无负压供水设备与变频供水设备的对比与选用问题探讨

自从无负压供水设备应用渐多，并逐渐占据了一定市场比例，近年来关于建筑给水选用无负压还是变频供水一直存在争论，两种方案都有各自的优点与不足，以下结合碰到的实际案例进行讨论。

　　一、 无负压供水技术的工作原理：

　　无负压供水设备采用微机控制变频调速实现恒压供水，其中的负压补偿系统克服了对管网的不良影响，无负压供水设备设定某一压力值，启动流量控制器调节市政进口压力，避免产生负压。自来水管网的水进入稳流罐，罐内空气从真空消除器排出，待水充满后，真空消除器自动关闭。当自来水管网压力能够满足用水要求时，系统由旁通止回阀向用水管网直接供水，当自来水管网压力不能满足要求时，系统压力信号由远传压力表反馈给变频控制器，水泵运行，并根据用水量的大小自动调节转速恒压供水。水泵供水时，若自来水管网水量大于水泵流量时，系统保持正常供水，用水高峰时，若自来水管网水量小于水泵流量时，稳流罐内的水作为补充水源仍能正常供水，此时，空气由真空消除器进入稳流罐，罐内真空遭到破坏，确保了自来水管网不产生负压，用水高峰过去后，系统恢复到正常供水状态。当自来水管网停水或用水高峰时间过长造成稳流罐液位不断下降，液位探测器信号发出报警信号反馈给变频控制器，水泵自动停机，以保护水泵机组。负压解除后，系统自动恢复正常运行。夜间小流量供水且自来水管网压力不能满足要求时，稳流罐可以贮存并释放能量，避免了水泵频繁启动。

　　无负压供水具有以下优点：首先，节能，无负压设备有效地利用了市政自来水原有的压力，节能效果显著;其次，安全卫生，无负压成套设备采用全密闭设计，杜绝了自来水与空气接触，无二次污染;第三，节省机房占地面积，因为不需要水箱且所有设备集中在一个安装底板上，无负压成套设备所需安装空间大幅减少;第四，节省管理维护费用，不需定期清洗水箱，水质检测费用减少。

　　无负压供水同时存在以下不足：首先，它的供水可靠性不高，它缺少蓄水水箱，稳流罐体积小，市政供水一有故障，整个设备将瘫痪建筑物处于停水状态。其次，由于直接从市政管网抽水，尽管可以解决负压问题，但必须取得主管部门批准。这是因为抽水时可能产生的负压会干扰水力工况，影响周围用水，甚至造成管网破坏。无负压供水技术由于有其自身的局限性，在下列条件下仍无法正常使用：①城市给水管网经常性停水的区域;②城市给水管网可利用水头过低的区域;③城市给水管网供水波动过大的区域;④使用无负压给水设备后，对周边现有(或规划)用户用水会造成严重影响的区域;⑤供水保证率要求高，不允许停水的用户;⑥凡可能对市政管网造成回流污染危害的行业，如医院、制药、化工等。

　　以下用一个项目为例，分析比较无负压与变频供水设备的选用过程：

　　工程概况：总建筑面积9万平米，地下三层、地上四层，地上20米、地下15米，2-4层为写字楼，1层、负一层为商场，负二、负三层为车库、设备用房及配套用房，屋面有大面积的屋顶绿化。

　　生活水水源为市政自来水，附近市政管网压力稳定、主管管径DN600，供水管径DN200，压力不小于2.0kg。为便于管理，甲方要求，1层及地下为市政自来水直供，2-4层选用无负压或变频供水设备供水，流量为10 m3/h。给水机房位于负三层。下表为选用无负压或变频供水设备各项对比表。

　　变频供水设备 无负压供水设备 二者对比情况

　　供水方式 使用水箱，市政自来水过来后全部放入水箱中，通过水泵加压后供给用户 设备与自来水管道直接串接加压供水，可充分利用自来水原有的压力。

　　占地面积 4X3X2.5水箱及泵组、紫外线消毒器等共需80 m2。 20 m2。 无水箱且所有设备集中在一个安装底板上节省60m2，腾出的空间可以做为库房或停车位。

　　水泵选型 扬程48m，流量10 m3/h，功率5.5KW两台(一用一备) 扬程28m，10 m3/h，功率2.2KW两台(一用一备)

　　供水质量 市政管道中的水源本来已经是经过消毒处理的，全部放入水池或水箱中再次加压，这样就增加了一次水源的污染;各种杂物极易进入水池或水箱中，严重污染水源。 设备跟市政管网直接串接，经过消毒处理自来水经过设备加压后直接供给用户跟空气没有任何接触，密封连接，水源没有任何污染，水质质量好，用户可以喝到符合卫生标准的饮用水。 /

　　节水情况 经常出现跑、冒、滴、漏的现象; 2、每年的清洗、消毒会浪费大量的水资源。 全封闭结构，杜绝了跑、冒、滴、漏，清洗等浪费水资源的现象。 /

　　前期投入 450000元 500000元 无负压比变频前期投入高：50000元

　　节能情况 办公区水泵的扬程是48m，流量10 m3/h，功率是5.5KW(一用一备)。每年用电金额为：1台泵*5.5千瓦*12小时*365天*1元/度电=24090元

　　水泵扬程高，功率大，耗能大，设备运行费用高，使用不经济。 办公区水泵扬程为28m，10 m3/h，功率2.2KW(一用一备)。每年用电金额为：1台泵*2.2千瓦*8小时*365天*1元/度电=6424元

　　水泵的选型小，扬程低，功率小，耗能小，运行时间短，设备运行费用低，节能效果明显著. 节省17666元

　　安装情况 设备使用水箱，工程量大，施工、安装麻烦，工期长，设备占地面积大。 成套设备出厂，到现场后，用户的自来水进水管和出水管直接与设备对接即可，安装简单，施工周期短，占地面积小。 /

　　节省清洗费用

　　传统变频水箱要求每年清洗两次，清洗费用每次按4000元算，则两次清洗费用为8000 元。变频供水设备还存在跑、冒、滴、漏、渗水等现象。 成套设备为全封闭结构，跟空气完全隔绝，采用食品级不锈钢材质，并杜绝了跑、冒、滴、漏、渗、等浪费水资源的现象，节省了清洗费用。 节省8000元

　　节省检测费用

　　变频水箱每年次进行清洗后都需进行水质检测，一个进水口，一个水箱，一个末端，共3个点，按1500元/点计，则检测费用为1500元×3=4500元，如按卫生局要求每年清洗两次的话，则验水费用为9000元;水箱需用紫外消毒器，每年需要更换消毒灯管等费用约1000元左右。 无负压设备每两年检测一次，一次检测三个出水点，检测费用为1500元/个*3个=4500元，每年只需2250元;且无负压供水设备无需使用紫外消毒器.节省更换费用。

　　节省7750元

　　综上所述：无负压供水设备的前期投入比变频供水设备高：50000元;

　　无负压供水设备比变频供水设备每年可节省费用：17666+8000+7750=33416元

　　这仅是一年的费用，无负压设备的生命周期为15—20年

　　综上所述，在建筑给水中选用无负压还是变频供水设备需要视实际情况而定，不仅要考虑建筑物本身的建筑特点、功能需要还要考虑周边的现有市政条件、主管部门意见、城市规划发展可能带来的变化等等，如条件满足可优先选用无负压设备，在选择前要进行详细的技术经济分析才能得到满意的结果。