【摘 要】隨著城市的發(fā)展與建設(shè)，供水系統(tǒng)也進(jìn)行了相應(yīng)的變革與改造。一種新型的城市供給水加壓系統(tǒng)——無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)產(chǎn)生并應(yīng)用到城市的供水系統(tǒng)中。通過(guò)微機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速，有效保持水壓恒定，保證城市用水的穩(wěn)定與平衡。這種新型的無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)比起傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)更加節(jié)能，減少水資源的浪費(fèi)；更加高效，供水排水更加及時(shí)；更加衛(wèi)生，去掉了容易污染的屋頂水池模式；更加安全，智能化操作，人為安全隱患大大降低。本文主要針對(duì)這種新型的無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)展開(kāi)分析，探尋該供水系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)與技術(shù)支撐，希望對(duì)以后無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)的升級(jí)與改造提供必要參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】供水系統(tǒng)；無(wú)負(fù)壓；技術(shù)支撐；系統(tǒng)分析

近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)迅速，城市化進(jìn)程不斷加快，由此引發(fā)的供水矛盾也日漸突出，原有的供水系統(tǒng)與城市建設(shè)始終存在著較大的差距，再加上不斷增長(zhǎng)的人口，水資源的浪費(fèi)與污染，這使得供水系統(tǒng)面臨著巨大的壓力與挑戰(zhàn)。為了解決突出的供需矛盾，緩解城市供水系統(tǒng)的現(xiàn)有壓力，新型的無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，既節(jié)能又環(huán)保，并且衛(wèi)生、供水穩(wěn)定，切實(shí)保障了供水系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定，對(duì)于提高供水安全有著極為重要的意義。

1 無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)供水原理分析

我們現(xiàn)在的水源一般是來(lái)自自來(lái)水管道，水壓大多保持在0.15 Mpa以上。傳統(tǒng)的供水流程是首先對(duì)無(wú)壓水進(jìn)行自動(dòng)加壓處理，使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的流程和水的揚(yáng)程，然后把帶壓水排放到水池中，在這一過(guò)程后我們得到需要的無(wú)壓水，通過(guò)一定的運(yùn)輸管道將解壓獲得的無(wú)壓水送到城市供水用戶中。整個(gè)供水過(guò)程比較繁瑣，周期比較長(zhǎng)，消耗大量的時(shí)間，而且自來(lái)水管中部分水壓力被白白浪費(fèi)掉，也就造成官網(wǎng)壓力很低，管網(wǎng)直接開(kāi)口，造成水源的二次污染。而我們采用新型的無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)，可以進(jìn)行水電壓力的檢測(cè)，當(dāng)壓力達(dá)不到用戶所需要的水的壓力時(shí)，無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)通過(guò)微機(jī)進(jìn)行自動(dòng)加壓，達(dá)到符合的標(biāo)準(zhǔn)后自動(dòng)輸出給城市用戶。新型無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)是對(duì)傳統(tǒng)供水系統(tǒng)過(guò)程的簡(jiǎn)化，供水效果十分明顯。

2 無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)存在的優(yōu)勢(shì)

無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)簡(jiǎn)化了供水流程，相應(yīng)的降低了成本，也使得資源得到了充分利用。不需要修建大的工程，不需要額外施壓，設(shè)備消耗低，相應(yīng)的就投資低。無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)供水能有效避免水源的二次污染。因?yàn)檎麄€(gè)供水過(guò)程中都是在全封閉的條件下進(jìn)行，加上水流運(yùn)輸管道都是先進(jìn)的不銹鋼制作，水源安全得到了保障。無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)安裝比較簡(jiǎn)單，比起傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)施工難度低，施工周期短。無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)市場(chǎng)上都是成套銷售，整體安裝更加統(tǒng)一，安裝更加簡(jiǎn)單。無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)不僅安裝簡(jiǎn)單，即使出現(xiàn)故障，維修難度也較之傳統(tǒng)供水系統(tǒng)大大降低，微機(jī)自動(dòng)控制，在變頻調(diào)速下運(yùn)行，管理完全不需要人為干預(yù)，十分智能。無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)是對(duì)傳統(tǒng)供水系統(tǒng)的極大程度上的革新與改良，在保留傳統(tǒng)供水系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了關(guān)鍵難題的破解，是供水系統(tǒng)中最先進(jìn)的供水設(shè)備。

3 無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)的技術(shù)性分析

無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)在研制的過(guò)程中突破了很多技術(shù)性的難題，使得供水系統(tǒng)優(yōu)良性大大提高，無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)具有無(wú)負(fù)壓技術(shù)、變頻調(diào)速技術(shù)、節(jié)能技術(shù)等幾大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，針對(duì)這些技術(shù)設(shè)計(jì)我們具體進(jìn)行分析。

3.1 無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)之無(wú)負(fù)壓技術(shù)

所謂的無(wú)負(fù)壓并不是物理學(xué)意義上的負(fù)壓，而是壓力低于正常大氣壓的壓力狀態(tài)。這個(gè)壓力狀態(tài)是市政供水系統(tǒng)中的水壓力服務(wù)值的最低限度。實(shí)現(xiàn)無(wú)負(fù)壓功能的主要設(shè)備是真空抑制器，其主要與穩(wěn)流補(bǔ)償器聯(lián)合進(jìn)行壓力的消除。具體技術(shù)原理是真空抑制器根據(jù)穩(wěn)流補(bǔ)償器顯示的數(shù)據(jù)進(jìn)行水量、水壓、真空程度的判斷，當(dāng)水源不足時(shí)自動(dòng)打開(kāi)閥門(mén)進(jìn)行供水，當(dāng)水滿時(shí)閥門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，保證水量充足的同時(shí)消除容器內(nèi)的負(fù)壓力，實(shí)現(xiàn)無(wú)負(fù)壓。真空抑制器既有水力機(jī)械式也有比較好操作的電動(dòng)式，供水部門(mén)可以自由選擇。此外，無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)采用了最先進(jìn)的雙重舉措產(chǎn)生負(fù)壓，一方面，通過(guò)負(fù)壓消除器來(lái)控制水泵的出水量，另一方面，通過(guò)壓力傳感器來(lái)進(jìn)行微機(jī)控制下的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與負(fù)壓控制。可以說(shuō)無(wú)負(fù)壓技術(shù)是無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)中最為核心的技術(shù)。

3.2 無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)中的變頻調(diào)速技術(shù)

首先我們要了解一下什么是變頻調(diào)速技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)也是無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)中比較特別的技術(shù)突破。變頻調(diào)速技術(shù)是自動(dòng)控制技術(shù)與變頻調(diào)速技術(shù)的合成，主要作用為對(duì)電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制與運(yùn)行管理。在這項(xiàng)技術(shù)中綜合運(yùn)用了電子信息技術(shù)，科技化含量高。變頻調(diào)速裝置由三部分組成，分別是傳感器、控制器與執(zhí)行器，三者各司其職，共同協(xié)作，完成無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)的變頻調(diào)速。工作原理可以根據(jù)電機(jī)學(xué)中的轉(zhuǎn)遞公式來(lái)說(shuō)明：n=60f（1-s）/p=n0（1-s），在這個(gè)公式中n指的是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，f指的是供電頻率，p是磁極對(duì)數(shù)，n0是同步轉(zhuǎn)速，我們供水系統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速是取決于n0的，當(dāng)p一定，n0取決于f，所以我們通過(guò)改變f來(lái)改變同步轉(zhuǎn)速。

3.3 無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用

除了上面提到的兩項(xiàng)技術(shù)，無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)還具有新型的節(jié)能技術(shù)。節(jié)約資源，避免浪費(fèi)是構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)的必然要求，無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)中節(jié)能技術(shù)的存在就很好的解決了能源浪費(fèi)的問(wèn)題。我們通過(guò)具體實(shí)例看一看無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)的節(jié)能效果。

某小區(qū)以高層建筑為主，生活用水量一般為每小時(shí)三十立方米，需要的供水水壓是0.65Mpa，選用GHG36-45無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備，花費(fèi)為118000元，不需要建設(shè)水池，只在地上建立泵房，此項(xiàng)造價(jià)花費(fèi)為6800元。不需要進(jìn)行消毒處理，占地面積比較小，只需要支出安裝費(fèi)用大約為3600，這樣總共報(bào)價(jià)在128400元左右。而相比之下，采用傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)前期花費(fèi)總價(jià)為203000元，花費(fèi)對(duì)比明顯，無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)大大節(jié)約了資金。

我們?cè)購(gòu)倪\(yùn)行方面算一筆賬，GHG36-45供水設(shè)備共六臺(tái)，全年的運(yùn)行費(fèi)用估算為：1.5×6×50%×24×365×0.75=29565。而同樣的運(yùn)行條件下傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)的造價(jià)是65043元，在運(yùn)行費(fèi)用上無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)也占有明顯的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)實(shí)例我們發(fā)現(xiàn)，無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)效果非常明顯，通過(guò)采用無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)我們大大減少了不必要的資金開(kāi)支。

4 無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)目前存在的問(wèn)題

雖然我們也通過(guò)實(shí)例分析論證了無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)存在的諸多優(yōu)點(diǎn)，但是無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)作為一種新型的供水系統(tǒng)難免也在使用中暴露出部分問(wèn)題，主要存在問(wèn)題有供水不夠可靠；因?yàn)闆](méi)有傳統(tǒng)的貯水池，而穩(wěn)流補(bǔ)償器的容器又比較小，所以容易造成供水的意外中斷，供水不夠穩(wěn)定，水量不足。此外無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初并沒(méi)有對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行全面的細(xì)致分析，如果系統(tǒng)設(shè)置出現(xiàn)偏差，那么外管網(wǎng)壓力就不能保證達(dá)到最低壓力限度，這就會(huì)影響到其他用戶的用水問(wèn)題。無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)并不是完美無(wú)缺的，仍然有改造提升的空間。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前來(lái)說(shuō)，無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)是比較先進(jìn)的供水系統(tǒng)，能有效地解決我們?cè)谌粘Ｉ钪斜容^頭疼的供水問(wèn)題，而且高效、節(jié)能、環(huán)保。雖然我們提到無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)依然存在著部分問(wèn)題，但是不可否認(rèn)的是這些問(wèn)題都會(huì)隨著技術(shù)的革新，研究的深入迎刃而解，屆時(shí)我國(guó)的供水系統(tǒng)將更加科學(xué)與先進(jìn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]龐連紅.無(wú)負(fù)壓（疊壓）供水設(shè)備在高層建筑中的應(yīng)用[J].科學(xué)之友（B版），2009.

[2]曲鍇.水廠供水系統(tǒng)變壓變量供水方式的應(yīng)用研究[D].中南大學(xué)，2011.

[3]吳迷芳.城市二次供水系統(tǒng)的優(yōu)化改造[D].天津大學(xué)，2006.

[4]劉汪龍.基于變頻調(diào)速的高樓供水系統(tǒng)變壓運(yùn)行機(jī)理及控制策略研究[D].中南大學(xué)，2012.

[責(zé)任編輯：丁艷]