郭克芬

淺談無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水

郭克芬

介紹了無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成及工作原理,通過(guò)將無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水與傳統(tǒng)二次加壓供水設(shè)備進(jìn)行比較,指出了無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水設(shè)備的優(yōu)點(diǎn),并結(jié)合具體應(yīng)用實(shí)例指出了該設(shè)備的缺陷和不足,以指導(dǎo)實(shí)踐。

無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水,工作原理,真空消除器,缺陷

1 概述

隨著我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的持續(xù)發(fā)展,給排水設(shè)備也在不斷提高,從過(guò)去老式的水泵加屋頂水箱到現(xiàn)在變頻供水(節(jié)能、去掉了易污染的屋頂水池)。近年來(lái)又一新型的供水設(shè)備出現(xiàn)——無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水,它是在變頻恒壓供水設(shè)備上發(fā)展起來(lái)的,主要由水泵控制器、水泵、氣壓罐、智能控制系統(tǒng)等組成。工作原理介紹如下：

無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水設(shè)備由真空消除器、穩(wěn)壓平衡器、加壓水泵、智能型數(shù)控柜及各種電控儀表和管路組成。其各部分的功能是這樣的：系統(tǒng)中的負(fù)壓消除器是在穩(wěn)壓平穩(wěn)器內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓時(shí)起消除負(fù)壓的作用,避免因產(chǎn)生負(fù)壓而影響周圍用戶的用水,這也是目前不允許將加壓設(shè)備與自來(lái)水管網(wǎng)直接串聯(lián)的主要原因,而負(fù)壓消除器有效解決了負(fù)壓的形成問(wèn)題,保證了加壓設(shè)備的正常運(yùn)行;系統(tǒng)中的穩(wěn)壓平衡器則是針對(duì)自來(lái)水管網(wǎng)內(nèi)壓力與流量的瞬間變化而設(shè)置的,它可以使加壓泵進(jìn)水口的流量與壓力保持相對(duì)的穩(wěn)定,保證設(shè)備在管網(wǎng)壓力與流量發(fā)生瞬間變化時(shí)能夠正常運(yùn)行,避免設(shè)備的自我保護(hù)性頻繁開(kāi)停機(jī);系統(tǒng)中的電控儀表可隨時(shí)檢測(cè)自來(lái)水管網(wǎng)壓力變化情況和用戶管網(wǎng)的壓力情況,并即時(shí)將信息傳送到數(shù)控柜,數(shù)控柜根據(jù)有關(guān)的信息隨時(shí)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。另外,直接式管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備還設(shè)置有保護(hù)自來(lái)水管網(wǎng)壓力的功能,使自來(lái)水管網(wǎng)的設(shè)定壓力不受影響,從而避免了影響周圍用戶的用水。在供水管路設(shè)計(jì)上,該設(shè)備除了加壓泵向用戶管網(wǎng)輸水外,還有一條直供管路使自來(lái)水管網(wǎng)與用戶管網(wǎng)直接相聯(lián),在用水低峰期,自來(lái)水壓力能夠滿足用戶用水需要時(shí),可以由自來(lái)水管網(wǎng)直接向用戶供水。

2 真空消除器

真空消除器是恒壓供水設(shè)備的核心,依靠它消除管網(wǎng)中負(fù)壓,從而不影響周圍用水,保護(hù)管網(wǎng)與設(shè)備,達(dá)到市政供水的要求。它的工作原理比較簡(jiǎn)單,跟一個(gè)復(fù)合排氣閥如出一轍。它主要由一個(gè)浮球來(lái)工作的,根據(jù)無(wú)負(fù)壓調(diào)節(jié)罐罐內(nèi)水位的升降帶動(dòng)浮球的垂直上下移動(dòng)控制閥門的開(kāi)和關(guān),從而達(dá)到調(diào)節(jié)罐吸氣和排氣,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了罐內(nèi)真空(罐內(nèi)水未滿的時(shí)候)的消除。真空消除器是一個(gè)新名詞,所以很多廠家在它的身上大做文章,做得有一點(diǎn)的神秘(包裝得很好)。其實(shí)它只是一個(gè)能自動(dòng)進(jìn)出空氣的閥門,而且造價(jià)也不高。

3 無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水與傳統(tǒng)二次加壓供水設(shè)備的比較

3.1 傳統(tǒng)二次加壓供水設(shè)備

目前,我們常見(jiàn)的供水流程是這樣的：自來(lái)水公司水廠將水加壓通過(guò)管道輸送到市區(qū)各取水點(diǎn),進(jìn)入各取水點(diǎn)的蓄水設(shè)施,包括混凝土水池和水箱,各取水點(diǎn)再?gòu)乃鼗蛩渲腥∷蚪?jīng)過(guò)變頻加壓,直接供應(yīng)用戶,或經(jīng)過(guò)加壓將水送至建筑物高位水箱,再經(jīng)自流進(jìn)入各用戶,以上供水方式是目前普遍使用的供水方式,但這種供水方式存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

1)衛(wèi)生問(wèn)題。

蓄水設(shè)施中的蓄水池及普通材料制作的水箱,往往因?yàn)楸旧聿馁|(zhì)問(wèn)題,容易滋生具有致癌毒素的有害藻類,并且由于水池或水箱中的水與空氣直接接觸,空氣中的粉塵和細(xì)菌極易進(jìn)入水中,使水中細(xì)菌迅速滋生,嚴(yán)重污染了水質(zhì),影響了居民的身體健康,這已成為現(xiàn)在人們生活中的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。另外,由于水池和水箱的清洗既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力,一般物業(yè)管理部門不愿意做清洗工作,導(dǎo)致水池和水箱中的沉淀物日積月累,同樣也成為嚴(yán)重的污染源。

2)能源浪費(fèi)。

將具備一定壓力的自來(lái)水放入水池和水箱,則自來(lái)水原有壓力消失,二次加壓系統(tǒng)則需從零加壓,不能充分利用管網(wǎng)余壓,造成能量的損失。另外,在用水低峰期,自來(lái)水管網(wǎng)的壓力非常大,一般都能滿足 10層以下居民的用水,對(duì)于占城市住宅大部分的低層住宅來(lái)說(shuō),完全可以滿足正常使用要求,但普通供水方式在用水低峰期依舊處于運(yùn)行狀態(tài),使能源得不到綜合有效的利用,浪費(fèi)非常大,這對(duì)于我國(guó)目前能源緊張的形勢(shì)來(lái)說(shuō),實(shí)在是令人痛惜。

3)運(yùn)行成本高。

由于不能有效利用自來(lái)水管網(wǎng)余壓,普通二次加壓設(shè)備選型較大,每天運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),因此消耗電能較多,使用不經(jīng)濟(jì)。

4)先期投資大。

修建蓄水池和水箱,需要有較大的土建投資和較長(zhǎng)施工周期,并且加壓設(shè)備因?yàn)槭橇慵訅?設(shè)備選型和設(shè)備投資都較大。

5)占地面積大。

修建水池或水箱都需要占用較大的空間,這對(duì)地產(chǎn)商來(lái)說(shuō),寸土寸金,同樣是一種浪費(fèi)。

6)物業(yè)管理麻煩。

水池和水箱的清洗費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且清洗期間居民用水受到影響,因此管理麻煩,檢修復(fù)雜。

另外,普通供水方式還存在安裝復(fù)雜、工程量大,周期長(zhǎng)的缺點(diǎn),普通變頻供水設(shè)備在局部停電時(shí)水泵停止工作,所有用戶全部停水,非常不方便。

3.2 無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水設(shè)備

直接式管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備已是一種非常成熟的新型供水方式,較傳統(tǒng)供水設(shè)備,它具備以下特點(diǎn)：

1)能源不浪費(fèi)。

直接式管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備直接與管網(wǎng)串接,在原有管網(wǎng)壓力的基礎(chǔ)上疊加所需的壓力,差多少,補(bǔ)多少,能充分利用管網(wǎng)的余壓,不會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓,不會(huì)造成能源的浪費(fèi),符合國(guó)家節(jié)約能源的要求。

2)衛(wèi)生無(wú)污染。

設(shè)備為全密封運(yùn)行,異物不會(huì)進(jìn)入系統(tǒng);負(fù)壓消除器的ZP膜濾裝置將空氣中的細(xì)菌擋住,不會(huì)進(jìn)入系統(tǒng);穩(wěn)壓平衡器采用食品級(jí)不銹鋼,或經(jīng)防腐處理的優(yōu)質(zhì)碳鋼板制作,不會(huì)滋生藻類,是真正的綠色無(wú)污染產(chǎn)品,符合人們對(duì)飲用水的要求越來(lái)越高的趨勢(shì)。

3)運(yùn)行成本低。

由于加壓泵的選型較小,并且采用多泵制,因此消耗電能相對(duì)減少。另外,在用水低峰期,由于自來(lái)水管網(wǎng)壓力較大,因此,加壓泵只需疊加非常小的壓力就能滿足用水需要,對(duì)于多層或小高層住宅小區(qū)來(lái)說(shuō),加壓泵 24 h中除用水高峰期的幾個(gè)小時(shí)處于高效運(yùn)行外,其余大部分時(shí)間處于低耗運(yùn)行,甚至停止運(yùn)行,自來(lái)水由設(shè)備中的自來(lái)水管網(wǎng)直供管路直接進(jìn)入用戶,相對(duì)傳統(tǒng)供水方式來(lái)說(shuō),能耗非常低,節(jié)能效果極其顯著,較傳統(tǒng)供水方式可節(jié)能 30%～70%,其節(jié)能效果深受設(shè)備用戶的推崇。

4)先期投資省。

因?yàn)闊o(wú)需修建蓄水池或水箱,所以節(jié)省了一大筆土建投資,而且由于利用了自來(lái)水管網(wǎng)的余壓,無(wú)需從零加壓,因此,加壓泵選型較小,設(shè)備投資減少。

5)占地面積小。

因?yàn)椴恍枰ㄋ鼗蛩?大大節(jié)約了占地面積。

6)安裝簡(jiǎn)單。

直接式管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備為成套供應(yīng)用戶,現(xiàn)場(chǎng)只需連接進(jìn)出水管,施工周期短,安裝簡(jiǎn)單。

7)停電可維持供水。

由于設(shè)備有一條直供管路與用戶管網(wǎng)直接相通,在局部停電時(shí)加壓泵雖停止工作,但建筑低層用戶可依靠自來(lái)水直供管路維持供水。

另外,直接式管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備為數(shù)字控制全自動(dòng)運(yùn)行,停電停水自動(dòng)停機(jī),來(lái)電來(lái)水自動(dòng)開(kāi)機(jī),不會(huì)產(chǎn)生二次污染、設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單。

4 無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水的運(yùn)行實(shí)例

無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水除了應(yīng)用于建筑外,也可成功應(yīng)用于市政給水管道的加壓。

在遷西自來(lái)水供水方面,由于地形高差較大,為了便于取水,給水廠設(shè)置位置處于整個(gè)遷西最低點(diǎn),如果中途不設(shè)置加壓裝置,水廠出水壓力將達(dá)到 0.8MPa,動(dòng)力及管道費(fèi)用較高,通過(guò)給水管網(wǎng)平差計(jì)算,在離水廠較遠(yuǎn)且地勢(shì)較高的玉泉街設(shè)置加壓設(shè)備。

普通的提升泵房工藝流程為：集水池→提升泵池→出水管。管道給水進(jìn)入集水池之前的給水水頭全部損失,需重新加壓才能達(dá)到二次供水的目的,由于本地段處于舊城區(qū),沿街建筑密集,土地緊張,普通提升泵房且占地面積較大,而無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水可利用進(jìn)水給水水頭,降低了動(dòng)力損耗,同時(shí),占地面積小,市政管道水可直接接入無(wú)負(fù)壓罐,在罐內(nèi)加壓進(jìn)入市政管道。

通過(guò)兩年的運(yùn)行情況來(lái)看,運(yùn)行安全可靠。

5 無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水的應(yīng)用與缺陷

無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水本身是一種供水設(shè)備,根據(jù)它自身的特點(diǎn)應(yīng)用如下：

適用于任何自來(lái)水壓力不足地區(qū)的加壓給水。

新建、改建、擴(kuò)建的住宅小區(qū)、寫字樓、綜合樓生活用水。

自來(lái)水廠的給水中間加壓泵站。

工礦企業(yè)的生活、生產(chǎn)用水等。

各種循環(huán)水系統(tǒng)。

盡管無(wú)負(fù)壓變頻恒壓供水有它自身的優(yōu)點(diǎn)(可以利用市政管網(wǎng)壓力,不會(huì)造成能源的浪費(fèi);避免對(duì)水的二次污染),但有它明顯不足的一面。首先,無(wú)負(fù)壓供水有一定的風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)闊o(wú)負(fù)壓供水沒(méi)有水箱,雖能儲(chǔ)水,但是量非常少,一旦管網(wǎng)停水,用戶隨時(shí)都會(huì)沒(méi)有水用。所以在選擇無(wú)負(fù)壓供水時(shí),請(qǐng)慎重,因此對(duì)用水要求高的建筑物和消防用水不適應(yīng)。其次,由于它是一種新型的設(shè)備,技術(shù)不是很成熟,技術(shù)參數(shù)也不很規(guī)范,如選型水泵(H,Q),調(diào)節(jié)罐(V)的確定等等。

[1]CJ/T 302-2008,箱式無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備[S].

[2]孫元帥,盧 彬.無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備在實(shí)踐中的應(yīng)用[J].山西建筑,2009,35(20)：198-199.

Shallow discussion on water supply system of constant pressure and frequency conversion w ithout negative pressure

GUO Ke-fen

This thesis introduces the structural components and working principle of water supply instrument of constant pressure and frequency conversion without negative pressure,compareswater supply facility of constant pressure and frequency conversion without negative pressure to water supp ly facility of traditional second time pressure,and points out theadvantages ofwater supply system of constant p ressureand frequency conversion without negative pressure.Combining with specific application case,it points out its defects and shortcoming,with a view to guide practice.

water supply system of constant pressure and frequency conversion withoutnegative pressure,working principle,canceller,defects

TU991.6

A

1009-6825(2011)03-0129-02

2010-09-30

郭克芬(1981-),女,助理工程師,唐山市交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司,河北 唐山 063000

道路工程