无负压变频供水设备使用的是稳流补偿罐, 加上变频调速, 还有压力闭环这三重机制。它能够在不产生负压的前提下对市政管网进行操作。这种操作方式完成了二次加压供水的任务。
它是现行城镇供水规范中推荐的合规加压器。现在, 我们将从四个方面来拆解它的工作方式。这四个方面分别是原理, 部件, 流程, 以及合规要点。
核心工作原理
从本质上来看, 这个设备是这样一个系统, 它就是压力闭环控制系统。市政来水会进入到密闭稳流补偿罐里面去。在罐顶部分预充了气体。气与水之间的界面会和市政水压保持一种动态平衡的状态。
当市政压力足够充足的时候, 设备就会停止泵的运行, 水流会经由旁通管直接进行供水。如果市政压力不足够的话, 稳流罐会自动释放出之前储存的水量, 以此来补偿差额。与此同时, 变频水泵也会同步启动, 继续进行补水工作。
这样一来, 末端的压力会一直锁定在设计好的设定值上面。该变频调速器会依据出口压力与目标值之间的偏差, 对水泵的转速进行实时调节, 其范围是0～50 Hz。以此来实现无级调速, 并最终达到消除工频启停所带来的压力冲击的目的。
三个关键部件及作用
稳流补偿罐这个设备它的罐体是完全密闭的, 并且在里面进行了气和水分离的处理。当市政提供的压力小于罐内的压力时, 这个罐就会自动吸水来储存能量, 而当市政提供的压力大于罐内的压力时, 它又会自动把水回流回去。这样做是在物理结构上面就杜绝了对市政管网进行负压抽水的行为。
变频器＋水泵这个组合, 它的主要工作方式是这样, 也就是接收来自PLC发出的频率指令, 然后以此去驱动那单台的或者是多台的离心泵, 让它们能够无级地改变速度, 至于说流量方面, 就会随着用水量的变化而连续地发生改变无负压变频供水设备原理，这么做的原因, 就是为了避免在那些恒定的速度运行时所产生的溢流浪费的现象。
压力传感器加上可编程逻辑控制器所组成的组合,末端管路里的压力经过传感器变成了电信号, 之后根据比例、积分和微分这种算法来进行偏差值的计算, 然后还会输出一个频率的变化, 这样一来就形成了一种叫做感知接着计算再执行的闭环模式, 压力的稳态误差可以被控制在一乘以零点零一兆帕的范围内以及更小的范围里。
典型运行流程
1. 当市政供水的水压大于或等于设定的压力值的时候, 水泵就会停止运转。此时, 来自市政的水会通过旁通管直接输送给用户, 而稳流罐则处于一边补水一边蓄压的状态之中。
2. 市政供水压力低于设定压力, 同时该压力又大于或等于最低的允许数值, 在这样的情况下, 变频水泵会启动运行, 稳流罐会释放出里面储存的水量，随后水泵按照变频输出的方式运转, 进而对供水系统进行补充。
3. 发生市政水压的突然下降, 这种情况经常在高负荷的时间段出现, 导致水箱里面的水位迅速降低, 同时内部的压力不断变大, 于是液位开关就会被触发, 进而启动限流保护机制, 把水泵的最大流量死死锁定在不超过市政供水的范围内, 以此坚决防止水箱内部产生负压的情况。
4. 用水量的数值开始向下回落, 这是因为出口处的压力出现了升高的情况, PLC系统于是开始逐渐地降低频率, 直到最终停止泵的运行, 此时稳流罐就恢复了蓄水的状态。
与传统方式的关键区别
| 对比项 | 开式水箱式 | 工频恒压式 | 无负压变频式 |
|---|---|---|---|
| 密闭性 | 开式无负压变频供水设备原理，存在二次污染风险 | 密闭 | 全密闭 |
| 市政压力利用 | 完全浪费 | 部分利用 | 充分利用，仅补差额 |
| 压力波动 | 较大 | ±0.10 MPa以上 | ±0.01 MPa以内 |
| 节能率（相对工频） | 较低 | 基准 | 提升约30%～60% |
合规要点
咱们得按照那个住房和城乡建设部发布的, 也就是《城镇供水管网运行技术规程》（CJJ 158）, 再结合各个省份的二次供水管理办法来看。
这种情况下, 无负压加压设备必须要符合好几个具体的要求, 首先是第一点, 就是必须得有稳流补偿装置, 还得验证清楚这个装置不会对市政管网产生负压, 其次是第二点, 进水管的直径不能小于水泵在那个额定流量下对应的管径, 并且还得加装限流孔板或者是流量限制阀, 然后是第三点, 设备的出口位置得设有压力表, 还要有超压报警功能, 以及止回阀, 最后是第四点, 设备的接地处理, 还有漏电保护这两方面, 都必须是要符合GB/T 3797这个标准所规定的内容。
上面讲的那五个部分, 把无负压变频供水设备从头到尾的事儿都讲清楚了, 从原理怎么来的, 到结构长什么样, 再到运行时怎么操作, 最后还要符合规矩这些事儿全都涵盖了。
这样的一份资料呢, 就可以把它当作一个标准的参考依据, 用来进行后面的选型工作, 还有安装过程以及最终的验收环节, 都是可以照着一份来做的。
