無負壓給水設備在小區(qū)高層建筑中的應用探討
隨著城市的發(fā)展,城市生活供水二次加壓泵站已經(jīng)是居民小區(qū)和城市高層建筑給水中不可缺少的組成部分,這是因為目前城市給水管網(wǎng)局部水壓不夠高,還不能將水直接送到高層用戶,這樣就必須先將市政自來水泄至水池或水箱,然后通過二次加壓泵站將水供給到用戶,以保證每一個用戶的用水要求。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統(tǒng)本身的缺陷,造成的水質(zhì)二次污染已直接影響了供水水質(zhì)安全,甚至產(chǎn)生了嚴重的水質(zhì)污染事故。因此保障二次加壓泵站飲用水質(zhì)量與安全是不僅是衛(wèi)生、水務、自來水公司等政府部門的頭等大事,同是也是用戶管理單位與給水系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的急需解決的事情。另外隨著國民經(jīng)濟的高度發(fā)展與社會的進步,各地自來水公司供水能力的不斷加強,曾經(jīng)的定時定量供水為已成為歷史,也為開發(fā)與研制新型環(huán)保節(jié)能給水系統(tǒng)提供了決定性的條件。
正是在以上相關(guān)的背景下,無負壓給水設備的研制成功并引入市場彌補了傳統(tǒng)供水方式的不足。中國第一臺無負壓給水系統(tǒng)于上個世紀九十年代中期研制成功并投放市場,但由于供水系統(tǒng)的法規(guī)要求和消費者的觀念滯后,無負壓產(chǎn)品一直沒能得到推廣使用。我國《城市供水條例》中曾規(guī)定:“禁止在城市管網(wǎng)公共供水管道上直接裝泵抽水。”這是因為抽水時可能產(chǎn)生的負壓會干擾水力工況,影響周圍用水,甚至造成管網(wǎng)破壞。所以在工程設計時首先建一個水池或水箱,再用增壓泵加壓到用戶供水管網(wǎng)。直到2003年“非典”期間,人們才對二次供水污染的嚴重性有了清醒的認識,特別是經(jīng)過北京局部區(qū)域使用后,無負壓給水系統(tǒng)所具備的徹底解決二次供水污染、節(jié)約能耗等優(yōu)點,終于引起人們廣泛的關(guān)注。2004年,北京市政府文件中將上述《城市供水條例》相關(guān)條款解禁,山東等省份緊隨其后相繼出臺試用細則?，F(xiàn)該類產(chǎn)品在北京已有近千臺套產(chǎn)品在使用中,山東、福建、天津、廣州等地區(qū)應用也較多。加之這種設備在節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)省建設資金等方面具有顯著優(yōu)勢,成為了取代水池、水箱等傳統(tǒng)二次供水設施的首選設備,從而導致市場需求驟然升溫。
無負壓供水系統(tǒng)是在傳統(tǒng)變頻恒壓供水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型供水方式,它不是水泵、管件閥門、罐體和控制柜的簡單組合,而是集機械、電子、信息、自控技術(shù)為一體的高科技產(chǎn)品。隨著無負壓供水概念發(fā)展的深入,越來越多的科研單位及生產(chǎn)企業(yè)對無負壓技術(shù)進行了深入的研究,并取得了比較豐碩的成果。在國內(nèi)無負壓技術(shù)根據(jù)市場上現(xiàn)有無負壓的給水設備工作原理進行分析,無負壓供水系統(tǒng)主要由變頻調(diào)速水泵機組、穩(wěn)流補償器、真空抑制器、壓力和流量傳感器、預壓自平衡器、控制柜、過濾器、倒流防止器等設備組成。根據(jù)其實現(xiàn)無負壓功能原理的不同,大體可以分為以下幾種形式:
(一)穩(wěn)流補償器和真空抑制器控制模式
當市政管網(wǎng)供水不足或用戶用水量大于市政管網(wǎng)供給能力時,真空抑制器打開,空氣進入穩(wěn)流補償器中,使原本封閉的補償器變?yōu)閿嗔魉?抑制負壓產(chǎn)生,另在穩(wěn)流補償器中設置液位控制,當?shù)陀诘臀粫r,水泵停止工作。
(二)自控限流模式
當市政管網(wǎng)供水不足或用戶用水量大于市政管網(wǎng)供給能力時,通過壓力傳感信號的反饋,采取限制變頻器,使水泵不超量取水,而當市政管網(wǎng)供水滿足要求時,系統(tǒng)恢復正常。
(三)壓力控制點方式
當市政管網(wǎng)供水不足或用戶用水量大于市政管網(wǎng)供給能力時,直起變流量恒壓供水泵,待供水滿足要求后控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,系統(tǒng)恢復正常。
盡管無負壓給水系統(tǒng)企業(yè)這幾年發(fā)展很快,但它在相關(guān)標準以及技術(shù)環(huán)節(jié)等方面還是存在以下不足:首先,它的應用具有一定的限制性。由于它缺少二次儲水裝置, 市政供水一旦有故障,整個設備停止運行而處于停水狀態(tài),因此對于那些不能間斷供水的特殊用戶,它并不適用。
其次,由于它是一種新型的設備,技術(shù)環(huán)節(jié)還有待于進一步成熟,應用條件也有待于市政供水條件的變化而不斷完善。再次控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,也是更為關(guān)鍵一點,整個行業(yè)無國家統(tǒng)一標準可依、可行,各企業(yè)都按自己的企業(yè)標準進行生產(chǎn),因此在實際應用過程中難免會出現(xiàn)一些問題。據(jù)不完全統(tǒng)計,現(xiàn)在無負壓設備生產(chǎn)企業(yè)已從三、四年前的十余家猛增到近千家。這些企業(yè)規(guī)模大小不等,技術(shù)與售后服務也千差萬別,最大的資產(chǎn)上億元,擁有先進的數(shù)字化生產(chǎn)線,小的只有十幾人手工作坊式生產(chǎn),拋開技術(shù)因素不談,其質(zhì)量的差距便可能天壤之別。僅是如何使產(chǎn)品不產(chǎn)生負壓一項,各企業(yè)使用的方法就不盡相同,造成產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。另外該設備是在一定條件下才能應用的,對管網(wǎng)壓力控制工程網(wǎng)版權(quán)所有,供水量等都有一定要求,但有部分企業(yè)忽視了這些要求,在一個位置定點取水,抽水過量,致使管網(wǎng)供水不足的停水現(xiàn)象。因此如果不加限制地允許無負壓設備接入管網(wǎng),有可能使管網(wǎng)超過承受能力,也有可能使劣質(zhì)產(chǎn)品乘機充斥市場,給用戶用水和管網(wǎng)安全帶來隱患。
正因為無負壓給水系統(tǒng)具有特殊性與重要性,它關(guān)系到廣大人民群眾的生命健康,所以現(xiàn)在無負壓給水系統(tǒng)行業(yè)的狀況令人擔憂。因此,必要的措施是:首先要參照國外的成功經(jīng)驗并結(jié)合國內(nèi)的實際應用情況,盡快制定國家標準與規(guī)范,來指導企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營,并鼓勵企業(yè)自主創(chuàng)新,能研制出既符合國家標準又具有企業(yè)特色的技術(shù)含量高、質(zhì)量過硬的產(chǎn)品,并增強企業(yè)的服務與參與意識;其次要保護知識產(chǎn)權(quán),要認真審查企業(yè)的技術(shù)來源,以杜絕那些剽竊技術(shù)、侵害知識產(chǎn)權(quán)的不法行為; 再次應該設立科學,合理的企業(yè)準入條件,由一家或幾家企業(yè)壟斷市場固然不利于技術(shù)提高和行業(yè)進步,但無原則的一窩蜂涌入同樣不是市場經(jīng)濟的真正詮釋。因此參照國內(nèi)外相關(guān)(下接第172頁)(上接第171頁)行業(yè)的規(guī)定,對企業(yè)資金規(guī)模、生產(chǎn)條件、技術(shù)力量、售后服務等制定硬性指標,限定企業(yè)的主要經(jīng)營項目必須的是供水產(chǎn)品,這樣能保證生產(chǎn)企業(yè)的實力和所生產(chǎn)的產(chǎn)品與其所承擔的售后服務責任相匹配,也有利于行業(yè)有序、規(guī)范發(fā)展;最后應發(fā)展真正意義上的行業(yè)協(xié)會,由協(xié)會同各企業(yè)攜起手來,共同制定游戲規(guī)則,維護用戶、企業(yè)以及國家的利益,保證這個行業(yè)能得到持續(xù)發(fā)展。通過以上措施,相信對引導社會投資方向,對無負壓行業(yè)、消費者利益和知識產(chǎn)權(quán)保護乃至整個國民經(jīng)濟的健康發(fā)展都將產(chǎn)生積極意義,使無負壓給水設備的使用更科學、更合理、更環(huán)保、更節(jié)能,真正造福于廣大人民群眾。
無負壓供水設備簡介
水是人類的生命的源泉，人類生存不可一日無水。
隨著我國城鎮(zhèn)化水平面的不斷提高，城市人口急劇增加，城市居民住宅的不斷擴建與改造，住宅樓層不斷加高，城市面積不斷擴大，原有市政管網(wǎng)的壓力日顯不足，大部分地區(qū)普遍存在著用水高峰期高層供水壓力過低，高層用用戶用水困難。
所以大部分建筑增設二次加壓設備，修建蓄水池和高位水箱，能過水泵二次加壓供水，但這種傳統(tǒng)二次加壓設備存在投資大、水源容易受二次污染等許多缺點。
我公司開發(fā)生產(chǎn)的全自動無負壓給水設備是可以串接在市區(qū)政管網(wǎng)上給用戶進行二次加壓的一種給水設備不需要建造蓄水池、高位水箱、，直接串接在市政管網(wǎng)上，設備正常運行時不會對市政管網(wǎng)形成負壓（吸水），完全符合我國《城市供水條例》的要求，可以充分利用市政管網(wǎng)原有壓力，采用變頻調(diào)速給水方式節(jié)能效果極其顯著。推向市場以后深受方大用戶的青睞。
控制系統(tǒng)根據(jù)用水量的多少自動調(diào)節(jié)單臺水泵或多臺水泵的投入或退出運行,實現(xiàn)了最大限度的合理用水,既保證了恒壓供水,又達到了節(jié)電的目的.
控制系統(tǒng)工作時,由變頻器控制的水泵以低頻率軟啟動,逐漸加速,安裝在出水管路上的壓力傳感裝置實時檢測管網(wǎng)壓力并把壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出至控制器,控制器進行運算、處理后將指令信號傳遞給變頻器,使變頻器調(diào)整輸出功率,進而控制水泵電機轉(zhuǎn)速,同時改變水泵流量,使之滿足管網(wǎng)設定壓力并保持恒定。停止用水時,水泵電機處于休眠保壓狀態(tài)。
無負壓供水設備特點
1、無需設置蓄水池和高位水箱
無負壓給水設備直接串接市政管網(wǎng)，不需建造蓄水池和高位水箱，節(jié)省工程投資，減少建筑面積的占用。
當市政管網(wǎng)供水量足夠時，無負壓穩(wěn)流罐體積較小，整套設備占地很小，設備安裝只需接通進出水管道即可，極為方便。
2、無水源的二次污染
無負壓穩(wěn)流罐及整套設備管路均為密閉式，從市政管網(wǎng)一直到用戶水龍頭，均不會受到空氣中的雜物和污物的二次污染，無負壓穩(wěn)流源流罐過流部分均采用食品容器內(nèi)壁涂料防腐處理，涂料和無負壓給水設備整機均符合相關(guān)食品衛(wèi)生標準。
3、節(jié)能效果顯著
傳統(tǒng)的二次加壓供水方式采用蓄水池和高位水箱，市政管網(wǎng)供水壓力放入蓄水池時能量損失殆盡，能源浪費嚴重。
采用無負壓穩(wěn)流罐后，市政管網(wǎng)供水壓力直接疊加在給水泵進口，水泵只需補充市政管網(wǎng)壓力不足部分，整機節(jié)能效果顯著。
4、無需設置穩(wěn)壓泵和大體積氣壓罐
一般變頻給水設備為了保證用戶晚間小流量用水量或零流量進管網(wǎng)的泄漏時避免頻繁啟動給水泵，均設有流量較小的穩(wěn)壓泵和大容積氣壓罐，既增加了給水設備的一次性投資，也增加了設備的運營費用（晚間穩(wěn)壓泵的運行電耗）。
晚間等用水低峰期時，市政管網(wǎng)的供水壓力和供水量基本都能滿足用戶的要求，采用無負壓穩(wěn)流給水設備后，市政管網(wǎng)的原有壓力被充分利用，市政管網(wǎng)的水直接供給用戶使用，設備無需設備穩(wěn)壓泵和大容積穩(wěn)壓氣壓罐，投資節(jié)省，且顯著提高設備運行時的節(jié)能效果。
無負壓供水設備工作環(huán)境
1、電源電壓波動≤±10%；
2、周圍環(huán)境溫度：-10℃—+40℃（不凍結(jié)）；
3、空氣相對濕度：20%—90%（無凝露）；
4、絕對海拔高度：≤1000m；
5、無導電塵埃及能腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體的場所；
6、無爆炸危險的場所；
7、震動：＜5.9m/s2(0.6G),傾斜度：≤5度的場所；
8、有防雨防震設備和無水蒸汽的場所；
無負壓供水設備工作原理
設備正常投入使用時，市政管網(wǎng)的水進入無負壓穩(wěn)流罐，罐內(nèi)的空氣從排氣閥大量排出。當空氣排完時，閥內(nèi)浮球被除水浮起，傳動塞頭至關(guān)閉位置，慢慢關(guān)閉排氣口，停止排氣，防止出水，當穩(wěn)流罐內(nèi)水流正常輸送時，如有少量空氣聚集在閥內(nèi)到相當程度，閥內(nèi)水位下降，浮球隨之下降，此時空氣則由排氣孔排出。
無負壓供水設備正常運行過程中，當市政管網(wǎng)供水量不足時，市政進水管管內(nèi)水流空時，或穩(wěn)流罐內(nèi)水壓低于大氣壓時，穩(wěn)流罐內(nèi)水位下降，浮球隨之下降，帶動塞頭開啟，吸入空氣，使穩(wěn)流罐內(nèi)保持大氣壓力，不至對市政管網(wǎng)產(chǎn)生負壓。
當市政管網(wǎng)中壓力低于用戶所需的設定壓力時，水泵變頻調(diào)速運行，保證用戶管網(wǎng)壓力符合用戶用水的要求。市政管網(wǎng)水壓越高。水泵的轉(zhuǎn)速越低，市政管網(wǎng)水壓越低，水泵的轉(zhuǎn)速越高。當市政管網(wǎng)供水壓力達到用戶要求時，設備自動停止工作，市政管網(wǎng)的水通過旁通管直接供給用戶使用。
當市政管網(wǎng)停水時，穩(wěn)流罐內(nèi)水位逐漸下降，當降至最低水位時，穩(wěn)流罐上的液位計發(fā)出停機信號，設備自動停止運行并顯示缺水保護信號。
當電網(wǎng)停電時，設備停機，市政管網(wǎng)的水直接從設備旁通管供應到用戶。
無負壓供水設備應用范圍
適用于任何自來水壓力不足地區(qū)供水
● 高、低層民用、工業(yè)建筑的生活用水。
● 低層自來水壓力不能滿足要求的各類用水。
● 改造原有的氣壓供水設備，可以充分利用原有的氣壓罐。
● 已經(jīng)建好水池的，可以采用無負壓設備與水池共用的供水方式，進一步節(jié)能。
● 自來水廠的供水中間加壓泵站。
● 工礦企業(yè)的生產(chǎn)、生活用水等。
● 各種循環(huán)水系統(tǒng)。
