无负压变频给水设备选用气压罐的技术要求

      随着人类社会的进步带来科技快速的发展，新技术产品的出现并广泛应用于给排水领域（如：变频器、可编程序控制器、触摸屏（人机界面）、模糊控制器等，使给水设备在技术上产生革命性的飞跃。同时，新产品的应用也使给排水设备在结构以及控制方式上多种多样。当变频给水设备出色的“恒压变量”功能被人们接受时，“恒压”在生活给水设备的体现越明显。于是变频给水设备在结构上较多采用“水泵组＋变频电控柜”的形式。那么，变频给水设备是否需要气压罐作为设备的一部分呢？

      一般来说，和生产用水定时定量供应不同，生活用水量变化曲线较大，而且具有明显的时间特性，因此，生活给水设备应具有“多用水、多耗电；少用水、少耗电”的节能特点。一般来说变频给水设备在正常用水阶段，水泵一般工作在高速段（同时也是高效区），对于水泵功耗基本无争议；用水低谷及夜间用水量很少（或无人用水，但管网总有一定泄漏）时，水泵因进入低速运转，工况偏离高效区，节能效果不佳；就算管网做到 全密封无泄漏，没有配置气压罐的变频给水设备依靠水泵低速运转来保证管网恒压，也就是说，就算用户不用水，管网无水流，为了保证管网的压力，水泵也 须维持一定的低转速运行，此时水泵所消耗的电能全部都浪费掉了――这类似于我们的举重运动员在杠铃举起来后保持举姿三秒时的状态，虽说此时没有做功，但运动员依然需要出力。

      为了减少给水设备小流量或零流量时水泵的能耗，生活变频给水设备一定要配置稳压气压罐，在小流量或零流量供水时，由气压罐稳压补充。

 

那么、气压罐在无负压变频给水设备中到底起什么作用呢?

一、气压罐是水泵可以进入睡眠的前提条件

气压罐——利用波义耳（RobertBoyle）气体定律：

PV/T=n；

（P－压力，V－气压罐气体体积，T－温度）；

      在一定温度下气体压力（P）与容积（V）乘积等于常数的原理，利用水的压缩性极小的性质，用外力将水储存在罐内，气体受到压缩压力升高，当外力消失压缩气体膨胀可将水排除。

      众所周知，生活管网末端阀门很难作到滴水不漏，因此，无气压罐的给水设备或系统，由管网自身的压力水维持系统压力。由于水的压缩比远远小于气体，当管网有小流量的泄漏可造成压力大幅度的下降，可使水泵频繁启动。如工频泵直接向用户供水，就必需配备气压罐，缓解水泵频繁启动。由于变频的应用，设备控制水泵因需而供（变量恒压）。零流量时变频控制水泵低速保证管网“恒压”，利用这一点，不再设置气压罐的变频给水设备就 须有一台水泵24小时不停工作或频繁启动来保证管网的压力，因此，气压罐是保证水泵正常休息并延长睡眠时间的前提。

 

二、气压罐的体积决定了水泵睡眠的时间

（a）气压罐体积决定了在一定压力范围内补充管网的水量；在管网泄露流量（L/S）一定的情况下，气压罐的体积大小决定了水泵再启动间息时间的长短，体积越大，间息时间越长；因此，选择体积稍大的气压罐可延长水泵的睡眠时间。

（b）正确认识气压罐体积的大小。

      体积过大的气压罐，会增加资金投入、维护不便、充气时间长等。例：生活管网变频恒压值为P1=0.5MPa，压力下限（水泵再启动压力）P2=0.35MPa，在正常情况下，假设管网泄漏5L/h，在夜间水泵停止工作按7h（22:00－5:00）计算，泄漏为35L，那么，如果气压罐在P1P2=0.15MPa压力范围内的调节水量大于35L，可保证水泵睡眠7小时。因此，选用调节水量在35～50L左右的气压罐是比较合适的。如选用调节水量大大超出50L（上述压力范围内）的气压罐，虽然水泵的间息工作时间更长，但超过7小时已经开始进入用水阶段，延长睡眠时间已无意义。与此相比，配套的小气压罐与过大体积气压罐具有使水泵相同的间息时间，因此，气压罐体积配置过大也不必，要。

      应指出，《建筑给水排水设计规范》GBJ15－88对生活无负压变频给水设备水泵的启动频率未作规定，因此，在用水量较少时段内，对于气压罐的体积并非按照7小时、5小时、或者4小时计算的调节水量进行选择；应因地制宜，根据系统流量、水泵功率、建筑面积等多方面考虑合理布置。

 

      综上所述，对于生活无负压变频给水设备来说，如何在用水极少的情况下合理的配置气压罐，是延长水泵的睡眠时间、降低水泵损耗、延长水泵寿命的重要因素。

 

无负压变频给水设备介绍

    无负压变频给水设备是由管网叠压（无负压）装置和泵组及控制柜组成的供水设备，稳流装置分为开式和闭式，开式流量调节为不锈钢水箱（称箱式无负压供水）设备），闭式流量调节器为不锈钢稳流罐（称罐式无负压供水设备），将系统设备窜接在市政自来水管网压力不足的地方，设备通过压力传感器检测出出口压力，将检测值和设定值进行比较，运算出在市政自来水管网的原有压力基础上需要增加的压力值，确定水泵投入运行台数和变频器输出频率（反应到电机及水泵为转速）以符合用水曲线实现恒压，无负压变频供水设备较大限度地利用了始终自来水管网原有压力，对市政自来水管网不产生负压，用不锈钢水箱或者稳流罐取代老式水池，减少了用水二次污染，是供水领域新一代节能型产品。

 

无负压变频给水设备特点

1、 无负压

-系统与市政自来水管网直连取水加压运行不会造成市政自来水管网出现负压。

-高品质智能型电脑控制

-专用自主开发，具有多样化功能，能够提供较高水准的精密控制，已经达到较高水平。

2、借压（或叠压）

-设备运行时借助市政自来水管网压力，并在此基础上增压，与从普通储水池吸水相比运行时可减少泵台数或降低转速而达到节能目的。

3、保持恒压压力

-设备实时通过压力传感器检测出口压力，将检测值和设定值进行比较运算，确定电机及水泵投入台数和变频器输出频率（反应为电机及水泵转速），以实现恒压供水的目的。

4、停电不断水

-供电线路停电时，系统通过747D及旁通等手段实现停电不断水，即停电时系统自动切换为市政自来水压力供水。

5、高度自动化

-系统能实现全自动控制，具有手动/自动切换、主副泵定时轮换、压力调整、恒压、高低电压保护、欠相保护、漏电保护、过载保护、过热保护、缺水保护、不用水停车、瞬间跳闸保护等功能。另可根据用户需求配置人机界面，可视化远程调整、监测和维护。

6、卫生

-过流部件均采用不锈钢等食品级材料制造，符合 涉水卫生规范。

7、节省投资

-系统没有蓄水池等土建贮水设施，节省了占地面积，降低了建筑承载符合，因而大大降低了投资费用。

8、节省运行费用

-系统保证管道恒压是根据用水量的变化调整投入台套数和运转速度，用水量大时投入功率大，用水量小时投入功率小。小用水量时（如夜间）系统由小功率泵变频调速恒压供水。系统一直在高效率点运行。因而大大降低了运行费用。可节约能源60%以上。

-如市政管网有一定的压力，运行是只需在市政压力基础上补压即可。与传统具有蓄水池的供水设备相比达到同样的效果而从电网吸取的功率较小。及恩呢该效果十分显著。

-系统全自动运行无须专人值守：又因没有蓄水池等土建贮水设施，也没有水质处理仪器，免去定期清洗、消毒等工作。故进一步降低了运行费用。

 

无负压变频给水设备适用范围

居民生活用水：如高层建筑，居民小区、别墅等

公共场所：如医院、学校、体育馆、高尔夫球场、机场

商用大厦：如宾馆、写字楼、百货商场、大型桑拿浴等

灌溉：如公园、游乐场、果园、农场等

制造业：如生产制造、洗涤装置、食品工业、工厂