1、管網疊壓無負壓供水設備綜述摘要論述了城鎮二次加壓供水方式的發展歷程、蓄水池是二次加壓供水方式存在的問題、 管網疊壓無負壓供水方式產生的社會背景、分類、代表產品系統組成及工作原理，并對電 子防負壓式與機械防負壓式管網疊壓無負壓供水設備的結構、性能及效果進行了列表比 較，認為管網疊壓無負壓供水方式將全面取代蓄水池式二次加壓供水方式成為二次加壓供 水方式的主流而被廣泛應用，而電子防負壓式管網疊壓無負壓供水設備以其先進的控制原 理、技術、卓越的性能和低成本優勢將取代機械防負壓式設備成為管網疊壓無負壓供水設 備的主流產品，使管網疊壓無負壓供水設備進入電子防負壓新時代。關鍵詞：二次加壓、管網疊壓、無負壓供

2、水設備、電子防負壓、穩流罐、穩流補償器、 真空抑制器。一、城鎮二次加壓供水方式的發展歷程 長期以來，城鎮市政管網供水壓力都是以滿足普通低層建筑供水來設定其水廠供水壓 力，因此，城鎮多數建筑都必須采用二次加壓供水方式滿足建筑物的供水需求。我國城鎮二次加壓供水方式經歷了從“蓄水池 + 加壓泵 + 水塔供水方式”、“蓄水池 + 加壓泵 + 高位水箱供水方式”、“蓄水池 + 加壓泵 + 氣壓罐供水方式”和“蓄水池或蓄水箱 + 變頻調速加壓機組供水方式”四個發展階段，目前已進入“管網疊壓無負壓供水加壓機組 供水方式”新時期。目前，在國內城鎮二次供水領域，除“蓄水池 + 加壓泵 + 水塔供水方式”以基本絕

3、跡 外，其它三種二次加壓供水方式都有使用，但以“蓄水池或蓄水箱 + 變頻調速加壓機組供 水方式”為主，而管網疊壓無負壓供水方式則剛剛起步， 正在逐步取代其他供水方式而成為 城鎮二次加壓供水系統的主流。除“管網疊壓無負壓供水方式”外，其它四種供水方式有一個共同特征，就是二次加壓 供水系統中都有蓄水池或蓄水箱。為了便于敘述，本文以下內容中將其統稱為蓄水池式供 水方式。在此類供水方式中，工作時先將市政管網的有壓水泄放入水池中，再由加壓設備 從水池中抽水加壓送入用戶用水管網。雖然上述供水方式能夠滿足用水的壓力需求，但存 在著難以解決的水源二次污染和能源浪費問題。隨著社會的發展，能源供應日趨緊張，建 立

4、節能型社會的呼聲日漸高漲；另一方面，居民生活水平持續提高，對飲用水水質的要求 也不斷提高；此外，水資源短缺已威脅到城鎮居民的飲水問題，水價不斷提高；城鎮建設 用土地日漸緊張，土地價格不斷攀升。由于上述原因及原有供水方式自身的不足，目前供 水方式存在的問題也越來越突出，已經不能滿足社會生活的需要。社會對節能、節水、衛 生、安全、無污染的新型供水方式的要求越來越迫切。在此背景下，管網疊壓無負壓供水 方式應運而生。二、蓄水池式二次加壓供水方式存在的問題首先，使用蓄水池的供水方式能源浪費嚴重。使用蓄水池的供水方式必須將市政管網的剩余壓力完全放掉，使原本帶壓力的水變成零壓力，然后再從零加壓。在此過程中，

5、市政管網的剩余壓力全部白白放掉，造成能源的 浪費。舉例來講，一座七層住宅，市政管網壓力到用戶處有25米左右，能夠滿足五層樓的用水要求，六層壓力不足。在解決這種供水不足問題時，采用蓄水池式供水方式時的供水 系統是建一個蓄水池或蓄水箱，加一套變頻調速加壓供水設備。其工作過程是：由變頻加 壓供水設備從蓄水池取水，加壓后向用戶用水管網供水。采用上述方式，最終的供水壓力 為31米，僅比原市政管網壓力增加了 6米。同樣的情況，如果采用管網疊壓無負壓供水方 式，則只需選用揚程6米的水泵即可圓滿解決問題。為了增加 6米壓力卻用了 31米揚程的水 泵加壓，浪費達80.65%,而這些損失最終要由用戶來承擔！其次，

6、采用蓄水池式的供水方式存在水池的二次污染，無法保證水質的衛生要求，造 成居民飲用水的衛生隱患。市政管網供應的飲用水經過多級處理，基本上能夠滿足生活用 水的水質要求，但經過蓄水池的存儲后，水質已經污染。調查顯示，使用蓄水池式的二次 供水系統，大部分水質不合格，部分余氯為零，各種有害菌嚴重超標。更為嚴重的是，蓄 水池無法避免老鼠及其他雜物等的進入， 使水池、水箱成為疾病傳染的根源。在廣東等地, 水池內紅蟲的危害尤其嚴重，嚴重影響了用戶的用水安全。第三，使用水池容易造成跑、冒、滴、漏、蒸發等現象的發生，造成用戶用水成本加 大，取消蓄水池、蓄水箱可以節水，在淡水資源日益緊張的今天，節約用水已經是一個嚴

7、 肅、緊迫的要求。第四，采用蓄水池的供水方式在供水系統中存在開放環節，給飲用水水源投毒犯罪提 供了方便條件，事實上飲用水蓄水池投毒案件也屢見不鮮，造成了飲用水源安全隱患。第五，占地多，成本高。使用蓄水池（水箱），占地面積大、施工復雜、建設周期長， 使建筑供水系統的成本增加4060%尤其對于改造工程來講，在老城區再建設蓄水池相 當困難，這也是造成很多用水難問題的根源。最后，上述供水方式環節多，浮球閥、水泵底閥、水位控制器等都是易出故障環節， 使設備運行穩定性差，故障率高，設備維護工作量大，壽命短，管理困難。此外，該類設備運行噪音大，存在環境污染。總之，使用蓄水池式二次加壓供水方式已經不能滿足社會

8、的需求，無論從節能、節水、節地、衛生還是從環境污染的角度，已經不能滿足用戶的需求，取消蓄水池已經成為社會 的共識，勢在必行！三、管網疊壓無負壓供水方式產生的社會背景從歷史角度看，蓄水池式供水方式是在生產力落后，社會資源貧乏的計劃經濟時代的 產物。當時城市自來水是福利性公用資源，受政府財力限制，一般城市自來水資源配置較 低，市政管網供水能力不能滿足各單位最大用水量時的需求，只能采取各用水單位另加調 節環節一一增加一個調節蓄水池，用水低谷期市政管網向用戶蓄水池補水，以彌補用水高 峰期市政管網供水能力的不足，保證各用水用戶可以 24小時連續供水。在此情況下，如果 允許用戶直接在市政管網上接泵取水，勢

9、必造成高峰期相鄰用戶供水壓力過低，無水可用, 影響供水管網平穩安全運行。因此國務院1994年的供水條例中規定“嚴禁用戶在供水管網上 直接安裝水泵抽水”。當初條例規定禁止在城市公共供水管道上直接裝泵抽水的主要目的是 在供水量不足的情況下，防止用水高峰期不采取任何預防措施的用水泵直接抽取公共管網的水引起附近管網的水壓太低影響其他用戶用水，破壞供水管網的穩定運行，這在當時是 正確的。改革開放 30年，我國經濟得到了長足的發展，其中，城鎮供水已從公用事業改為商業 運作，各城市供水公司大力進行水源建設和管網建設，城市供水能力大幅度提高，已能滿 足用戶高峰期用水量的要求。只是由于高峰期用水量大，管網內水的

10、流速增大導致管網沿 程能量損失相應增加，管網末端供水壓力降低，出現高層無水或壓力不足的現象，而非供 水量不足所致。此外， 30多年來科學技術飛速發展，供水技術也不例外，當初許多不能解 決的難題今天已可以輕而易舉的得到解決，原來水泵直接從公共管網抽水時無法防止附近 管網壓力過低的問題在管網疊壓供水技術中已得到圓滿解決。通過采取適當措施，保證與 公共供水管網直接聯接的管網疊壓無負壓供水設備在任何工作條件下都不影響附近用戶 用水，確保市政管網供水安全。由上述可見，無論從技術方面還是社會需求方面，二次加壓供水機組直接與市政管網 連接串聯疊壓供水的條件已經成熟，先進的管網疊壓無負壓供水方式取代落后的蓄水

11、池式 供水方式是歷史的必然。在此背景下，我國第一臺無負壓供水設備 1997年應運而生，掀開 了管網疊壓無負壓供水方式應用的序幕，我國城鎮二次加壓供水進入了管網疊壓無負壓供 水設備新階段。四、管網疊壓無負壓供水設備分類 所謂管網疊壓無負壓供水設備是一種加壓供水機組直接與市政供水管網聯接、在市政 管網剩余壓力基礎上串聯疊壓供水而確保市政管網壓力不小于設定保護壓力（可以是相對 壓力的0壓力，小于 0壓力時稱為負壓）的二次加壓供水設備。管網疊壓無負壓供水設備的核心是在二次加壓供水系統運行過程中如何防止負壓產 生，消除機組運行對市政管網的影響，在保證不影響附近用戶用水的前提下實現安全、可 靠、平穩、持續

12、供水。根據管網疊壓無負壓供水設備的發負壓設施結構和防止負壓產生的 原理等不同，可將無負壓供水設備分類如下：1、按防負壓設施結構分類： 按防負壓設施結構不同，管網疊壓無負壓供水設備可分為機械防負壓式和電子防負壓 式無負壓供水設備兩類。 機械防負壓式 機械防負壓式管網疊壓無負壓供水設備的特點是：為了防止負壓產生，在市政管網出 水管與加壓泵組進水管之間，設置了一個緩沖調節裝置，該裝置有的是“穩流罐 + 真空抑 制器 + 浮球水位控制器或液位控制器）”，有的是“流量調節罐 + 真空消除器 + 浮球水位 控制器或液位控制器）”，有的是“穩流補償器 + 真空抑制器 + 浮球水位控制器或液位控 制器） ”等

13、。其中“穩流罐 + 真空抑制器 + 浮球水位控制器或液位控制器）”結構為主流。 電子防負壓式 與機械防負壓式設備不同，電子防負壓式管網疊壓無負壓供水設備是一種新型無負壓 供水設備，其特點是由信號傳感設備和智能電子控制裝置完成防止負壓產生和消除功能， 確保設備運行過程中不產生負壓，使系統在確保不影響市政管網運行的情況下控制無負壓 供水系統可靠運行，保證用戶用水。該類產品是無負壓供水設備的最新產品。2、按防負壓工作原理分類根據無負壓供水設備的防負壓原理不同，無負壓供水設備可分為負壓產生后消除負壓 式和預防負壓產生類兩種。 負壓產生后消除負壓類前述機械防負壓式管網疊壓無負壓供水設備屬于負壓產生后消除

14、負壓類產品，該類產 品的控制理念是：當用戶用水量增加使市政管網供水壓力低于相對0壓力時，穩流罐內產生負壓，穩流罐上的真空抑制器進氣閥門打開，大氣進入穩流罐中，罐中壓力恢復0壓力,真空被消除，穩流罐中出現并保持自由液面狀態，此時穩流罐相對于一個開口水箱，設備 繼續運行，水位將下降，水位降低到設定保護值時，水位控制器發出控制器信號，停止加 壓機組運行，停止向用戶供水。當市政管網恢復供水能力時，系統自動恢復正常供水。 預防負壓產生類電子防負壓式管網疊壓無負壓供水設備的控制壓力與上述截然不同，她著眼于防止負 壓的產生，而不是產生負壓后消除負壓。其控制原理是，運用現代信息傳感技術，實時監 測市政管網進水

15、壓力，當用戶用水量增加導致市政管網供水壓力降低到設定的保護壓力 時，智能電子防負壓運行控制器控制加壓機組改變其工作狀況，稍微減少供水量，以換取 市政管網進水壓力不再下降，不產生負壓而繼續供水，當用戶用水量小于市政供水流量時， 自動恢復正常供水。五、管網疊壓無負壓供水設備簡介1機械防負壓式無負壓供水設備機械防負壓式無負壓供水設備以穩流罐式為代表，以下論述以該類設備為代表。穩流罐式無負壓供水設備組成整套設備由穩流罐、真空抑制器、變頻調速水泵機組、壓力傳感器、變頻控制柜、倒 流防止器（可選）、消毒裝置（可選）、小流量保壓罐（可選）等組成。從市政管網引來 的進水管直接連接到穩流罐的進水口，穩流罐的出水

16、口通過消毒裝置后連接到加壓泵組的 進水管，加壓機組的出水管與用戶用水管連接，直接向用戶管網供水。穩流罐式無負壓供水設備工作原理穩流罐式無負壓供水設備與市政管網直接聯接，在市政管網剩余壓力的基礎上串聯疊 壓供水。 變頻恒壓供水：當市政管網供水量大于用戶用水量時，穩流罐式無負壓供水設備 變頻恒壓供水，此時穩流罐中存儲一定量的承壓水； 消除負壓：當用戶用水量增加導致市政管網與穩流罐連接處壓力下降，當壓力降 低到相對壓力0以下時，在穩流罐中形成負壓，真空抑制器的進氣閥門打開，大氣進入穩 流罐。此時，穩流罐相當于一個具有自由液面的開口水箱， 壓力與大氣相同，負壓被消除。 水位下降到設定值時，液位控制器將

17、控制信號傳遞給變頻控制柜中的控制系統，控制加壓 機組停止工作，用戶停水；當用戶用水量減小時，穩流罐中水位上升，氣體從真空抑制器 排氣閥門排除，壓力恢復正常后，加壓機組重新自動啟動，恢復正常供水。 停水停機功能：當市政管網停水時，加壓機組在液位控制器控制下自動停止運行， 市政管網供水恢復后，自動啟動重新恢復正常供水。 小流量睡眠功能：用戶不用水或用水量很小時設備自動進入睡眠狀態（停機）并保持供水壓力，用戶恢復用水時系統自動喚醒，恢復正常供水 停電繼續供水：當小區停電時，由市政管網繼續向低區用戶供水，停電不停水。 設備恢復供電后，自動啟動，恢復正常供水。2、電子防負壓式管網疊壓無負壓供水設備與穩流

18、罐式管網疊壓無負壓供水設備采用機械式防負壓裝置原理不同，電子防負壓式 管網疊壓無負壓供水設備另辟蹊徑，采用信息技術與電子技術相結合的技術路線，運用反 饋閉環控制方式，以防止負壓產生、保持市政管網和用戶管網平穩運行為目標，以程序控 制無級調節技術為手段，徹底克服了穩流罐式管網疊壓無負壓供水設備的缺點，形成了與 穩流罐式機械控制技術完全不同的電子防負壓式管網疊壓無負壓供水設備。 電子防負壓式管網疊壓無負壓供水設備組成電子防負壓式管網疊壓無負壓供水設備整套設備由進水壓力傳感器、加壓水泵機組、 出口壓力傳感器、小流量保壓罐、無負壓智能運行控制器、無負壓變頻控制柜組成。 電子防負壓式管網疊壓無負壓供水設

19、備工作原理 變頻恒壓供水：當市政管網供水量大于用戶用水量時，設備啟動后，水泵投入運 行，從啟動頻率開始加速，供水壓力升到設定壓力后恒壓供水。此后，隨用水量變化，系 統自動調整水泵工作轉速使供水壓力始終保持恒壓。 防止負壓產生：當市政管網供水量小于用戶用水量時加壓機組進水壓力下降，當 其下降到稍小于設定的保護壓力時，加壓機組由無負壓智能運行控制器自動稍微調低用戶 設定工作壓力，控制變頻器調整加壓機組運行狀態，減少供水量，使加壓機組進水壓力始終大于等于市政管網保護壓力，從而實現無負壓 （大于保護壓力）供水，任何情況下都不會 產生負壓，實現真正的無負壓供水，徹底避免了對周圍用戶用水的影響。市政管網供

20、水量 滿足用戶用水量后，在無負壓智能運行控制器控制下，自動恢復原設定的供水壓力，恢復 正常供水。 停水停機功能：當市政管網停水時，加壓機組自動停止運行，供水恢復后，自動 啟動重新恢復正常供水。 小流量睡眠功能：用戶不用水或用水量很小時設備自動進入睡眠狀態（停機）并 保持供水壓力，用戶恢復用水時系統自動喚醒，恢復正常供水。 停電繼續供水：當小區停電時，由市政管網繼續向低區用戶供水，停電不停水。 設備恢復供電后，自動啟動，恢復正常供水。 全封閉運行無二次污染：設備運行過程中沒有任何進氣、排氣環節，實現了真正 的與空氣隔離的全封閉運行，徹底解決了二次污染問題。3、兩種管網疊壓無負壓供水設備性能比較為

21、了更深入清晰的了解穩流罐式管網疊壓無負壓供水設備與電子防負壓式管網疊壓無 負壓供水設備的性能和優缺點，現對兩種設備的結構、性能及效果列表比較如下：設備性能比較一覽表:序 號比較內容電子防負壓式機械防負壓式優勝者1蓄水池或水箱不用不用相同2穩流罐/穩流補償器/沒有有電子式流量調節罐3真空抑制器沒有有電子式4與市政管網聯接方式直聯直聯相同5系統組成簡單復雜電子式6系統圭寸閉程度全封閉真空抑制器進、排氣閥可與空氣連通電子式7防負壓原理預防負壓產生產生負壓后消除電子式8進水壓力低于保護壓 力時處理方式調節系統運行狀態，繼續供水穩流罐補氣、停止供水電子式9市政管網停水時自動停止工作自動停止工作相同10市

22、政管網來水時自動啟動自動啟動相同11小流量休眠保壓有有相同12市政管網供水量不足 時對用戶用水影響小大電子式13市政管網壓力用戶設定壓力時自動停止運行由市政管網直接供水自動停止運行由市政管網直接供水相同14防負壓效果好差電式15設備停電時設備停機、市政管網繼 續直接供水設備停機、市政管網繼 續直接供水相同16設備恢復供電時設備自動啟動設備自動啟動相同17穩流罐流量補償功能沒有瞬時有機械式18節電效果明顯明顯相當19占地空間小大電子式20設備成本低高電子式21故障率低高電子式22系統維護工作量小大電子式23設備壽命長短電子式24二次污染沒有有電子式25供水質量高低電子式26噪音污染小大電子式27

23、供水安全性高稍差電子式28節水效果明顯明顯相當29綜合性價比高低電子式29項主要對比指標中，電子防負壓式管網直聯無負壓供水設備18項性能指標優于機械防負壓式管網疊壓無負壓供水設備，10項指標二者相當，一項指標機械式略優于電子式。六、發展趨勢目前，管網疊壓無負壓供水設備以其突出的優點和性價比正被管理者、設計者、用戶 及相關各界所接受，市場迅速擴大，競爭日趨激烈，各生產廠家也競相投入資金和人力進 行新產品開發和研制，這些新產品主要集中在對現有無負壓供水設備的主要缺陷之一 非全封閉結構的二次污染方面，主要是對穩流補償器和真空抑制器結構的改進以及整套機 組結構形式上的改進，如氣囊式、隔膜式穩流補償器、分室（腔）密閉式真空抑制器、真 空抑制器外接儲能器式等，此外整套箱式設備、多水源無負壓供