浅谈无负压供水设备在高层小区供水中的应用

      当前各大中型城市中市政自来水管道的末端压力一般为0.19-0.24Mpa，而目前用水器具要求最低流出水头为0.05Mpa，也就是说当用户的用水高度超过0.13-0.19Mpa ,即住宅三至四层以上时，市政管网中的自来水压力已经不能满足用户的要求，这时候就需要加压来保障用户的需求。目前，二次供水设施大多采用断流水箱与水泵相结合的供水方式，这种方式的优点是：供水管道直接进入水箱，后经水泵加压供给用户，不会对市政管网的其他用户造成影响;缺点是：(一)水进入水箱后，容易造成二次污染，需定期清洗消毒水箱，浪费水资源并且给用户带来麻烦，给后期运行带来不便(二)市政管网的压力经水箱后减弱，不能充分利用上市政给水管网中的压力，造成能源的浪费(三)泵房所需占地面积较大，资金投入较多，泵房施工工期较长，使用泵房有噪音。(四)用户停电时，即使市政管网有压力也无法使用，不能为用户供水。为了防止水源的二次污染，提高水质质量，降低能耗，节能减排，科研机构研制开发出了管网叠压供水设备，该设备能根据市政管网和用户管网所需的压力，自动调节水泵的启停，使用叠压供水设备具备以下优点：(一)用户运行成本低，耗电量少，能够利用市政管网中自来水的压力从而达到节约能源的目的，进而节约了运行成本。(二)使用过程中水压稳定，不会对市政管网中水压进行干扰。(三)不需设置生活水池，防止水源的二次污染，不用定期清理生活水池。

　　无负压供水设备按结构形式、根据土建类型，和现场安装条件目前常见的可分为室外整体式、室内分体式、室内整体式。其中室外整体为水泵机组与控制系统安装于保护箱内，此种形式目前适用点相对后两者较少;室内分体为水泵机组与稳流罐分别为相互独立的个体，可根据场地布置安装;室内整体为水泵机组与稳流罐采用整机一体安装，目前适用最为广泛的一种安装方式。在使用叠压供水设备过程中按工作水泵数量可分为单台、多台泵组形式运行供水。单台泵组一般采用两台型号一样的水泵运行，运行过程中一用一备，无特殊要求，不同时使用，便于日后的维护与检修，单台泵组运行形式适用于用水量变化不大的场合。 多台泵组一般至少采用两台或以上水泵并联运行，一般也是具备备用泵组，多台泵组调度较灵活，此供水形式适用于用水量变化较大，用水量不恒定的地点。

　　无负压供水设备是根据市政管网的压力、用户要求的压力来自动调节的，以达到节能的目的。目前市政管道供水压力只有三种情况，这三种情况叠压供水设备均能轻松应对：

　　1、当市政管网的压力小于叠压供水设备设定的最低压力时，泵自动停止，以免对市政管网造成负压。

　　2、当市政管网的压力大于叠压供水设备设定压力但小于用户用水压力时，泵自动开启。根据两者之间的差值，通过变频及压力罐来调节泵的开启压力。此时泵压力逐渐增加，直至超过用户要求压力时，达到第三种工况。

　　3、当市政管网的压力与泵的压力之和超过用户要求压力时，泵自动停止，达到节能目的。此时供水压力逐渐减少小，当低于用户压力时，泵又开启。如此反复，达到用户要求。

　　范例：

　　某小区需加压用水住户260户，建筑物高度为17层，1-3层为市政自来水常压供水，4-17层为泵后加压为用户提供水源。现把4-10层定为中压区域供水，用水户数为190，11-17层为高压区域供水，用水户数为70户。10层最不利用水点的出水管标高29.2米，17层最不利用水点的出水标高61.5米。根据不同的用户所需的用水压力做两套供水设备，以达到节能的目的。

　　根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数，按U0=q0mkb/0.2Ng*T*3600，计算出U0=0.015;根据计算管段上的卫生器具当量总数计算出管网的设计秒流量Q(中)=25.3m3/h.。同样计算出Q(高)=14.32m3/h..

　　按照《建筑给水排水设计规范》的规定，计算出用水高峰中区水泵满足最不利点的水压Hb=46m、高区Hb=80m，考虑到水泵的性能，设备选为：中区水泵参数：Q=26m3/h.，H=46m，N=5.5KW,恒压贮水器800*1800;高区水泵参数：Q=16m3/h.，H=80m，N=5.5KW，恒压贮水器600*1200。通过半年的实际运行，设备运行稳定，全部实现自动运行。

　　一、 无负压供水设备的条件

　　叠压供水设备具有高效节能、防止二次污染、施工工期短、占建筑用地少、用户运行起来费用较低等一系列优点，但并不是所有场地都适宜使用叠压供水设备，使用叠压供水设备的场地必须具备以下基本条件，缺一不可：

　　1：使用叠压供水设备的场地所接市政管网的压力不能低于0.19Mpa，否则就会影响周边的市政给水管网的正常供水;

　　2：市政供水管网采用管网叠压供水密度过大的区域，严禁再使用叠压供水设备进行供水，因为使用一条供水管网相距很近的用户若同时采用叠压供水方式进行供水势必会对市政供水管网中的市政水压造成影响。

　　3：使用叠压供水设备进行供水的用户所接市政管网的管径不低于150mm，且与叠压供水设备吸水管的管径之比应不小于3：1，叠压供水设备吸水管的管径不应大于100mm。

　　4：如果使用叠压供水设备的用户可能对公共供水造成污染，则不能使用叠压供水设备，因为一旦倒流防止器失灵，发生倒流，会污染市政供水管网，则造成的后果是不堪设想的。

　　5：市政给水管道能长期保证二十四小时全日供水不间断的区域，否则需采用断流水箱与水泵相结合的供水方式，因为该方式在市政管道无水的情况下，仍然能为用户提供水箱里的水源。

　　综合以上各项所述，当前城市需要二次供水的用户越来越多，范围越来越广，二次供水已成为城市供水中不可缺少的重要组成部分，管网叠压供水方式做为当前一种先进的二次供水方式，在确保城市供水安全的基础上，应严格遵守叠压供水设备的使用条件，合理地推广叠压供水这种方式，为用户提供更好的水源保证，在安全运行的前提下，尽可能的节能，高效的运行，使之越来越完善，更好的，更加科学的为用户提供服务。