無負壓供水設備的工作原理是：通過微機控制變頻調速來實現恒壓供水。首先根據實際情況設定用水點工作壓力，并時刻監測市政管網壓力，當壓力低于用戶所需壓力時，微機自動控制子變頻器啟動，調節水泵轉速提高，直到管網壓力上升到用戶所需壓力，并控制水泵以一恒定轉速運行進行恒壓供水。當用水量增加時轉速提高，當用水量減少時轉速降低，時刻保證用戶的用水壓力恒定。自來水的壓力越低，水泵的轉速越高;自來水的壓力越高，水泵的轉速越低。當自來水的壓力不小于用戶所需的壓力時，水泵停止運轉。無負壓供水設備在運行過程中充分利用自來水的原有壓力，又保證了用戶供水壓力恒定。設備在運行過程中微機時刻監測市政管網和系統壓力，自動控制真空抑制器及穩流補償器來抑制負壓的產生，既充分利用了市政管網的壓力，又不產生負壓，不對市政管網產生任何不良影響，保證了用水的安全性。無負壓供水設備既能利用自來水管網的原有壓力，又能動用足夠的儲存水量滿足高峰期用水，且不會對自來水管網產生吸力。

① 當 Q 自> Q 用時( Q 自 = 自來水流量; Q 用 = 用戶用水量)

此時水箱蓄水，至設計水位則浮球閥關閉 ( 真空壓力表的讀數為正 ) 。在自來水壓力的作用下止回閥關閉，由此便構成了管道泵供水狀態，此時水泵能有效地借用自來水管道原有的壓力。

② 當 Q 自< Q 用時

因水泵的進水口直接與自來水管道相連接，若止回閥未打開，則水泵的進水口處便會產生負壓。由于止回閥的底部壓力小而上部壓力大，故止回閥打開時水箱里的水在重力的作用下流向水泵入水口，此時 O 點的壓力為：

Po=ρg(H-Hr)

式中 H ——水箱水面到止回閥上部的高度

Hr ——止回閥在額定流量下的局部阻力水頭

ρ——水的體積質量

g ——重力加速度

由于止回閥的正向阻力水頭一般小于 5kPa ，因此只要 Hmin > 5 kPa ( 水箱水面到止回閥上部的高度，這可以在設計時得以保證 ) 就能使 O 點的壓力始終為正值，也就保證了自來水管道在水泵對接處始終不會出現負壓。

③ 當 Q 自= Q 用時

此為暫時的平衡點，它保持著系統的原有狀態。

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二、傳統供水設備產品的七大問題：

1、污染嚴重：自來水須先放入水池或水箱中，密封性差，經常會被雜物、贓物甚至動物尸體所污染，還會產生水垢、滋生細菌，嚴重影響用戶身體健康。

2、投資高：需建設水池或水箱，建設費用高。

3、占地大：需修建水池或水箱，設備占地空間大，會侵占大量的商業用地，減少收入。

4、能耗高：因自來水須先放入水池或水箱中，然后再加壓，導致市政管網壓力利用率為零，嚴重浪費能源。

5、浪費嚴重：水池大多采用土建結構，經常會發生滲、跑、漏等現象，因污染嚴重，還需要定期使用大量的水進行清洗，浪費現象嚴重。

6、安裝復雜：因要修建水箱或水池，安裝復雜，施工周期長。

7、維護費用高：需定期進行清洗、消毒等維護工作，后期清潔維護費用大。

無負壓供水設備

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(設定壓力須高于小區直供區壓力需求，一般不低于1.2Kg)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、供水。 無負壓供水設備又被稱之為管網疊壓供水設備，目前市場上主要有罐式無負壓供水設備與箱式無負壓供水設備。

發展歷程

疊壓供水技術起初從由日本發展起來的，20世紀80年代中期，日本就已經開始了關于這方面的研究，研究內容不只限于技術層面，也在市場需求，行政管理和法律，城市高層建筑的供水模式等層面的討論也陸續展開。直接給水系統被日本厚生省列入國家施策方針性文件“面向2l世紀的供水系統改造和再構筑的長期目標”中，且對給水設計規范作出了相應的修訂，把供水管網末梢的服務水壓從原來的0.15Mpa提高到了0.2MPa，由國家提供相應的基金在千葉縣建成了具有一定規模的實驗室，并且組織了一批由科研機構、供水企業、學者以及產品制造廠商構成的隊伍，在把資金籌備好以后，進行了關于“直接給水”方面的研究，計劃用3年的時問將“推進直接給水系統”的研究完成，做了很多相應的課題研究。日本札幌市水道局從1992年開始實行新的二次供水計劃，僅在那一年內有68棟樓房采用了疊壓供水設備供水，將其原有的水箱取消，改造效果評價頗佳。美國的專業化水務公司DAREYET水務集團一直致力于二次供水新型技術的開發研究，成功地在美國及世界各地推廣使用了疊壓供水系列設備。到了20世紀90年代末期，管網疊壓供水技術已在日本、美國、西歐等國家得到普遍應用。

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。

工作原理

穩流罐式無負壓供水設備與市政管網直接連接，在市政管網剩余壓力的基礎上串聯疊壓供水。

(1)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。

(2)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，恢復供水。

(3)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。

(4)小流量休眠功能：用戶不用水或用水量很小時設備自動進入休眠狀態(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。

(5)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。

設備分類

目前，市場上所用的無負壓供水設備主要有2種：穩流罐式、調節水箱式。

穩流罐式

罐式無負壓供水設備在水泵前裝設壓力密封罐，罐內部或外部加設穩流補償器(又稱“真空消除器”)，水泵通過穩流罐吸水，加壓后供至用戶，靠穩流補償器的調節作用，降低對公共供水管網的影響。此方式無儲備水量，城市公共供水管網停水時，易出現斷水現象。

調節水箱式

該方式設有不承壓的調節水箱，內部加設有穩流補償器，通過電控裝置，使調節水箱內的水每天至少循環兩次，確保水質不變。當市政管網的水量、水壓條件能滿足無負壓供水要求時，直接從市政管網取水;否則，從調節水箱取水。此方式具備一定的儲備水量，可用于供水管網不穩定的區域，但是由于存在水箱和檢修人孔，仍要按規定定期進行清洗消毒(據)。

安裝說明

1、設備應安裝在強度不低于C20的基礎上且四周留有排水設施和檢修通道;

2、設備安裝地點應選在較為干燥的環境，避免在露天環境，以免電氣元件損壞;

3、安裝前應仔細檢查泵體流產內有無硬質物，以免運行時損壞葉輪和泵體;

4、安裝時管路不允許加在泵上，以免使泵變形，影響正常運行;

5、根據安裝圖紙先后順序連接，連接處密封，不得強行安裝，總管口徑較大時需加支撐，以免產生應力;

6、擰緊地腳螺栓，以免起動時振動對泵性能產生影響;

7、在泵的進、出口管路上安裝調節閥，在泵出口附近安裝壓力表，以控制泵在額定工況內運行，確保泵的正常使用;

8、管路系統實驗壓力為額定壓力的1.5倍，并持續保持5分鐘以上。在試壓過程中，管路系統不得有出現裂縫以及滴、漏、滲現象;

9、排出管路如裝止回閥應裝在閘閥的外面;

10、泵的安裝方式分為硬性聯接安裝和柔性聯接安裝。

設備優點

1、節約設備成本投資，占地面積相對較小，。不僅對投資進行了節約，而且對自來水管網中一次供水壓力進行充分利用?？梢圆捎迷诩訅罕眠x擇進行適當減小，促使設備的成本投入得到節約。其次，對系統占地面積得到節約，對節約的土地進行充分利用，進一步將房屋占用面積得到提升，滿足我國要求的對土地資源節約的效果。

2、干凈無污染，供水設備系統的設置都屬于全密封結構，從自來水管網開水直到用戶家中的水龍頭，因此，污染物不會出現進入供水系統的現象發生。水體不會直接對空氣進行接處，采用食品級不銹鋼對過流部件進行制作，因此不會有水質污染的現象發生。

3、明顯的節能效果，通常設備和自來水管網的鏈接屬于直接串接，也就是在自來水廠進行一次供水管網壓力的條件下在對所需的壓力進行疊加，根據壓力的不足，進行適當的增加，促使管網的余壓得到充分利用。再用水低峰期階段，可以不對設備進行運行，會有明顯的節能效果初顯。

4、安裝簡單。由于無負壓疊壓供水設備屬于成套供應體系，因此用戶只需對進出口水管進行連接即可使用，施工周期短，且安裝便捷。

5、較低的運行成本。由于在對加壓泵的選型過程中運用較小，并且可運用對泵關聯供水的方法，在城市用水低峰期時，能夠對城市一次供水壓力進行利用，可以不對泵進行啟動或只對一臺泵進行啟動的方法，從而實現城市用水的需求。當用水高峰期來臨時方可對其他泵進行啟動。所以，在設備運行過程中會有較低的能耗形成，促使運行成本得到有效的降低。

6、停電現象發生時不會對供水的狀態造成影響。由于設備的公共供水管網路與用戶管網是直接相連的，因此在停電時，雖然加壓泵停止了運行，但自來水廠一次供水壓力也能對用水需求得以滿足。

7、后期管理提供便利。由于無負壓疊壓供水設備屬于微機全自動變頻控制的，因此具備停電設備進行自動關機，來電設備進行自動開機的效果，對故障檢測、技術診斷及報警提醒等較為完善，促使設備管理及維護過程中存在相對簡便的優勢。其次，由于不會受到污染，所以不存在清洗的工作。

設備缺點

(1)調節能力差，供水可靠性低。設備直接與市政管網相連，水池被取消，水池的調蓄功能也被取消，高峰時增加了市政管網的負擔。

(2)自動化要求高，設備元器件復雜。核心控制系統復雜，對設備靈敏度、自動化要求高;穩流平衡器內無負壓檢測設備出現故障時，會形成直抽。

(3)技術標準不統一，設備生產不夠規范，負壓消除方式和原理各不相同，對市政給水管網的影響分析研究不足，部分設備無法實際消除負壓。

(4)補償持續能力有限，不能實際保證用戶供水安全和市政管網的安全供水。

應用范圍

1、高層建筑、居民小區、別墅等居民生活用水。

2、企事業單位、賓館、寫字樓、百貨商場，大型桑拿浴、醫院、學校，體育館，高爾夫球場，機場等場所的日常用水。

3、生產制造、洗滌裝置、食品工業、工廠、工礦的生產用水。

3、已建好的水池，可以采用無負壓供水設備與水池共用的供水方式，進一步節能;

4、對原有氣壓供水設備進行改造，可以充分利用原有的氣壓罐;

5、各種循環系統，自來水廠的中間加壓泵站;

6、其他：老舊水池供水及其它形式供水的改造;