任淑軍

（三門峽市自來水公司，三門峽 472000）

節(jié)能減排是國家的一項長期發(fā)展戰(zhàn)略，目前，人們越來越重視二次供水節(jié)能，常見的二次供水方式包含高位水箱供水、變頻調(diào)速給水和氣壓給水等，這些技術(shù)在實際應(yīng)用中均存在一定的缺陷，節(jié)能效果不是十分理想。無負壓給水設(shè)備可直接與自來水管網(wǎng)串聯(lián)，利用進水管網(wǎng)原有壓力起到節(jié)能效果，與其他二次供水設(shè)備相比，有著非常明顯的應(yīng)用優(yōu)勢。當(dāng)前，無負壓給水設(shè)備在實際應(yīng)用中還存在非常大的提高空間，做好節(jié)能方面研究，才能夠?qū)o負壓給水設(shè)備節(jié)能潛力充分發(fā)掘出來，提高節(jié)能有效性，下面就此展開研究分析。

1 常見小流量供水節(jié)能技術(shù)

負壓給水設(shè)備在實際應(yīng)用中選擇變頻調(diào)速控制水泵，有非常好的節(jié)能降耗效果。而無負壓給水設(shè)備水泵工況點則存在較多影響因素，比如自來水管網(wǎng)壓力、用水量變化等，如果設(shè)備無法結(jié)合實際情況自我調(diào)節(jié)和控制，將非常容易偏離高效區(qū)狀態(tài)，大幅度降低設(shè)備工作效率，產(chǎn)生過多無用功，很難取得理想的節(jié)能效果。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)主要是因為無負壓供水設(shè)備在水泵選擇方面，結(jié)合設(shè)計工況選擇最大流量、揚程以及自來水管網(wǎng)最小壓力，但是水泵在實際使用過程中很少會出現(xiàn)這種極限情況，設(shè)計過程中如果過于重視供水安全，則非常容易使水泵流量和揚程超過實際需要，將會大幅度縮小水泵運行高效區(qū)，尤其是長期小流量情況下，水泵長時間偏離高效區(qū)運行，甚至在夜間可能零流量，產(chǎn)生大量無效功。因此，在小流量供水情況下，無負壓給水設(shè)備很難實現(xiàn)高效運行，能量浪費嚴重，為了對這一情況進行有效控制，在無負壓給水設(shè)備選擇方面必須要對小流量供水節(jié)能技術(shù)有充分的研究，一般可以采取以下幾種措施。

1.1 穩(wěn)流補償器設(shè)置保壓裝置，與小流量保壓管連接

水流量小情況下，水泵停止運行，利用水流量保壓管供水。穩(wěn)流補償器保壓裝置調(diào)節(jié)水量在不斷減少情況下，設(shè)備出口壓力持續(xù)下降，下降超過限值后，水泵自動啟動，水泵的運行不僅要滿足用水點用水需要，同時還需要利用保壓管向保壓裝置內(nèi)補水。在重新到達小流量狀態(tài)時，水泵再次停止工作，從而達到節(jié)能目標。

1.2 設(shè)置氣壓水罐，停泵后供水

水流量小情況下，適當(dāng)提高設(shè)備出口端壓力，使其超過設(shè)定壓力0.05MPa，水泵啟動一方面滿足供水要求，另一方面還要為氣壓水罐補水，完成補水后水泵停止運行。用水點由氣壓水罐供應(yīng)，氣壓水罐在供水過程中調(diào)節(jié)的水量逐漸減少，同時設(shè)備壓力下降，當(dāng)壓力下降到一定值后水泵自動啟動，在為供水點供水的同時為氣壓水罐補水。供水達到用水小流量狀態(tài)后水泵再次運行，通過水泵間歇式啟停起到相應(yīng)的節(jié)能作用。

1.3 增設(shè)小流量水泵

水流量小情況下，主泵自動停止運行，小流量水泵啟動，以此來取得節(jié)能效果。小流量水泵功率小，在運行過程中能耗低。一般在無負壓給水設(shè)備中增設(shè)小流量水泵，可配置1～2臺變頻水泵，在揚程方面，按照主泵揚程選擇，也可以略低于主泵揚程。

1.4 設(shè)置小容量高位水箱

無負壓給水設(shè)備先將水輸送至高位水箱，后由高位水箱向各用水點供水，這種供水方式可使無負壓給水設(shè)備持續(xù)處于高效運行狀態(tài)，避免不必要的能量浪費，起到節(jié)能效果。但是，設(shè)置高位水箱會占用建筑物一定的空間，對建筑物抗震有一定影響，同時容易對水體造成二次污染。

這四種方案，前三種方案應(yīng)用較為廣泛，能夠?qū)崿F(xiàn)對用水小流量狀態(tài)的準確判斷，其原理是隨著用水量的減少，水泵頻率會有明顯下降，降低至閥止后自動判定小流量狀態(tài)。

2 無負壓給水設(shè)備節(jié)能技術(shù)

無負壓給水設(shè)備在實際應(yīng)用中多選擇恒壓控制方式，即設(shè)備出口端水壓穩(wěn)定，這種控制方式較為簡單，只需要在設(shè)備出口位置安裝壓力表就可以實現(xiàn)對水壓的準確檢測。但這種控制方式存在弊端，很難根據(jù)用戶的用水變化對水泵運行狀態(tài)進行適當(dāng)控制和調(diào)整，同時還容易造成壓力波動，這種供水方式會有一定的能量浪費。無負壓給水設(shè)備主要應(yīng)用變壓變流量供水，能夠為給水節(jié)能提供一個發(fā)展方向，常用的無負壓給水設(shè)備變壓變流量供水可以選擇以下兩種方式。

2.1 用水末端恒壓控制

將壓力測控點設(shè)置在用水末端，利用無線傳輸方式，將壓力信號傳遞至控制系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程恒壓控制。這種控制方式在實際應(yīng)用中能夠結(jié)合用水量變化和控制水管網(wǎng)水頭損失變化，在滿足用水要求的同時最大限度減少多余浪費，取得理想的節(jié)能效果。這種節(jié)能方式存在較大難度，隨著距離的增加，壓力信號反饋時間會有明顯減少，很難實現(xiàn)對故障信息的及時檢查，系統(tǒng)可靠性低，更多應(yīng)用在獨立建筑物等方面。

2.2 出口端變壓變流量控制

將流量計等流量控制單元安裝在設(shè)備出口端，通過對現(xiàn)場實際數(shù)據(jù)的記錄，總結(jié)管網(wǎng)特性曲線方程，將該方程輸入控制系統(tǒng)，設(shè)備在運行過程中可結(jié)合具體流量大小算出相應(yīng)的壓力值，實現(xiàn)對流量的有效控制，取得相應(yīng)的節(jié)能效果。在不同區(qū)域、不同季節(jié)以及不同時間段，用水管網(wǎng)用水存在一定的區(qū)別，利用現(xiàn)場數(shù)據(jù)觀測所獲取的拋物線方程會與實際情況存在一定的偏差，在實際應(yīng)用中需要對拋物線方程展開顯著性檢測。另外，還需要結(jié)合用戶用水情況對拋物線方程進行優(yōu)化和完善，保證設(shè)備實際運行情況盡量與特性曲線保持一致。

無負壓給水設(shè)備還可以選擇分時段分壓力供水，結(jié)合用戶用水特點，在不同時段設(shè)置不同的供水壓力。在用水高峰時，出水管網(wǎng)存在較大的壓力損失，為了正常供水，在設(shè)備出口端適當(dāng)提高供水壓力值，在用水中峰，出水管網(wǎng)壓力損失相對較小，可適當(dāng)降低設(shè)備出口端供水壓力；在小流量情況下，可再次降低設(shè)定壓力。為了更好滿足用戶用水需要，將一天劃分為六個不同時段，分別設(shè)置不同壓力，整個程序自動運行，預(yù)先設(shè)定時間自動調(diào)整設(shè)備出口端壓力，實現(xiàn)恒壓供水。這種供水方式相對較為簡單，在實際應(yīng)用中可以取得非常好的節(jié)能效果。

3 結(jié)語

我國常見的二次供水方式包含高位水箱供水、變頻調(diào)速給水和氣壓給水等，無負壓給水設(shè)備屬于一種新的二次供水設(shè)備，有著節(jié)能、無二次污染等特點，在實際應(yīng)用中有著非常好的節(jié)能效果。在小流量情況下，無負壓給水設(shè)備低效率運行，必須要應(yīng)用小流量供水節(jié)能技術(shù)，減少不必要的能量浪費。無負壓給水設(shè)備主要應(yīng)用變壓變流量控制，能夠更好地滿足水量變化以及減少水管網(wǎng)水頭損失，減少浪費，實現(xiàn)設(shè)備節(jié)能運行。加大無負壓給水設(shè)備節(jié)能技術(shù)開發(fā)力度，能夠在減少能耗的同時提高運行效率，更好地滿足國家二次供水節(jié)能需要，促進社會經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。