无负压供水设备应用探讨【摘要】文章主要针对无负压给水产设备产生的背景、特点、分类及目前市场应用进行了分析，建议尽早建立完善的市场准入制度及统一的行业标准与规范，使无负压供水设备市场良性发展 【关键词】无负压给水；市场准入制度；行业标准与规范 随着城市的发展，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，这是因为目前城市给水管网局部水压不够高，还不能将水直接送到高层用户，这样就必须先将市政自来水泄至水池或水箱，然后通过二次加压泵站将水供给到用户，以保证每一个用户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统本身的缺陷，造成的水质二次污染已直接影响了供水水质安全，甚至产生了严重的水质污染事故因此保障二次加压泵站饮用水质量与安全是不仅是卫生、水务、自来水公司等政府部门的头等大事，同是也是用户管理单位与供水设备生产厂家的急需解决的事情另外随着国民经济的高度发展与社会的进步，各地自来水公司供水能力的不断加强，曾经的定时定量供水为已成为历史，也为开发与研制新型环保节能供水设备提供了决定性的条件。
正是在以上相关的背景下，无负压给水设备的研制成功并引入市场弥补了传统供水方式的不足中国第一台无负压供水设备于上个世纪九十年代中期研制成功并投放市场，但由于供水系统的法规要求和消费者的观念滞后，无负压产品一直没能得到推广使用我国《城市供水条例》中曾规定：“禁止在城市管网公共供水管道上直接装泵抽水这是因为抽水时可能产生的负压会干扰水力工况，影响周围用水，甚至造成管网破坏所以在工程设计时首先建一个水池或水箱，再用增压泵加压到用户供水管网直到2003年“非典”期间，人们才对二次供水污染的严重性有了清醒的认识，特别是经过北京局部区域使用后，无负压供水设备所具备的彻底解决二次供水污染、节约能耗等优点，终于引起人们广泛的关注2004年，北京市政府文件中将上述《城市供水条例》相关条款解禁，山东等省份紧随其后相继出台试用细则现该类产品在北京已有近千台套产品在使用中，山东、福建、天津、广州等地区应用也较多加之这种设备在节能、节水、节地、节省建设资金等方面具有显著优势，成为了取代水池、水箱等传统二次供水设施的首选设备，从而导致市场需求骤然升温 无负压供水系统是在传统变频恒压供水系统的基础上发展起来的一种新型供水方式，它不是水泵、管件阀门、罐体和控制柜的简单组合，而是集机械、电子、信息、自控技术为一体的高科技产品。
随着无负压供水概念发展的深入，越来越多的科研单位及生产企业对无负压技术进行了深入的研究，并取得了比较丰硕的成果在国内无负压技术根据市场上现有无负压的给水设备工作原理进行分析，无负压供水系统主要由变频调速水泵机组、稳流补偿器、真空抑制器、压力和流量传感器、预压自平衡器、控制柜、过滤器、倒流防止器等设备组成根据其实现无负压功能原理的不同，大体可以分为以下几种形式： （一）稳流补偿器和真空抑制器控制模式 当市政管网供水不足或用户用水量大于市政管网供给能力时，真空抑制器打开，空气进入稳流补偿器中，使原本封闭的补偿器变为断流水箱，抑制负压产生，另在稳流补偿器中设置液位控制，当低于低位时，水泵停止工作 （二）自控限流模式 当市政管网供水不足或用户用水量大于市政管网供给能力时，通过压力传感信号的反馈，采取限制变频器，使水泵不超量取水，而当市政管网供水满足要求时，系统恢复正常 （三）压力控制点方式 当市政管网供水不足或用户用水量大于市政管网供给能力时，直起变流量恒压供水泵，待供水满足要求后，系统恢复正常共2页: 1 [2] 下一页 尽管无负压供水设备企业这几年发展很快，但它在相关标准以及技术环节等方面还是存在以下不足：首先，它的应用具有一定的限制性。
由于它缺少二次储水装置，市政供水一旦有故障，整个设备停止运行而处于停水状态，因此对于那些不能间断供水的特殊用户，它并不适用其次，由于它是一种新型的设备，技术环节还有待于进一步成熟，应用条件也有待于市政供水条件的变化而不断完善再次，也是更为关键一点，整个行业无国家统一标准可依、可行，各企业都按自己的企业标准进行生产，因此在实际应用过程中难免会出现一些问题据不完全统计，现在无负压设备生产企业已从三、四年前的十余家猛增到近千家这些企业规模大小不等，技术与售后服务也千差万别，最大的资产上亿元，拥有先进的数字化生产线，小的只有十几人手工作坊式生产，抛开技术因素不谈，其质量的差距便可能天壤之别仅是如何使产品不产生负压一项，各企业使用的方法就不尽相同，造成产品质量参差不齐另外该设备是在一定条件下才能应用的，对管网压力，供水量等都有一定要求，但有部分企业忽视了这些要求，在一个位置定点取水，抽水过量，致使管网供水不足的停水现象因此如果不加限制地允许无负压设备接入管网，有可能使管网超过承受能力，也有可能使劣质产品乘机充斥市场，给用户用水和管网安全带来隐患 正因为无负压供水设备具有特殊性与重要性，它关系到广大人民群众的生命健康，所以现在无负压供水设备行业的状况令人担忧。
因此，必要的措施是：首先要参照国外的成功经验并结合国内的实际应用情况，尽快制定国家标准与规范，来指导企业生产经营，并鼓励企业自主创新，能研制出既符合国家标准又具有企业特色的技术含量高、质量过硬的产品，并增强企业的服务与参与意识；其次要保护知识产权，要认真审查企业的技术来源，以杜绝那些剽窃技术、侵害知识产权的不法行为；再次应该设立科学，合理的企业准入条件，由一家或几家企业垄断市场固然不利于技术提高和行业进步，但无原则的一窝蜂涌入同样不是市场经济的真正诠释因此参照国内外相关（下接第172页）（上接第171页）行业的规定，对企业资金规模、生产条件、技术力量、售后服务等制定硬性指标，限定企业的主要经营项目必须的是供水产品，这样能保证生产企业的实力和所生产的产品与其所承担的售后服务责任相匹配，也有利于行业有序、规范发展；最后应发展真正意义上的行业协会，由协会同各企业携起手来，共同制定游戏规则，维护用户、企业以及国家的利益，保证这个行业能得到持续发展通过以上措施，相信对引导社会投资方向，对无负压行业、消费者利益和知识产权保护乃至整个国民经济的健康发展都将产生积极意义，使无负压给水设备的使用更科学、更合理、更环保、更节能，真正造福于广大人民群众。
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在城市边缘，由于市区的外延，原有管网的供水能力日显不足，在夏季用水高峰时间，原有多层建筑的顶层断水现象时有发生为了解决用户生活用水的需要，也必须对市政的水源进行二次加压所以二次加压供水已成为当今建筑给水设计中十分普遍的现象二次加压供水大致可分为两种型式：一种是由调节水池或水箱吸水升压供水，也称为间接加压；另一种是由城市供水管直接串连加压，也称为直接加压由于原来在采用串连加压的过程中出现了一些城市供水压力下降及水质污染问题，故在1994年国务院颁布了第158号文《城市供水条例》，其中第21条中规定：“禁止在城市公共供水管道上直接装泵抽水”从此凡二次加压供水都必须采用简接加压的方式，加压水泵必须由调节水箱或水池吸水提升但其供水方式随着时代的发展和技术的进步，从二十世纪五十年代开始逐步发展形成高位水箱供水、气压水罐供水、变频供水三种方式高位水箱供水、由水位计直接控制水泵起停，水泵的扬程只与高位水箱的高度有关，水泵不会产生富裕扬程，所以比较节能但由于水箱的高度受到建筑物自身高度的限制，顶层的供水压力偏低，有时不能满足用水设备的要求为减少顶层设备用房及解决顶层的供水压力不足，开始逐步推行气压水罐供水。
气压水罐供水采用电接点压力表通过继电器控制水泵起停，其系统供水压力可不受建筑物自身高度的限制，但是为了使气压水罐具有一定的调节容积，系统必须在变压状态下工作其最低压力与最高压力之间必须维持一定的比例，即保持一定的（绝压比）α值，因此其能耗较大随着变频技术的发展和普及，采用压力传感器、变频器、PLC控制器按设定的系统压力自动调节水泵转速，实现恒压供水，消除水泵的富裕扬程以节省能耗，变频供水的方式逐步得到推广为了充分利用城市管网的余压，进一步挖掘节能的潜力，并消除二次污染的隐患，近几年来又推出了具有自动控制功能的新的直接加压方式——无负压二次加压供水设备，而后又发展为管网叠压供水设备从上述的二次供水的发展过程可以看出，它的发展过程实质上是水泵控制设备的发展过程有了比较先进的变频控制技术，才能使二次加压供水更好地贯彻四节一环保的方针所以笔者认为，管网叠压供水的名称宜改为管网叠压变频供水更好2.管网叠压供水设备与无负压供水设备的区别无负压供水设备从它的命名可以看出，它的功能主要是避免负压对城市供水带来影响现在市上的无负压供水产品，在城市引入管与加压泵之间串连了一个水罐，各设备制造厂对此罐的称呼各不相同，有的称稳流罐，有的称无负压稳流罐，有的称流量调节器，在罐的顶部还设有负压消除器。
当罐内压力低于一个大气压时负压消除器自动打开，使罐内与大气相通，以确保水泵吸水管内不产生负压，这也是无负压的核心措施问题是这样的措施并不能消除直接加压二次供水设备对城市管网正常供水带来的影响参照北京市自来水集团[2005]125号文《关于二次供水安装使用无负压供水设备的暂行规定》中关于对无负压供水设备要求的第5条规定：“设备应具有由水泵吸入口压力控制的自动开停功能，吸入口压力低于0.2MPa时自动停泵、吸入口压力达到0.22MPa时自动恢复运行”天津市管网叠压供水设备应用及管理暂行规定（送审稿）第2.12条规定：“设备运行时，市政供水管网与水泵吸水管连接处的压力下降值，不得大于0.02MPa；当市政供水管网与水泵吸水管连接处压力降至0.22MPa时，水泵机组应停止运行”上述两个城市的规定都说明，保证城市正常供水的最低压力是0.2MPa,低于此值就会影响城市管网的正常供水，何况压力降低到负压呢！虽然各城市控制的最低压力可能有所不同，但管网压力达到负压时实际上已毫无供水能力可言了真正的管网叠压供水设备，它应该有控制吸水管水压的功能，当吸水管的水压达到城市供水所允许的最低压力值时，应发出延迟报警，以提示人们及时进行处理。
超过延时的时间，才停止水泵运行，以保护城市的安全供水由此可见，真正的管网叠压供水设备与无负压供水设备是有原则区别的如上所述，采用管网叠压供水设备的最基本条件是不能影响城市的正常供水3.关于稳流罐和负压消除器的设置稳流罐它只是串连在有压系统中的一个局部扩大的容器从水的物理性质来说，在常温下水的体积压缩系数仅为4.76×10-10 m2/N，所以通常都认为它是一种不可压缩的介质故在单一介质的稳流罐内，水的体积可认为是不可改变的，因此，此罐也就不可能对水量有任何调节作用所谓稳流，水流流经此罐只是增加了进水、出水的局部扩大和收缩的阻力，不起任何稳定流量的作用由此可见，在管网叠压供水设备中设置稳流罐是没有必要的由于管网叠压供水设备只能在城市允许的最低压力以上工作，在吸水管一侧不应出现负压，另外，控制负压对城市的安全供水也没有实际意义所以设置负压消除器也是完全没有必要的在管网叠压供水设备中设置稳流罐和负压消除器，只能造成社会资源的浪费，无助于对使用功能的提高4.多层小区在选用管网叠压供水设备时应注意调速比另一类无负压供水设备是在水泵吸水管一侧设一调节水箱，由城市水源接入的引入管，一边与水泵吸水口相连，一边与水箱进水浮球阀进口相连；水泵吸水管一边与城市水源接入管连接，另一边与水箱出水管相连。
由城市引入管的压力传感信息控制城市引入管和水箱出水管上的阀门在城市引入管供水压力达到设定压力时，关闭城市引入管，开启水箱出水管的阀门，加压泵吸取水箱储水向系统供水，以确保城市水压控制在一定的允许范围之内并向室内系统不间断供水这样的控制方式就不局限于无负压的概念了，它比无负压又进了一步用无负压二次供水设备这个名称已不能反映此设备的使用功能了，所以采用管网叠压（变频）%供水设备的名称比较科学但是，在选用这类设备时，应当注意水泵的实际工况对供水安全和节能效果的影响如水泵从调节水箱吸水时，水泵的扬程必须满足最不利用水点的压力，而当由城市管网串连加压时，由于城市管网的余压，调频泵组的实际扬程要比前者小如前所述，若城市管网控制的最低压力为0.2MPa,则由城市管网串连加压要比由调节水箱吸水降低20m扬程，这时控制器就自动调低供电频率，变频泵的转速自动降低根据变频控制器生产企业的介绍，当变频器驱动水泵工作时，频率等于或小于25Hz时水泵就不出水了众所周知，变频泵的转速与供电频率是成正比的，所以正常运行的最低频率应大于工频的50%，也就是说变频泵的允许转速不应低于工频转速的50%水泵相似定理的转速与扬程的关系式：H1/H= n1 /n2 （1）式中：H1—调速后的水泵工作扬程（m水柱）；H2—工频泵的设计工作扬程（m水柱）；n1—调速后的水泵转速（rpm）；n2—工频泵的水泵转速（rpm）；由（1）式可得，当转速比为0.5时，调速前、后的扬程关系为：H1=H2(0.5)2=0.25H2 （2）这就是说，当H1小于0.25H2时水泵就不能供水了。
如城市的供水压力为Y（m水柱），按（2）式，即H2-Y应大于0.25H2，则调频泵的设计最低设计工况H2应大于1.33Y（m水柱），变频泵的控制器应在频率等于25Hz时发出报警并延时运行，为工作人员进行紧急处理赢得时间，避免突然停水事故为能确保变频泵的正常供水，特别是对所需升压值不高的多层小区供水系统，在设备选用时对变频泵可能发生的最低转速应当特别关注，以确保系统的供水安全5.关于倒流防止器和气压罐的设置管网叠压供水设备是与城市给水管道直接的设备，根据《建筑给水排水设计规范》第3.2.5第二款规定，“从城市给水管道上直接吸水的水泵，其吸水管起端”应设置倒流防止器在条文说明中解释为：从城市给水管网上直接吸水的水泵，因泵后压力高于泵前，必须防止水的倒流由此说明，设置倒流防止器的目的是为了保护城市水源不受污染，使加压水不向城市给水管网倒流由于规范条文中对其他用水点也有安装倒流防止器的要求，如有压容器补水管、（水池）补水管出口与溢流水位之间的空气间隙小于出口管径2.5倍时，绿地自动喷灌系统等都需安装倒流防止器为了避免重复安装，所以最合理的方法是在小区入口的水表后安装倒流防止器比较合理作为机电一体化的管网叠压供水设备没有必要把倒流防止器作为设备的必备的配件设置。
有特殊需要时可由设计人员自行设置即可现在，管网叠压供水设备在出水管上一般都设有气压罐，其容积有大有小对变频叠压供水来说，它是向用水点直接供水的设备，本来在其系统中没有水量调节设备，生活给水系统白天与晚上的用水量变化较大，在晚间小流量时，常采用小流量水泵和气压罐维持系统水压和少量供水这时大泵休眠，小泵由气压罐供水系统的电接点压力表控制，间歇工作，以节省能耗设置这样的气压罐在用水量变化较大的系统中是完全必要的现在有的在变频叠压供水机组的恒压出水管上设置一个体积很小的气压罐，笔者认为，这种气压罐只起水锤消除器的作用，对流量没有任何调节作用，所以对压力较高的供水系统是有必要的，对压力较低的供水系统就不那么必要了所以，管网叠压供水设备是否设置气压罐不能一概而论，应根据系统所需功能来决定设置或不设置气压罐，设置哪一种气压罐总之，管网叠压（变频）供水设备是建筑给水领域中一种新型的供水设备，应用的时间还不长，有不少问题有待进一步研究和完善，愿在大家的共同努力下，在贯彻“四节一环保”政策的道路上取得好的成绩发布日期： 2010-05-20 00:12:14 【回目录】窗体底端首页 | 站点地图 | 服务中心 | 专家解答 | 关于中崛 | 企业文化 | 组织架构 | 团队风采 | 联系方式 邮编：410003 ：0731-84429018 0731-84429819 大客户联系人：张先生 ：13755179488 渠道加盟联系人：陈先生 ：13755112808客服：361551270 电子邮箱：zjbengye@ 版权所有 @ 2006-2012长沙中崛湘ICP备08019699号 。