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[摘要] 本文主要对无负压给水设备的作用原理、运行工况及其特点进行了分析，提出了无负压给水设备具有节能、节地、节水、节资、无污染等突出优点。供同行参考
[关键词] 无负压节能无污染给水设备变频调速
前言
在现在社会不断发展中，无负压给水设备是20世纪90年代中期在我国二次供水继高位水箱、气压给水、变频调速给水之后而兴起的一种新型的、节能省地型的二次供水设备。并在2003年被建设部列入“科技成果推广项目”，相继在北京、山东、浙江、天津、广东、上海、福建、哈尔滨等地得到了推广和应用。目前，无负压给水设备已广泛地应用于二次供水领域，包括住宅、学校、部队、医院、宾馆、办公、商场等领域的二次供水。
1.无负压给水设备作用原理
无负压给水设备是在传统的变频调速给水设备的基础上研制和发展起来的，但较传统的变频调速给水设备取消了水池、水箱等，并能对自来水管网或其他有压管网直接串接供水而不产生负压影响，主要由稳流补偿器、真空抑制器、水泵、控制柜、控制仪表、管道、阀门等组成，如图1所示.
图1无负压给水设备组成
1—稳流补偿器；2—真空抑制器；3—压力传感器；4—负压表；5—过滤器；6—倒流防止器；7—可选排污阀；8—小流量保压管；9—旁通管；10—水泵；11—止回阀；12—阀门；13—压力控制器；14—压力传感器；15—控制柜；A—接自来水管网或其他有压管网；B—接用户供水管网
无负压给水设备是利用负压处理技术、变频调速技术、真空抑制与稳流补偿技术、全密闭自平衡技术和全自动智能化控制技术，实现与自来水管网或其他有压管网直接串接供水而对其管网不产生负压。稳流补偿器是连接在自来水管网或其他有压管网与水泵之间的特制密闭装置，不与外界空气连通，并能配合真空抑制器实现无负压、全密闭、稳流补偿调节；真空抑制器则是根据稳流补偿器内的水量、压力、液位、真空度等信号，实时反馈、处理和控制，实现稳流补偿器内的压力平衡使之不产生负压。在设备运行过程中，当进水量小于用水量时，稳流补偿器配合真空抑制器及其控制系统在全密闭状态抑制负压的形成，同时，稳流补偿器内的储备水在其自平衡力的作用下及时补充到用户供水管网使用，并使稳流补偿器内的压力始终不低于某一设定值，从而保护了自来水管网或其他有压管网的压力始终维持在其最低服务压力之上；随着用水量减少而进水量足够时设备则可充分利用串接管网的原有压力，并对供水系统所需的设定压力进行差额补偿；当设备的进水压力大于或等于设定压力时，水泵将自动停机，并由自来水管网或其他有压管网经旁通管向用户供水管网直接供水；当系统不用水或小流量（如夜间用水低峰）时，设备依据检测到的电流电压、频率以及水量等信号而使运行中的水泵自动进入“停泵保压”状态，并由小流量保压管向用户供水管网供水，达到更好的节能。
图2为无负压给水设备控制流程。其中，微机控制系统是用于对各控制部件的水压、水量、电源、电压、电流、故障等信号进行采集、分析、比较、判断、处理和显示等，并完成不间断地持续供水；而水泵机组则包括水泵、电动机及配套管道、阀组等。
图2无负压给水设备控制流程
根据各部件的功能不同，无负压给水设备大致根据各部件的功能不同，无负压给水设备大致也可分为进水及配件、真空补偿（稳流补偿器、真空抑制器系统）、负压检测、微机控制、加压、输水和压力控制等7个系统。
2.无负压给水设备运行工况
假设设备的进水压力为P1，出水压力（即设定压力）为P2，稳流补偿器内的压力为P0，设备进水量为Q1，用水量（即出水量）为Q2,则:
（1）当用水量Q2＝0时，P0＝P1，此时设备进入不用水或小流量的“停泵保压”状态，水泵自动停机。
（2）随着用水量Q2增大，稳流补偿器内的压力P0由P1开始减小，且0＜P0＜P1（将转化为部分动压力）；
1）当P1≥P2时，设备继续处于小流量“停泵保压”状态，此时，由自来水管网或其他有压管网经旁通管向用户供水管网直接供水；
2）随着用水量Q2不断增大，且大于系统设定的小流量停泵保压值，P1＜P2，即设备的进水压力低于出水压力时，系统将检测到的压力信号反馈给微机控制系统使水泵启动，并自动进入变频调速运行状态，维持P2恒压力；此时，Q1随着Q2的增大而增大，且始终保持Q1＝Q2.
（3）随着Q2的进一步增大，P0将减小到自来水管网或其他有压管网的最低服务压力（其值可设定，假设为PA），此时Q1达到最大（假设为QA）。
（4）若某一时间内用水量Q2短时间超过QA，稳流补偿器内的压力开始有进一步下降的趋向，此时系统将检测到的信号反馈给控制柜系统，并通过真空抑制器和稳流补偿器联合作用，维持稳流补偿器内的压力P0始终在最低服务压力PA之上，也就保护了自来水管网或其他有压管网的压力始终在最低服务压力PA之上，从而避免了负压的产生。此时，稳流补偿器内的执行部件动作，并将其储备水补充到用户供水管网中使用，稳流补偿器起到水量补偿的作用，且进水量仍保持为 QA，QA＜Q2（QA＋Q*＝Q2，Q补为用水高峰时稳流补偿器内可瞬时补充的水量）。若长时间内出现 Q2 大于 QA 而使稳流补偿器超出调节水量范围时 或者自来水管网或其他有压管网停水致使 P1＜PA 时，系统将发出报警信号水泵停止运行；当进水压力P1 恢复到来水压力（大于PA）时，水泵自动启动、并恢复到正常供水状态。
（5）当用水量 Q2 开始减小至小于 QA 时，稳流补偿器则开始进入储能状态和进行水量的储备，此时进水量 Q1 随 Q2 逐步减小，P0也随之升高，但Q1＞Q2（有部分水量在稳流补偿器内储备）。
（6）当稳流补偿器储能完成，达到其内部压力平衡和稳定时，系统又恢复到Q1＝Q2状态。
（7）当用水量 Q2 进一步减小到不用水或小流量用水时，设备进入不用水或小流量的“停泵保压“状态，系统恢复到（1）所述工况，如此往复。
（8）此外，在运行过程中，当系统检测到进水压力P1≥P2时，水泵自动停机，此时，水流通过旁通管由自来水管网或其他有压管网直接供水。
3.无负压给水设备特点
无负压给水设备能直接与自来水管网或其他有压管网串接供水，取消了传统二次供水方式中的水池、水箱等。因此具有如下主要优点：
（1）对自来水管网或其他有压管网可直接串接供水而不产生负压，不影响附近用户的用水。
（2）可利用串接管网的原有压力，减少了水泵扬程，且水泵为变频调速控制，并在不用水或小流量时能“停泵保压”其节能效果显著。
（3）省去了水池、水箱及二次消毒设施等，节省了投资，节约了用地，简化了系统；并且设备布置紧凑，安装尺寸小。
（4）杜绝了水池、水箱的水质二次污染；又设备为全密闭自平衡运行，无外界空气及吸入物污染水质，供水水质安全、卫生。
（5）避免了因水池、水箱清洗、消毒及溢流等所造成的水量浪费，节水效果佳。
（6）便于自动化控制，可无人值守。
（7）安装简单，维护、管理方便。
（8）设备运行维护费用低，噪声小。
由于无负压给水设备的上述优点，再加之其产品的系列化、定型化、标准化和商品化的不断发展，以及随着城镇供水能力与供水条件的完善、人们对水质污染的严重性认识的深化和对节能意识的重视等，使得无负压给水设备自2003年后得到了迅速地发展，目前已广泛地应用于二次供水中，并为二次供水的发展作出了贡献。
当然，无负压给水设备也存在一些不足，如调节容量小，对串接管网的进水量要求较高，当系统长时间停水、停电时将会出现断水现象。
因此，在工程设计、选用时，应结合具体工程的实际情况，在满足使用条件的情况下优先考虑使用无负压给水设备。
4.结语
综上所述，本为得出了两个结论：
（1）无负压给水设备是我国二次供水继高位水池、气压给水、变频调速给水之后的一种新型的二次供水设备，具有节能、节地、节水、节资、无污染等突出优点，是一种具有极大发展潜力和推广价值的供水设备。
（2）在工程设计、选用时，应结合具体工程的实际情况，在满足使用条件的情况下优先考虑使用无负压给水设备。
[关键词] 无负压节能无污染给水设备变频调速
前言
在现在社会不断发展中，无负压给水设备是20世纪90年代中期在我国二次供水继高位水箱、气压给水、变频调速给水之后而兴起的一种新型的、节能省地型的二次供水设备。并在2003年被建设部列入“科技成果推广项目”，相继在北京、山东、浙江、天津、广东、上海、福建、哈尔滨等地得到了推广和应用。目前，无负压给水设备已广泛地应用于二次供水领域，包括住宅、学校、部队、医院、宾馆、办公、商场等领域的二次供水。
1.无负压给水设备作用原理
无负压给水设备是在传统的变频调速给水设备的基础上研制和发展起来的，但较传统的变频调速给水设备取消了水池、水箱等，并能对自来水管网或其他有压管网直接串接供水而不产生负压影响，主要由稳流补偿器、真空抑制器、水泵、控制柜、控制仪表、管道、阀门等组成，如图1所示.
图1无负压给水设备组成
1—稳流补偿器；2—真空抑制器；3—压力传感器；4—负压表；5—过滤器；6—倒流防止器；7—可选排污阀；8—小流量保压管；9—旁通管；10—水泵；11—止回阀；12—阀门；13—压力控制器；14—压力传感器；15—控制柜；A—接自来水管网或其他有压管网；B—接用户供水管网
无负压给水设备是利用负压处理技术、变频调速技术、真空抑制与稳流补偿技术、全密闭自平衡技术和全自动智能化控制技术，实现与自来水管网或其他有压管网直接串接供水而对其管网不产生负压。稳流补偿器是连接在自来水管网或其他有压管网与水泵之间的特制密闭装置，不与外界空气连通，并能配合真空抑制器实现无负压、全密闭、稳流补偿调节；真空抑制器则是根据稳流补偿器内的水量、压力、液位、真空度等信号，实时反馈、处理和控制，实现稳流补偿器内的压力平衡使之不产生负压。在设备运行过程中，当进水量小于用水量时，稳流补偿器配合真空抑制器及其控制系统在全密闭状态抑制负压的形成，同时，稳流补偿器内的储备水在其自平衡力的作用下及时补充到用户供水管网使用，并使稳流补偿器内的压力始终不低于某一设定值，从而保护了自来水管网或其他有压管网的压力始终维持在其最低服务压力之上；随着用水量减少而进水量足够时设备则可充分利用串接管网的原有压力，并对供水系统所需的设定压力进行差额补偿；当设备的进水压力大于或等于设定压力时，水泵将自动停机，并由自来水管网或其他有压管网经旁通管向用户供水管网直接供水；当系统不用水或小流量（如夜间用水低峰）时，设备依据检测到的电流电压、频率以及水量等信号而使运行中的水泵自动进入“停泵保压”状态，并由小流量保压管向用户供水管网供水，达到更好的节能。
图2为无负压给水设备控制流程。其中，微机控制系统是用于对各控制部件的水压、水量、电源、电压、电流、故障等信号进行采集、分析、比较、判断、处理和显示等，并完成不间断地持续供水；而水泵机组则包括水泵、电动机及配套管道、阀组等。
图2无负压给水设备控制流程
根据各部件的功能不同，无负压给水设备大致根据各部件的功能不同，无负压给水设备大致也可分为进水及配件、真空补偿（稳流补偿器、真空抑制器系统）、负压检测、微机控制、加压、输水和压力控制等7个系统。
2.无负压给水设备运行工况
假设设备的进水压力为P1，出水压力（即设定压力）为P2，稳流补偿器内的压力为P0，设备进水量为Q1，用水量（即出水量）为Q2,则:
（1）当用水量Q2＝0时，P0＝P1，此时设备进入不用水或小流量的“停泵保压”状态，水泵自动停机。
（2）随着用水量Q2增大，稳流补偿器内的压力P0由P1开始减小，且0＜P0＜P1（将转化为部分动压力）；
1）当P1≥P2时，设备继续处于小流量“停泵保压”状态，此时，由自来水管网或其他有压管网经旁通管向用户供水管网直接供水；
2）随着用水量Q2不断增大，且大于系统设定的小流量停泵保压值，P1＜P2，即设备的进水压力低于出水压力时，系统将检测到的压力信号反馈给微机控制系统使水泵启动，并自动进入变频调速运行状态，维持P2恒压力；此时，Q1随着Q2的增大而增大，且始终保持Q1＝Q2.
（3）随着Q2的进一步增大，P0将减小到自来水管网或其他有压管网的最低服务压力（其值可设定，假设为PA），此时Q1达到最大（假设为QA）。
（4）若某一时间内用水量Q2短时间超过QA，稳流补偿器内的压力开始有进一步下降的趋向，此时系统将检测到的信号反馈给控制柜系统，并通过真空抑制器和稳流补偿器联合作用，维持稳流补偿器内的压力P0始终在最低服务压力PA之上，也就保护了自来水管网或其他有压管网的压力始终在最低服务压力PA之上，从而避免了负压的产生。此时，稳流补偿器内的执行部件动作，并将其储备水补充到用户供水管网中使用，稳流补偿器起到水量补偿的作用，且进水量仍保持为 QA，QA＜Q2（QA＋Q*＝Q2，Q补为用水高峰时稳流补偿器内可瞬时补充的水量）。若长时间内出现 Q2 大于 QA 而使稳流补偿器超出调节水量范围时 或者自来水管网或其他有压管网停水致使 P1＜PA 时，系统将发出报警信号水泵停止运行；当进水压力P1 恢复到来水压力（大于PA）时，水泵自动启动、并恢复到正常供水状态。
（5）当用水量 Q2 开始减小至小于 QA 时，稳流补偿器则开始进入储能状态和进行水量的储备，此时进水量 Q1 随 Q2 逐步减小，P0也随之升高，但Q1＞Q2（有部分水量在稳流补偿器内储备）。
（6）当稳流补偿器储能完成，达到其内部压力平衡和稳定时，系统又恢复到Q1＝Q2状态。
（7）当用水量 Q2 进一步减小到不用水或小流量用水时，设备进入不用水或小流量的“停泵保压“状态，系统恢复到（1）所述工况，如此往复。
（8）此外，在运行过程中，当系统检测到进水压力P1≥P2时，水泵自动停机，此时，水流通过旁通管由自来水管网或其他有压管网直接供水。
3.无负压给水设备特点
无负压给水设备能直接与自来水管网或其他有压管网串接供水，取消了传统二次供水方式中的水池、水箱等。因此具有如下主要优点：
（1）对自来水管网或其他有压管网可直接串接供水而不产生负压，不影响附近用户的用水。
（2）可利用串接管网的原有压力，减少了水泵扬程，且水泵为变频调速控制，并在不用水或小流量时能“停泵保压”其节能效果显著。
（3）省去了水池、水箱及二次消毒设施等，节省了投资，节约了用地，简化了系统；并且设备布置紧凑，安装尺寸小。
（4）杜绝了水池、水箱的水质二次污染；又设备为全密闭自平衡运行，无外界空气及吸入物污染水质，供水水质安全、卫生。
（5）避免了因水池、水箱清洗、消毒及溢流等所造成的水量浪费，节水效果佳。
（6）便于自动化控制，可无人值守。
（7）安装简单，维护、管理方便。
（8）设备运行维护费用低，噪声小。
由于无负压给水设备的上述优点，再加之其产品的系列化、定型化、标准化和商品化的不断发展，以及随着城镇供水能力与供水条件的完善、人们对水质污染的严重性认识的深化和对节能意识的重视等，使得无负压给水设备自2003年后得到了迅速地发展，目前已广泛地应用于二次供水中，并为二次供水的发展作出了贡献。
当然，无负压给水设备也存在一些不足，如调节容量小，对串接管网的进水量要求较高，当系统长时间停水、停电时将会出现断水现象。
因此，在工程设计、选用时，应结合具体工程的实际情况，在满足使用条件的情况下优先考虑使用无负压给水设备。
4.结语
综上所述，本为得出了两个结论：
（1）无负压给水设备是我国二次供水继高位水池、气压给水、变频调速给水之后的一种新型的二次供水设备，具有节能、节地、节水、节资、无污染等突出优点，是一种具有极大发展潜力和推广价值的供水设备。
（2）在工程设计、选用时，应结合具体工程的实际情况，在满足使用条件的情况下优先考虑使用无负压给水设备。