摘要：隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，市政給排水工程也得到了快速的發(fā)展。在供水設(shè)備方面也出現(xiàn)了很多新型的設(shè)備類型，其中變頻無(wú)負(fù)壓二次供水技術(shù)引起了廣泛的關(guān)注。文章結(jié)合實(shí)例，重點(diǎn)論述了變頻無(wú)負(fù)壓二次供水技術(shù)。

關(guān)鍵詞：變頻無(wú)負(fù)壓；二次供水；技術(shù)

一、變頻無(wú)負(fù)壓二次供水技術(shù)概述

（一）變頻無(wú)負(fù)壓二次供水技術(shù)的定義

變頻無(wú)負(fù)壓二次供水是基于變頻恒壓供水設(shè)備之上，其主要包括了無(wú)負(fù)壓調(diào)節(jié)罐、水泵、氣壓罐及智能控制系統(tǒng)等四大部分。無(wú)負(fù)壓變頻供水技術(shù)充分結(jié)合了預(yù)壓平衡技術(shù)、負(fù)壓反饋技術(shù)、真空抑制技術(shù)及信號(hào)采集分析處理技術(shù)等，能夠有效實(shí)現(xiàn)無(wú)負(fù)壓變頻供水和空氣之間的全權(quán)隔絕，僅需要利用原有的自來(lái)水管網(wǎng)的壓力便可以進(jìn)行加壓供水，且不會(huì)對(duì)外界的供水管網(wǎng)產(chǎn)生任何的影響，確保了二次供水的節(jié)能性及高效性。

（二）變頻無(wú)負(fù)壓設(shè)備的特點(diǎn)

變頻無(wú)負(fù)壓設(shè)備屬于新型的供水系統(tǒng)，其在具體使用過(guò)程中，存在明顯的優(yōu)勢(shì)，但也具備一定的不足之處。其優(yōu)勢(shì)重要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，變頻無(wú)負(fù)壓二次供水技術(shù)能夠更好的節(jié)能，且初期設(shè)備投資相對(duì)較低。傳統(tǒng)的二次供水技術(shù)，首先需要將市政管網(wǎng)中的水運(yùn)輸?shù)剿刂校缓罄盟眉八鋪?lái)調(diào)節(jié)自來(lái)水的額流量和壓力，待其流量和壓力達(dá)到供水要求的時(shí)候，才能開始供水。在此過(guò)程中，自來(lái)水在運(yùn)送到水池的時(shí)候就會(huì)消耗其自身一定的壓力，且水池及水箱等設(shè)備需要投入相對(duì)較大的費(fèi)用，這樣不僅造成了能源的消耗，還增加的資金的投入。而使用變頻無(wú)負(fù)壓供水技術(shù)之后，可直接將市政管網(wǎng)和供水設(shè)備連接起來(lái)，能夠有效節(jié)省了水池和水箱的資金投入。此外變頻無(wú)負(fù)壓設(shè)備的初期投資也相對(duì)較低；第二，在使用變頻無(wú)負(fù)壓設(shè)備的過(guò)程中，其配備的都有過(guò)濾裝置，過(guò)濾裝置能夠有效阻擋細(xì)菌，且設(shè)備主要使用的是不銹鋼的材料，能夠有效避免管道內(nèi)部出現(xiàn)藻類現(xiàn)象，這樣能夠確保供水過(guò)程的清潔度，確保自來(lái)水的供水質(zhì)量；第三，變頻無(wú)負(fù)壓設(shè)備的運(yùn)行成本相對(duì)較低。在使用變頻無(wú)負(fù)壓供水技術(shù)的時(shí)候，一般多采用的是型號(hào)較小的加以泵，且一般采取的多臺(tái)加壓泵一起運(yùn)行的方式，這樣能夠有效降低對(duì)電能的消耗。同時(shí)市政管網(wǎng)在供水等的時(shí)候，一般存在低峰期和高峰期，在低峰期的時(shí)候，自來(lái)水的壓力較大，這時(shí)加壓泵幾乎不需要進(jìn)行加壓，只有在用水高峰期的時(shí)候才需要對(duì)加壓泵進(jìn)行加壓，這樣一來(lái)，加壓泵的使用時(shí)間也就相對(duì)較少，其運(yùn)行的成本也就相對(duì)較低。

當(dāng)然變頻無(wú)負(fù)壓設(shè)備也存在一些不足，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，其供水的可靠性難以保證。由于變頻無(wú)負(fù)壓設(shè)備和市政管網(wǎng)是直接連接的，如果市政管網(wǎng)出現(xiàn)無(wú)法供水的情況，變頻無(wú)負(fù)壓供水也將出現(xiàn)中斷；第二，變頻無(wú)負(fù)壓技術(shù)屬于新型的供水系統(tǒng)，其技術(shù)方面還有待于進(jìn)一步研究，因此其可能會(huì)存在一些未知的問(wèn)題；第三，該技術(shù)在使用過(guò)程中需要直接從市政管網(wǎng)中抽水，因此其能夠操作的前提條件是得到相關(guān)部門批準(zhǔn)；第四，由于國(guó)家還沒(méi)有明確的無(wú)負(fù)壓標(biāo)準(zhǔn)，因此在具體使用的時(shí)候，為了避免對(duì)市政管網(wǎng)的破壞，對(duì)其接入管網(wǎng)的限制依然較多。

二、變頻無(wú)負(fù)壓二次供水技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

（一）應(yīng)用實(shí)例

某住宅小區(qū)的建筑高度為58m，地上總共13層，地下負(fù)二層，建筑的面積為68220m2，供水系統(tǒng)為雙路引入給水管，市政自來(lái)水的水壓為0.2MPa，設(shè)計(jì)的最大用水量為每小時(shí)26.5方，最大日用水量為每天137.9方。地下室的生活泵房?jī)?nèi)部設(shè)置變頻無(wú)負(fù)壓系統(tǒng)進(jìn)行供水，系統(tǒng)中總共包含了2臺(tái)變頻水泵，分別用于高區(qū)及地區(qū)樓層的供水，其中變頻無(wú)負(fù)壓設(shè)備主要是對(duì)高層進(jìn)行供水，而地層供水主要采用的是全銅比例減壓閥進(jìn)行減壓供水。

（二）系統(tǒng)工作原理

在該住宅小區(qū)的變頻無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)中，設(shè)置的有手動(dòng)控制模式。一主要是為了防止變頻器出現(xiàn)故障現(xiàn)象或者系統(tǒng)需要檢修的時(shí)候，就可以采取手動(dòng)方式對(duì)兩臺(tái)水泵進(jìn)行啟動(dòng)和停止控制，確保供水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。該系統(tǒng)的主要工作原理是：當(dāng)市政管網(wǎng)中的自來(lái)水的壓力值小于用戶所需要的設(shè)定壓力，則控制系統(tǒng)就會(huì)直接啟動(dòng)變頻水泵。且變頻泵的轉(zhuǎn)速和市政管網(wǎng)的壓力值成反比。也就是說(shuō)市政管網(wǎng)的壓力值越大，變頻水泵的轉(zhuǎn)速就會(huì)越快。待用戶管網(wǎng)的壓力值達(dá)到用戶所需要的最大壓力時(shí)，變頻水泵即停止，此時(shí)變頻無(wú)負(fù)壓系統(tǒng)則可以直接利用自來(lái)水的壓力，確保用戶所需要的水壓保持在所要求的范圍之內(nèi)；當(dāng)用戶所需喲的水壓低于系統(tǒng)設(shè)定的最小值的時(shí)候，變頻水泵便自動(dòng)開啟工作。在本實(shí)例中的變頻無(wú)負(fù)壓系統(tǒng)中，其進(jìn)出口連接的是不銹鋼的無(wú)負(fù)壓罐，控制系統(tǒng)對(duì)無(wú)負(fù)壓罐內(nèi)的壓力情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，利用真空抑制器能夠確保無(wú)負(fù)壓罐內(nèi)產(chǎn)生無(wú)負(fù)壓，確保供水的正常。但是當(dāng)市政管網(wǎng)停水的時(shí)候，還設(shè)備也將停止工作。

（二）恒壓原理

在該變頻無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備中，在水管網(wǎng)上設(shè)置了壓力變送器，該設(shè)備能夠?qū)⒊隹趬毫π盘?hào)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)，并將該標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)傳輸至PLC接收端口，該端口接收到標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)之后便進(jìn)行PID調(diào)節(jié)活動(dòng)，并將系統(tǒng)運(yùn)算的結(jié)果和給定的壓力參數(shù)進(jìn)行比較，最終得出需要調(diào)節(jié)的參數(shù)，該調(diào)解參數(shù)被送至變頻器之后，能夠有效控制水泵的轉(zhuǎn)速，有效調(diào)節(jié)系統(tǒng)的供水量，同時(shí)確保供水管網(wǎng)的壓力保持在用戶所需要的設(shè)定值范圍之內(nèi)。若用戶的用水需求量大于1臺(tái)水泵的供水量，PLC則會(huì)向切換器發(fā)出加減水泵的指令；若供水負(fù)載出現(xiàn)變化，PLC也會(huì)對(duì)水泵的數(shù)量進(jìn)行增減控制，同時(shí)會(huì)改變變頻器對(duì)輸出電機(jī)的電壓、頻率等，且調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，最終形成確保以用戶所需要設(shè)定的壓力為基礎(chǔ)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。

（三）無(wú)負(fù)壓原理

在本工程實(shí)例中，該變頻無(wú)負(fù)壓系統(tǒng)的核心設(shè)備是真空抑制器。真空抑制器的主要作用在于不影響四周用水的基礎(chǔ)之上有效消除市政管網(wǎng)中的負(fù)壓，能夠有效保護(hù)市政管網(wǎng)及其相關(guān)設(shè)備。無(wú)負(fù)壓原理和復(fù)合排氣閥的原理大致相同，也是利用一個(gè)浮球來(lái)進(jìn)行工作，無(wú)負(fù)壓缸內(nèi)水位發(fā)生變化的時(shí)候，浮球會(huì)進(jìn)行垂直上下移動(dòng)，進(jìn)而控制閥門的開關(guān)活動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)無(wú)負(fù)壓罐內(nèi)的吸氣和排氣工作，并確保在罐內(nèi)水未滿之前消除罐內(nèi)的真空。

三、使用變頻無(wú)負(fù)壓供水技術(shù)時(shí)的注意事項(xiàng)

第一，運(yùn)用變頻無(wú)負(fù)壓技術(shù)的時(shí)候，必須和實(shí)際用水條件結(jié)合起來(lái)。由于市政管網(wǎng)的供水條件不盡相同，為了確保該系統(tǒng)的高效節(jié)能效果的充分發(fā)揮，其系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)也各具特點(diǎn)；第二，因?yàn)樗玫男屎退玫霓D(zhuǎn)速三次方成正比關(guān)系，若電機(jī)的頻率較低，則會(huì)直接影響到水泵的供水效率，因此應(yīng)控制好電機(jī)的頻率；第三，使用該系統(tǒng)的時(shí)候，需要從市政管網(wǎng)中直接供水，因此需要征得相關(guān)部門的批準(zhǔn)方可進(jìn)行；第四，因市政管網(wǎng)的配置是依據(jù)時(shí)最高用水量和日最高用水量，流量的校核過(guò)程中主要是依據(jù)消防、最大傳輸及發(fā)生事故時(shí)的用水量為主要參照依據(jù)。在這些供水干支管中運(yùn)用變頻無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備的時(shí)候，必須確保規(guī)劃的合理性；第五，由于市政管網(wǎng)或者小區(qū)的供水流入水泵進(jìn)口的尚存余壓始終處于動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程之中，市政管網(wǎng)供水的水壓、用水量的變化而引起的吸水管的水流阻力都會(huì)對(duì)水泵的運(yùn)行效率產(chǎn)生直接的影響。因此必須針對(duì)具體情況，核算水泵的高效區(qū)，確保水泵始終處于高效區(qū)的工作狀態(tài)之中，從而有效的發(fā)揮出變頻無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備的節(jié)能效果。

總之，變頻無(wú)負(fù)壓供水技術(shù)屬于一種新型的供水技術(shù)，其能夠確保二次供水的清潔度和高效節(jié)能，投資成本較低，且便于管理。但是其在使用過(guò)程中也存在一定的不足，我們?cè)谑褂迷摷夹g(shù)的時(shí)候，必須針對(duì)供水等實(shí)際情況，合理規(guī)劃，確保其效用的發(fā)揮，同時(shí)還應(yīng)該不斷的深入研究該技術(shù)，確保該技術(shù)能夠發(fā)揮出更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯?？?，朱雷.變頻技術(shù)在二次供水系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2012（05）

[2]陳小蟬.住宅小區(qū)二次供水節(jié)能措施.[J].建設(shè)科技，2010（21）