电机、过滤器、倒流防止器、传感器、电接点压力表、管路组件、底座等组成。
各种形式的无负压设备:
1.稳压补偿式无负压供水设备
2.箱式无负压供水设备
3.叠压高位调蓄供水设备
4.自来水加压泵站
2.无负压自动供水系统组成。
主要由三部分构成。第一部分是前置管路，包括接市政管网、倒流防止器、过滤器、加氯机或臭氧接口；第二部分是无负压自动调节装置，包括气压罐、隔膜、真空抑制装置、排污阀、紫外线消毒器、报警装置、真空表等；第三部分是变频调速增压装置，包括水泵组、保压装置、变频控制柜、远传压力表、用户管网等。
3.设计功用。
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。充分利用了市政管网的压力，节能效果显著。水泵如果直接连接在市政管网上，不需要建造蓄水池，直接与市政管网连接，但我国城市供水条例规定为了防止对周围居民用水产生影响，不许将生活、生产水泵直接安装在市政管网上。 为了解决供水设备既可串接在市政供水管网上又不产生负压，更不影响其它用户的用水，需要在水泵进口与市政管网之间增设无负压流量控制器、分腔式稳压补偿罐,双向补偿器等，无负压流量控制器时刻监视市政管网压力，在保证市政管网不产生负压的同时还可充分利用市政管网原有压力。
4.无负压自动供水系统的设计原理。
当市政自来水管网的压力P1低于用户管网所需压力P2时，控制系统会自动发出信号，控制变频泵软启动运行，直到用户管网的实际压力P=P2，变频器控制变频泵以一恒定的转速运行。市政自来水管网的压力Pl越高，则变频泵的转速越低：市政自来水管网的压力Pl越低，则变频泵的转速就越高。而当PI=P2时，变频泵就延时休眠，即充分利用自来水原有的压力，以确保用户所需要的压力恒定。当压力下降到唤醒值时，水泵自动唤醒。变频泵的进水口与隔膜无负压罐相连，微机时刻检洲隔膜无负压罐的压力，通过吸气(排气)来稳定隔膜无负压罐内的压力和自来水进水的压力，使其不产生负压，从而保证整个自来水管网的正常供水。如果产生瞬时负压，微机自动发出指令，先延时停止所有的工频泵，再延时变频减速，不停机，既能保证用户用水，又可以缓和瞬时负压情况。当市政自来水管网的压力P1信号控制器出现故障时，报警装置发出报警信号给变频控制柜控制水泵，并发出声光报警。
5.无负压供水设计的特点
（1）变频供水系统关键的调节部件是变频器，控制设备是可编程控制器和人机界面触摸屏，采用双变频器交互切换的设计，在水泵切换时，能保证系统水压不会波动。
（2）稳流罐选择不锈钢稳流罐，该罐为立式或卧式结构，严格按照国家标准生产。稳流材质采用食品级不锈钢，具有较强的耐腐性，符合国家卫生饮用水设备标准；稳流罐耐压0.6MPa，具有较好的气密性；罐体进出口为法兰连接方式，方便与系统其他设备的连接；稳流罐下方设置有排污口。侧面安装了不锈钢液位计，罐中水位情况一目了然，天泉供水罐体采用镜面抛光技术。
（3）无负压供水设备选用不锈钢浮球式负压消除装置。加装空气过滤器，将空气与水隔开，杜绝污染，过滤级别为F5；≥5μm微粒去除率为99％；≤1μm微粒去除率为70％。
（4）无负压供水设备设计双重防护措施防止产生负压，一是装在稳流罐上的负压抑制器在管网供水量小于用户用水量时自动开启，通过导气口将稳流器与大气导通，以避免市政管网产生负压；二是在稳流器与市政管网连接管道上装有压力传感器，由微机实时进行检测，当压力值过低时微机向变频器发出降低运行频率指令，控制变频器输出频率，调低水泵工作转速，从而调低设备供水量，使设备供水量不大于市政管网供水量，这样也保证了稳流器不会对市政管网形成负压吸水的现象。
（5）设备与管网连接处加装倒流防止器（防污隔断阀），能够将供水没备内同流水带来的污染与市政管网完全隔开，泵组设备为整机结构，由不锈钢管或钢骨架塑料复合管连接而成。
（6）系统中设置了膈膜气压罐。气压罐有缓冲和保压的功能，配合节能型供水软件，系统可以实现小流量“保压停机”功能，可以大大节约运行费用。
（7）噪声考虑。①选用低噪声电机和冲压水泵，采用改变变频器载波频率的方式来降低从供水设备上发出的噪音。②水泵基础安放减振器，水泵进出口等相连端采用橡胶软接。
三.无负压自动供水系统的节能设计。
水泵吸水口的自来水管网压力为Pl，水泵的出口设计压力为P2，则水泵的出口实际压力将降低至Ps=P2一P1(因水泵阻力等造成的水头损失不计)，但自来水管网压力在一日之内变幅较大，当用户为24h用水时，通常按最小自来水管网压力P1min考虑，故一般水泵额定压力按Pe=P2一P1min选用。此时，水泵额定压力与实际压力之差为Pe—Ps=P1一P1min≥0，因此当水泵按工频(50Hz)运行时，将造成能量的浪费。如果采用变频器带动水泵，水泵的实际工作转速是以水泵出口的压力值为主参数，即实际出口的压力值始终恒定在P2上而不会造成压力水头的损失。其工作过程是：首先微机检测压力传感器的实际压力值，若Ps 六．结束语。
无负压自动供水设计要结合当地供水状况和实际供水特征，经过技术比较后进行确定，在工艺上要尽量选择新工艺，选用新设备。
参考文献：
[1] 黄伟中 无负压自动供水设计的探讨[期刊论文] 《广东建材》 2006年3期
[2]宋蕾 探讨无负压供水技术在市政给水管网设计中的应用[期刊论文] 《科技致富向导》2012年19期
[3]杨冬强 无负压供水系统的探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 2011年21期
[4]黄隆雁 浅谈无负压自动供水设计 [期刊论文] 《广东建材》2010年7期
[5]王晓寰 Wang Xiaohuan管网叠压(无负压)供水地下输水管道破裂自动报警处理装置的设计 [期刊论文] 《给水排水》 ISTIC PKU2010年3期
[6]周军 赵于鹏 无负压二次加压供水设备在加压泵站的设计实例 [期刊论文] 《中国科技财富》 2010年8期
【关键词】无负压供水 自动供水 供水设计变频供水 变频无负压 恒压供水
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一．引言。
通常来讲，一般所说的无负压供水是指采用无负压变频供水设备提供水源供给。采用无负压自动供水，能直接同自来水管连接，不会对市政管道造成任何副作用，也不存在二次污染，同时具有全封闭，占地面积小、无污染、安装简單、运行可靠、使用维护方便等诸多优点，被广泛应用到城镇供水管道系统中。
二．无负压自动供水设计。
1. 无负压供水系统组成。
无负压供水主要由无负压稳流罐、压力罐（隔膜式或气囊式膨胀罐）、无负压控制柜、水泵、电机、过滤器、倒流防止器、传感器、电接点压力表、管路组件、底座等组成。
各种形式的无负压设备:
1.稳压补偿式无负压供水设备
2.箱式无负压供水设备
3.叠压高位调蓄供水设备
4.自来水加压泵站
2.无负压自动供水系统组成。
主要由三部分构成。第一部分是前置管路，包括接市政管网、倒流防止器、过滤器、加氯机或臭氧接口；第二部分是无负压自动调节装置，包括气压罐、隔膜、真空抑制装置、排污阀、紫外线消毒器、报警装置、真空表等；第三部分是变频调速增压装置，包括水泵组、保压装置、变频控制柜、远传压力表、用户管网等。
3.设计功用。
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。充分利用了市政管网的压力，节能效果显著。水泵如果直接连接在市政管网上，不需要建造蓄水池，直接与市政管网连接，但我国城市供水条例规定为了防止对周围居民用水产生影响，不许将生活、生产水泵直接安装在市政管网上。 为了解决供水设备既可串接在市政供水管网上又不产生负压，更不影响其它用户的用水，需要在水泵进口与市政管网之间增设无负压流量控制器、分腔式稳压补偿罐,双向补偿器等，无负压流量控制器时刻监视市政管网压力，在保证市政管网不产生负压的同时还可充分利用市政管网原有压力。
4.无负压自动供水系统的设计原理。
当市政自来水管网的压力P1低于用户管网所需压力P2时，控制系统会自动发出信号，控制变频泵软启动运行，直到用户管网的实际压力P=P2，变频器控制变频泵以一恒定的转速运行。市政自来水管网的压力Pl越高，则变频泵的转速越低：市政自来水管网的压力Pl越低，则变频泵的转速就越高。而当PI=P2时，变频泵就延时休眠，即充分利用自来水原有的压力，以确保用户所需要的压力恒定。当压力下降到唤醒值时，水泵自动唤醒。变频泵的进水口与隔膜无负压罐相连，微机时刻检洲隔膜无负压罐的压力，通过吸气(排气)来稳定隔膜无负压罐内的压力和自来水进水的压力，使其不产生负压，从而保证整个自来水管网的正常供水。如果产生瞬时负压，微机自动发出指令，先延时停止所有的工频泵，再延时变频减速，不停机，既能保证用户用水，又可以缓和瞬时负压情况。当市政自来水管网的压力P1信号控制器出现故障时，报警装置发出报警信号给变频控制柜控制水泵，并发出声光报警。
5.无负压供水设计的特点
（1）变频供水系统关键的调节部件是变频器，控制设备是可编程控制器和人机界面触摸屏，采用双变频器交互切换的设计，在水泵切换时，能保证系统水压不会波动。
（2）稳流罐选择不锈钢稳流罐，该罐为立式或卧式结构，严格按照国家标准生产。稳流材质采用食品级不锈钢，具有较强的耐腐性，符合国家卫生饮用水设备标准；稳流罐耐压0.6MPa，具有较好的气密性；罐体进出口为法兰连接方式，方便与系统其他设备的连接；稳流罐下方设置有排污口。侧面安装了不锈钢液位计，罐中水位情况一目了然，天泉供水罐体采用镜面抛光技术。
（3）无负压供水设备选用不锈钢浮球式负压消除装置。加装空气过滤器，将空气与水隔开，杜绝污染，过滤级别为F5；≥5μm微粒去除率为99％；≤1μm微粒去除率为70％。
（4）无负压供水设备设计双重防护措施防止产生负压，一是装在稳流罐上的负压抑制器在管网供水量小于用户用水量时自动开启，通过导气口将稳流器与大气导通，以避免市政管网产生负压；二是在稳流器与市政管网连接管道上装有压力传感器，由微机实时进行检测，当压力值过低时微机向变频器发出降低运行频率指令，控制变频器输出频率，调低水泵工作转速，从而调低设备供水量，使设备供水量不大于市政管网供水量，这样也保证了稳流器不会对市政管网形成负压吸水的现象。
（5）设备与管网连接处加装倒流防止器（防污隔断阀），能够将供水没备内同流水带来的污染与市政管网完全隔开，泵组设备为整机结构，由不锈钢管或钢骨架塑料复合管连接而成。
（6）系统中设置了膈膜气压罐。气压罐有缓冲和保压的功能，配合节能型供水软件，系统可以实现小流量“保压停机”功能，可以大大节约运行费用。
（7）噪声考虑。①选用低噪声电机和冲压水泵，采用改变变频器载波频率的方式来降低从供水设备上发出的噪音。②水泵基础安放减振器，水泵进出口等相连端采用橡胶软接。
三.无负压自动供水系统的节能设计。
水泵吸水口的自来水管网压力为Pl，水泵的出口设计压力为P2，则水泵的出口实际压力将降低至Ps=P2一P1(因水泵阻力等造成的水头损失不计)，但自来水管网压力在一日之内变幅较大，当用户为24h用水时，通常按最小自来水管网压力P1min考虑，故一般水泵额定压力按Pe=P2一P1min选用。此时，水泵额定压力与实际压力之差为Pe—Ps=P1一P1min≥0，因此当水泵按工频(50Hz)运行时，将造成能量的浪费。如果采用变频器带动水泵，水泵的实际工作转速是以水泵出口的压力值为主参数，即实际出口的压力值始终恒定在P2上而不会造成压力水头的损失。其工作过程是：首先微机检测压力传感器的实际压力值，若Ps
无负压自动供水设计要结合当地供水状况和实际供水特征，经过技术比较后进行确定，在工艺上要尽量选择新工艺，选用新设备。
参考文献：
[1] 黄伟中 无负压自动供水设计的探讨[期刊论文] 《广东建材》 2006年3期
[2]宋蕾 探讨无负压供水技术在市政给水管网设计中的应用[期刊论文] 《科技致富向导》2012年19期
[3]杨冬强 无负压供水系统的探讨 [期刊论文] 《城市建设理论研究（电子版）》 2011年21期
[4]黄隆雁 浅谈无负压自动供水设计 [期刊论文] 《广东建材》2010年7期
[5]王晓寰 Wang Xiaohuan管网叠压(无负压)供水地下输水管道破裂自动报警处理装置的设计 [期刊论文] 《给水排水》 ISTIC PKU2010年3期
[6]周军 赵于鹏 无负压二次加压供水设备在加压泵站的设计实例 [期刊论文] 《中国科技财富》 2010年8期