近年來，隨著城市建設(shè)的不斷加快，高層建筑日益增多，二次供水設(shè)施成為自來水供水管網(wǎng)建設(shè)中不可缺少的一部分。然而，傳統(tǒng)二次加壓供水方式，水池、水箱造成二次污染已直接影響了供水水質(zhì)安全，產(chǎn)生了嚴(yán)重水質(zhì)污染事故，這一問題已引起政府主管部門和供水企業(yè)的密切關(guān)注。
20世紀(jì)90年代中，我國成功引入了
無負(fù)壓供水設(shè)備，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)供水方式不足。從市政角度看，不少城市直接從市政管網(wǎng)抽取二次增壓供水基礎(chǔ)條件已初步具備。從社會需求看，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，人們又企盼著既避免水質(zhì)二次污染，又能更節(jié)能節(jié)電供水增壓新設(shè)備區(qū)代替?zhèn)鹘y(tǒng)增壓設(shè)備。因此，無負(fù)壓供水方式勢在必行。本文在此就這方面技術(shù)的現(xiàn)狀和我國的發(fā)展趨勢做一簡單介紹。
無負(fù)壓供水技術(shù)產(chǎn)生背景
我國采用給水增壓系統(tǒng)大致經(jīng)歷了四個(gè)階段。從最早的水塔供水，發(fā)展到了特別先進(jìn)的“無負(fù)壓”供水方式，先后經(jīng)歷了四個(gè)階段的供水方式，其分別為水塔供水、樓頂水池供水、變頻供水及無負(fù)壓供水。目前二次供水設(shè)施主要是仟種階段，經(jīng)過多年的運(yùn)行使用，其不足之處令人擔(dān)憂。
水塔供水原理是：自來水通過管網(wǎng)，把水傳輸?shù)降孛嫠兀偻ㄟ^水泵把水池里的水傳輸上高高的水塔。水塔占地面積大，成本高是其很大的不足，而且，水塔僅僅適用比較低的樓盤，目前的樓盤越來越高，現(xiàn)有水塔不能持續(xù)增高。供水多次污染非常嚴(yán)重，市政自來水管網(wǎng)的壓力一到地下水池就變?yōu)榱悖@種供水方式既浪費(fèi)了能量，又存在著很嚴(yán)重的水質(zhì)二次污染。這些缺點(diǎn)嚴(yán)重制約了水塔供水的發(fā)展。取代水塔供水方式的是樓頂水池供水設(shè)備。其供水原理是：自來水管網(wǎng)將水傳輸?shù)揭粋€(gè)儲水池將水儲存起來，然后通過泵房，將水輸送到頂樓水池，頂樓水池再自上而下供水。與水塔供水相比較，樓頂水池相對不占地，構(gòu)造經(jīng)濟(jì)，節(jié)能。但是，樓頂和水塔這兩種供水方式的污染環(huán)節(jié)幾乎一樣。
樓頂水池的缺點(diǎn)推進(jìn)了變頻設(shè)備的技術(shù)開發(fā)。1994年，一種變頻技術(shù)改變了各個(gè)城市的供水方式，也就是第三階段供水方式——變頻供水。自來水通過管網(wǎng)送到樓下水池后，無須再通過泵房傳輸?shù)綐琼斔兀菓?yīng)用一個(gè)變頻設(shè)備，直接將樓底水池的水傳輸?shù)礁鱾€(gè)用戶家里。這樣變頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用減少了樓頂水池的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，不僅節(jié)約能量，而且減少了自來水的污染環(huán)節(jié)。
前面三個(gè)階段的供水方式都屬于二次供水，也就是說，從市政管網(wǎng)把自來水傳到用戶家中，中間都有中轉(zhuǎn)的水池。這個(gè)中轉(zhuǎn)過程，就是一個(gè)不可避免的污染過程。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(yán)重的水質(zhì)污染事故。這些通病都是讓第四個(gè)階段的無負(fù)壓給水設(shè)備給克服了。無負(fù)壓給水設(shè)備不設(shè)儲水池，整套設(shè)備是密封不與大氣接觸，故避免了水質(zhì)二次污染可能。正是密閉系統(tǒng)，設(shè)定了供水需要水壓情況下，市政水流至水泵進(jìn)水口時(shí)余壓可疊加利用，水泵補(bǔ)充設(shè)定水壓與余壓不足部分節(jié)能。另外，儲水池一般儲存數(shù)小時(shí)用水量，體積大占地面積也較大，無負(fù)壓給水設(shè)備不設(shè)儲水池，故也就節(jié)省了占地面積，這一點(diǎn)尤其將給水設(shè)備放室內(nèi)或地下室時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益尤為明顯。
無負(fù)壓供水技術(shù)簡介
無負(fù)壓供水設(shè)備是以市政管網(wǎng)為水源，充分利用了市政管網(wǎng)原有的壓力，形成密閉的連續(xù)接力增壓供水方式，節(jié)能效果好，沒有水質(zhì)的二次污染，是變頻恒壓供水設(shè)備的發(fā)展與延伸。
通常我們所說的無負(fù)壓供水設(shè)備，一般指的是無負(fù)壓變頻供水設(shè)備，也叫變頻
無負(fù)壓供水設(shè)備，是直接連接到供水管網(wǎng)上的增壓設(shè)備。傳統(tǒng)的供水方式離不開蓄水池，蓄水池中的水一般自來水管供給，這樣有壓力的水進(jìn)入水池后變成零，造成大量的能源白白浪費(fèi)。而無負(fù)壓供水設(shè)備是一種理想的節(jié)能供水設(shè)備，它是一種能直接與自來水管網(wǎng)連接，對自來水管網(wǎng)不會產(chǎn)生任何副作用的二次給水設(shè)備，在市政管網(wǎng)壓力的基礎(chǔ)上直接疊壓供水，節(jié)約能源，并且還具有全封閉、沒有污染、占地量小、安裝快捷、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。
無負(fù)壓供水設(shè)備組成
無負(fù)壓供水主要由無負(fù)壓穩(wěn)流罐、壓力罐（隔膜式或氣囊式膨脹罐）、無負(fù)壓控制柜、水泵、電機(jī)、過濾器、倒流防止器、傳感器、電接點(diǎn)壓力表、管路組件、底座等組成。
適用范圍
1、用戶原有加壓系統(tǒng)的節(jié)能、降耗改造。
2、各類中水、污水、廢水處理廠；
3、各類自來水廠、給水加壓泵站；
4、油田輸油管道、油庫、油泵站、油港等恒壓輸油系統(tǒng)；
5、無負(fù)壓供水設(shè)備還適用于各類工礦企業(yè)生產(chǎn)用水（如循環(huán)冷卻水、工業(yè)鍋爐供水系統(tǒng)等需要恒壓的生產(chǎn)用水）；
6、高層建筑、住筑小區(qū)、企事業(yè)單位等生活、消防給水系統(tǒng)、暖通、中央空調(diào)循環(huán)和分質(zhì)。
無負(fù)壓供水技術(shù)工作原理
無負(fù)壓供水設(shè)備采用微機(jī)控制變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)恒壓供水，其中的負(fù)壓補(bǔ)償系統(tǒng)克服了對管網(wǎng)的不良影響，無負(fù)壓供水設(shè)備設(shè)備某一壓力值。自來水管網(wǎng)的水進(jìn)入穩(wěn)流罐，罐內(nèi)空氣從真空消除器排出，待水充滿后，真空消除器自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)自來水管網(wǎng)壓力能夠滿足用水要求時(shí)，系統(tǒng)由旁通止回閥向用水管網(wǎng)直接供水，當(dāng)自來水管網(wǎng)壓力不能滿足要求時(shí)，系統(tǒng)壓力信號由遠(yuǎn)傳壓力表反饋給變頻控制器，水泵運(yùn)行，并根據(jù)用水量的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速恒壓供水。若運(yùn)轉(zhuǎn)水泵達(dá)到工頻轉(zhuǎn)速時(shí)，則啟動(dòng)另一臺水泵變頻運(yùn)轉(zhuǎn)。水泵供水是，若自來水管網(wǎng)水量大于水泵流量時(shí)，系統(tǒng)保持正持供水。用水高峰時(shí)，若自來水管網(wǎng)水量小于水泵流量時(shí)，穩(wěn)流罐內(nèi)的水作為補(bǔ)充水源仍能正常供水，此時(shí)，空氣由真空消除器進(jìn)入穩(wěn)流罐，罐內(nèi)真空遭到破壞，確保了自來水管網(wǎng)不產(chǎn)生負(fù)壓，用水高峰過去后，系統(tǒng)恢復(fù)到正常供水狀態(tài)。當(dāng)自來水管網(wǎng)停水，造成穩(wěn)流罐液位不斷下降，液位探測器信號反饋給變頻控制器，水泵自動(dòng)停機(jī)，以保護(hù)水泵機(jī)組。夜間小流量供水且自來水管網(wǎng)壓力不能滿足要求時(shí)，氣壓罐可以貯存并釋放能量，避免了水泵頻繁啟動(dòng)。
無負(fù)壓供水優(yōu)點(diǎn)
無負(fù)壓設(shè)備是一個(gè)未來趨勢，在節(jié)能、防污染、用水安全方面，都是市場上相對比較先進(jìn)的。這種設(shè)備在節(jié)能、節(jié)水、節(jié)地、節(jié)省建設(shè)資金等方面具有顯著優(yōu)勢，成了取代水池、水箱等二次供水設(shè)施的優(yōu)先選擇設(shè)備。
?。?）衛(wèi)生沒有污染，設(shè)備為全密封運(yùn)行，異物不會進(jìn)入系統(tǒng)；不與空氣直接接觸，負(fù)壓消除器將空氣中的細(xì)菌擋住，不會進(jìn)入系統(tǒng)，穩(wěn)壓平衡器采用食品級不銹鋼或用鋼板做環(huán)保涂料制作，不會滋生藻類，真正沒有污染產(chǎn)品，符合人們對飲用水要求越來越高的趨勢。
?。?）物業(yè)管理方便、簡單，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，無人值守，停電停水自動(dòng)停機(jī)，來電來水自動(dòng)開機(jī)；由于不會產(chǎn)生污染，因此無需麻煩的清洗工作。
（3）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)串連，在原有管網(wǎng)壓力的基礎(chǔ)上疊加所需的壓力，與所需的壓力相比，差多少，補(bǔ)多少，能充分利用管網(wǎng)的余壓，不會造成能源的浪費(fèi)，符合國家節(jié)約能源的要求。
（4）成本低，因?yàn)闊o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水管網(wǎng)的余壓，無需從零加壓，因此，加壓泵選型較小，設(shè)備投資減少。由于加壓泵的造型較小，而且采用多泵制，在用水低峰期一臺泵足以滿足用水需要，用水高峰時(shí)才會啟動(dòng)其他泵，因此，設(shè)備運(yùn)行過程中能耗非常低，降低了運(yùn)行成本。
（5）安裝簡單，直接式管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備為成套供應(yīng)用戶，現(xiàn)場只需聯(lián)接進(jìn)出水管，施工周期短，安裝簡單。
無負(fù)壓供水存在的問題
無負(fù)壓供水同時(shí)存在以下不足：首先，它的供水可靠性不高。它缺少蓄水池，市政供水一有故障，整個(gè)設(shè)備癱瘓，將處于停水狀態(tài)。其次，技術(shù)不成熟，各項(xiàng)技術(shù)還有待進(jìn)一步完善。第三，由于直接從市政管網(wǎng)抽水，盡管可以解決負(fù)壓問題，但必需取得主管部門批準(zhǔn)。最后，更為關(guān)鍵一點(diǎn)，整個(gè)行業(yè)現(xiàn)無標(biāo)準(zhǔn)可依、可行。我國曾在《城市供水條例》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?yàn)槌樗畷r(shí)可能產(chǎn)生的負(fù)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(shè)計(jì)時(shí)首先建一個(gè)水池或水箱，再用增壓泵加壓到用戶供水管網(wǎng)。2004年，我國部分塵世將上述條款解禁，并相繼出臺試用細(xì)則。現(xiàn)該類產(chǎn)品已在北京、上海、天津、廣州、山東等地區(qū)有較多應(yīng)用，特別是在生活給水領(lǐng)域中的應(yīng)用。
但無負(fù)壓供水技術(shù)由于有其自身的局限性，在下列條件下仍無法正常使用：①城市給水管網(wǎng)經(jīng)常性停水的區(qū)域；②城市給水管網(wǎng)可利用水頭過低的區(qū)域；③城市給水管網(wǎng)供水波動(dòng)過大的區(qū)域；④使用管網(wǎng)（無負(fù)壓）給水設(shè)備后，對周邊現(xiàn)有（或規(guī)劃）用戶用水會造成嚴(yán)重影響的區(qū)域；⑤供水保證率要求高，不允許停水的用戶；⑥凡可能對市政管網(wǎng)造成回流污染威海的行業(yè)，如醫(yī)院、制藥、化工等，這也是制約無負(fù)壓供水技術(shù)“遍地開花”的因素。
