天津国际工程建设监理公司 天津市 300381
摘要：随着城市化进程的不断加快，市政给排水工程也得到了快速的发展。在供水设备方面也出现了很多新型的设备类型，其中变频无负压二次供水技术引起了广泛的关注。文章结合实例，重点论述了变频无负压二次供水技术。
关键词：变频无负压；二次供水；技术
一、变频无负压二次供水技术概述
（一）变频无负压二次供水技术的定义
变频无负压二次供水是基于变频恒压供水设备之上，其主要包括了无负压调节罐、水泵、气压罐及智能控制系统等四大部分。无负压变频供水技术充分结合了预压平衡技术、负压反馈技术、真空抑制技术及信号采集分析处理技术等，能够有效实现无负压变频供水和空气之间的全权隔绝，仅需要利用原有的自来水管网的压力便可以进行加压供水，且不会对外界的供水管网产生任何的影响，确保了二次供水的节能性及高效性。
（二）变频无负压设备的特点
变频无负压设备属于新型的供水系统，其在具体使用过程中，存在明显的优势，但也具备一定的不足之处。其优势重要体现在以下几点：第一，变频无负压二次供水技术能够更好的节能，且初期设备投资相对较低。传统的二次供水技术，首先需要将市政管网中的水运输到水池中，然后利用水泵及水箱来调节自来水的额流量和压力，待其流量和压力达到供水要求的时候，才能开始供水。在此过程中，自来水在运送到水池的时候就会消耗其自身一定的压力，且水池及水箱等设备需要投入相对较大的费用，这样不仅造成了能源的消耗，还增加的资金的投入。而使用变频无负压供水技术之后，可直接将市政管网和供水设备连接起来，能够有效节省了水池和水箱的资金投入。此外变频无负压设备的初期投资也相对较低；第二，在使用变频无负压设备的过程中，其配备的都有过滤装置，过滤装置能够有效阻挡细菌，且设备主要使用的是不锈钢的材料，能够有效避免管道内部出现藻类现象，这样能够确保供水过程的清洁度，确保自来水的供水质量；第三，变频无负压设备的运行成本相对较低。在使用变频无负压供水技术的时候，一般多采用的是型号较小的加以泵，且一般采取的多台加压泵一起运行的方式，这样能够有效降低对电能的消耗。同时市政管网在供水等的时候，一般存在低峰期和高峰期，在低峰期的时候，自来水的压力较大，这时加压泵几乎不需要进行加压，只有在用水高峰期的时候才需要对加压泵进行加压，这样一来，加压泵的使用时间也就相对较少，其运行的成本也就相对较低。
当然变频无负压设备也存在一些不足，具体表现在以下几点：第一，其供水的可靠性难以保证。由于变频无负压设备和市政管网是直接连接的，如果市政管网出现无法供水的情况，变频无负压供水也将出现中断；第二，变频无负压技术属于新型的供水系统，其技术方面还有待于进一步研究，因此其可能会存在一些未知的问题；第三，该技术在使用过程中需要直接从市政管网中抽水，因此其能够操作的前提条件是得到相关部门批准；第四，由于国家还没有明确的无负压标准，因此在具体使用的时候，为了避免对市政管网的破坏，对其接入管网的限制依然较多。
二、变频无负压二次供水技术的应用实例
（一）应用实例
某住宅小区的建筑高度为58m，地上总共13层，地下负二层，建筑的面积为68220m2，供水系统为双路引入给水管，市政自来水的水压为0.2MPa，设计的最大用水量为每小时26.5方，最大日用水量为每天137.9方。地下室的生活泵房内部设置变频无负压系统进行供水，系统中总共包含了2台变频水泵，分别用于高区及地区楼层的供水，其中变频无负压设备主要是对高层进行供水，而地层供水主要采用的是全铜比例减压阀进行减压供水。
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（二）系统工作原理
在该住宅小区的变频无负压供水系统中，设置的有手动控制模式。一主要是为了防止变频器出现故障现象或者系统需要检修的时候，就可以采取手动方式对两台水泵进行启动和停止控制，确保供水系统的正常运行。该系统的主要工作原理是：当市政管网中的自来水的压力值小于用户所需要的设定压力，则控制系统就会直接启动变频水泵。且变频泵的转速和市政管网的压力值成反比。也就是说市政管网的压力值越大，变频水泵的转速就会越快。待用户管网的压力值达到用户所需要的最大压力时，变频水泵即停止，此时变频无负压系统则可以直接利用自来水的压力，确保用户所需要的水压保持在所要求的范围之内；当用户所需哟的水压低于系统设定的最小值的时候，变频水泵便自动开启工作。在本实例中的变频无负压系统中，其进出口连接的是不锈钢的无负压罐，控制系统对无负压罐内的压力情况进行实时的监控，利用真空抑制器能够确保无负压罐内产生无负压，确保供水的正常。但是当市政管网停水的时候，还设备也将停止工作。
（二）恒压原理
在该变频无负压供水设备中，在水管网上设置了压力变送器，该设备能够将出口压力信号转化为标准的信号，并将该标准信号传输至PLC接收端口，该端口接收到标准信号之后便进行PID调节活动，并将系统运算的结果和给定的压力参数进行比较，最终得出需要调节的参数，该调解参数被送至变频器之后，能够有效控制水泵的转速，有效调节系统的供水量，同时确保供水管网的压力保持在用户所需要的设定值范围之内。若用户的用水需求量大于1台水泵的供水量，PLC则会向切换器发出加减水泵的指令；若供水负载出现变化，PLC也会对水泵的数量进行增减控制，同时会改变变频器对输出电机的电压、频率等，且调节水泵的转速，最终形成确保以用户所需要设定的压力为基础的闭环控制系统。
（三）无负压原理
在本工程实例中，该变频无负压系统的核心设备是真空抑制器。真空抑制器的主要作用在于不影响四周用水的基础之上有效消除市政管网中的负压，能够有效保护市政管网及其相关设备。无负压原理和复合排气阀的原理大致相同，也是利用一个浮球来进行工作，无负压缸内水位发生变化的时候，浮球会进行垂直上下移动，进而控制阀门的开关活动，最终实现无负压罐内的吸气和排气工作，并确保在罐内水未满之前消除罐内的真空。
三、使用变频无负压供水技术时的注意事项
第一，运用变频无负压技术的时候，必须和实际用水条件结合起来。由于市政管网的供水条件不尽相同，为了确保该系统的高效节能效果的充分发挥，其系统方案的设计也各具特点；第二，因为水泵的效率和水泵的转速三次方成正比关系，若电机的频率较低，则会直接影响到水泵的供水效率，因此应控制好电机的频率；第三，使用该系统的时候，需要从市政管网中直接供水，因此需要征得相关部门的批准方可进行；第四，因市政管网的配置是依据时最高用水量和日最高用水量，流量的校核过程中主要是依据消防、最大传输及发生事故时的用水量为主要参照依据。在这些供水干支管中运用变频无负压供水设备的时候，必须确保规划的合理性；第五，由于市政管网或者小区的供水流入水泵进口的尚存余压始终处于动态的变化过程之中，市政管网供水的水压、用水量的变化而引起的吸水管的水流阻力都会对水泵的运行效率产生直接的影响。因此必须针对具体情况，核算水泵的高效区，确保水泵始终处于高效区的工作状态之中，从而有效的发挥出变频无负压供水设备的节能效果。
总之，变频无负压供水技术属于一种新型的供水技术，其能够确保二次供水的清洁度和高效节能，投资成本较低，且便于管理。但是其在使用过程中也存在一定的不足，我们在使用该技术的时候，必须针对供水等实际情况，合理规划，确保其效用的发挥，同时还应该不断的深入研究该技术，确保该技术能够发挥出更大的作用。
参考文献：
[1]侯海俊，朱雷.变频技术在二次供水系统中的应用[J].数字技术与应用，2012（05）
[2]陈小蝉.住宅小区二次供水节能措施.[J].建设科技，2010（21）
论文作者:杨占
论文发表刊物:《基层建设》2015年7期
论文发表时间:2016/9/2
标签：负压论文; 管网论文; 水泵论文; 市政论文; 技术论文; 设备论文; 压力论文; 《基层建设》2015年7期论文;