浅谈城市二次供水设备的发展趋势

陈宇

南方智水科技有限公司 浙江 杭州 311107

【摘 要】：随着国民经济的飞速增长与现代化生活水平的急速提高，当代社会已经越来越趋于城市化，高楼大厦平地而起，纵横林立。这就带来了高层建筑的供水问题，无论是居民高层住宅小区，还是商业建筑大厦，人们对供水的需求都是高质高效的。但是从自来水厂送出的水往往要经过很远的管道输送，造成沿程压损，当到达用户或居民使用地后，压力达不到使用要求，甚至可能在用水高峰期高层居民区会出现停水现象。最初为了解决这一问题，开始采用顶楼水箱供水，此种方法解决了缺水问题但是带来了新的困扰：水箱水源不流动，造成了水质的二次污染。从古至今，人们也一直在积极寻找着高效清洁的方法。

关键词：二次供水、高效、无污染、沿程压损、发展

[Abstract] With the rapid growth of the national economy and the rapid increase in modern living standards, modern society has become more and more urbanized, and high-rise buildings have risen on the ground. This has brought water supply problems to high-rise buildings. Whether it is residential high-rise residential areas or commercial buildings, people's demand for water supply is high quality and efficient. However, the water sent from the water plant is often transported through a very long pipeline, resulting in water head losing. When reaching the user or residents to use the ground, the pressure can not reach the use requirements, and may even stop at the high-water residential area during the peak period of water use. Water phenomenon. In order to solve this problem initially, water supply from the top-of-floor tanks began to be used. This method solved the water shortage problem but brought new problems: the water source of the tank did not flow, causing secondary pollution of the water quality. From ancient times to the present, people have been actively searching for efficient and clean methods.

[Key words]： secondary water supply、high efficiency、non-pollution、water head losing、development.

1 传统式水箱供水的出现

在高层建筑还不像现在这样发达的时候，自来水厂一次加压供水足以满足人们的生活用水；逐渐地，高层建筑兴起，由低层供至高层时，此种直供已经满足不了用水的需求，人们开始采用楼顶水箱供水的方式，先用水泵将水池内自来水提升至顶楼，再利用水的自然重力去供水，水箱供水的出现，解决了最开始高层压力不够甚至用水高峰期停水的问题，且维修方便，成本较低。但是，任何事物都有两面性，一天之中，处于用水高峰期的时间段占比是比较低的，当用水量小时，水箱内的水不流动，呈静止状态，很容易造成水质的二次污染，污垢沉积，水质无法得到保障，且水泵功率消耗过大，节能效果差，当有新的替代设备出现时，水箱供水很快就被取缔了。

2 气压供水的出现

相比水箱供水占地面积大，二次污染概率大，将水箱替换为压力罐则有效地减小了占地面积，且较为清洁。利用密闭罐中压缩空气的压力变化,调节和压送水量，进水时挤压气囊、增大压力，需水时，压力逐渐减小来达到自动加压的目的。气压供水系统在使用时，灵活性较好，使用位置不受约束，安装及拆卸都较为便利，适用于对压力需求较高，但用水量不高的临时性高层或施工现场等暂时性用水区域。而它的优点恰恰也是其缺点，占地面积小、可使用容积小，储水量很少，无法满足用水量较大的区域，故气压供水不具备普遍适用性。

3 恒压变频设备系统

在逐渐的发展过程中，工业级自动化被建立，利用PLC（或单片机）和变频器的相互“配合”，实现恒压变频供水的控制，通过改变水泵的转速来达到压力的稳定。与传统气压供水相比，恒压变频供水更为节能节电，压力更加稳定，电机水泵的寿命也更长。该方式的应用，一方面，实现了泵房无人值守，提高了供水工作的效率；另一方面，泵房潮湿的工作环境、视野狭小的地下室等，对人身的危害也极大，而自动化的应用，有效地避免了可能造成的危害并且减少了人工的费用成本，同时也降低了人工操作可能带来的误差。

如今，二次供水设备稳定于恒压变频阶段，技术也已经较为成熟。但是发展总是在一步一步推进的，以PLC（或单片机）为基础、变频控制为核心的自动化控制，也在逐步完善建立，从程序、控制逻辑，到工控机与电气元件的完美结合应用，都在彰显着我们雄厚的技术力量。

4 恒压（无负压）变频设备的升级

本着“鸡蛋里挑骨头”的原则，取其精华，去其糟粕。在使用的过程中，人们不断地去探寻更优的方式，也越来越多的考虑节能高效。常规恒压变频设备使市政管网与水箱直连，直接泄掉了市政管网中的压力，造成了一定的压力浪费。为此，我们进行了改进，提出采用叠压（无负压）的方式，当市政管网压力足够时，市政直接供水，当市政压力不足时，切换为水箱恒压供水，这样也充分利用到市政的压力，使得二次供水系统更加节能。

无负压设备的出现，与工控机、变频器相结合，更智能地保护市政管网不产生负压，实现无水停机不空转，压力不足补水补压，不至影响管网中其他设备。

5 恒压（无负压）变频设备的多样化

在二次供水设备市场的竞争越来越激烈的环境下，为了满足不同用户的要求，在不同的压力环境下，所需求的设备也有所区别。当压力长期比较平缓时，采用无负压罐进行加压供水，无负压罐带有真空抑制器，消除负压；当压力波动比较大时、使用地区（例如医院、工厂等）非紧急情况不可停水时，可采用箱式无负压或恒压设备供水，能有效地保证在市政缺水时，水箱投入供水，满足使用地区不停水。相比罐式则市政停水，出水端也停水。

随着产品的多样化，我们也越来越追求设备的细节，有时候一个细节的提升，往往能够使成套设备上升一个梯度。对无负压设备的改进也一直在进行。最核心的、用户最关心的莫过于二次加压后的出水实际压力，使人一目了然的测量仪表、友好的人机界面，都能够直观的看到压力的实时变化，并进行存储。

6 无负压设备的双控系统

新一代无负压设备现阶段已经初步上市，其核心控制也逐步完善，其中，三核热备冗余双控系统、多级稳流调节、防御性负压抑制系统是其独特的闪光点；以保障市政供水、保障持续供水、保障水质安全为首要任务。当进水压力小于预设保护压力值时，气动电磁阀打开气体与自动放气阀相通，准备随时补充稳流灌内压力，保障无负压产生；双控主辅系统，当主系统故障时，辅助系统立马投入，不影响设备的正常运行，并进行故障报警，为安全系数又增加了一重保护；不同的品牌系列，也为客户多了一种选择。

7 智能远控系统的应用

工业4.0的发展，广泛了对远程监控系统的应用。泵房已趋于无人值守化管理，但需远程监控，一旦现场出现紧急状况，工作人员可以及时通过远程控制系统控制现场设备，通过远程监控系统更可以快速准确的掌现场设备的全面信息。目前远程监控系统已经开始从单纯的C/S架构转变至B/S架构，B/S架构拥有更好的可塑性与低成本的优点。通过互联网信息技术，我们可以借助以太网，2、3、4G信号等传输模式进行数据通讯，利用传统的DTU或智慧型网关采集现场设备的运行数据。

8 智能远控系统的前景

社会发展必然带动各项技术的先进性，我们已经可以看到NB-IOT（窄带物联网）的迅速发展，在不久的将来，各设备供应商可以利用NB-IOT技术可以将网络信号穿透至地下二层的特点，更便捷、低价地提供设备上云能力。与此同时，通过边缘计算减少云服务器的负荷，为大数据的建立减少极大的成本。

二次供水设备的发展还远远不止于此，设备的多样化、控制的智能化以及云端远程的便捷化。在未来的几年甚至几十年，智慧人民的劳动成果将一一展示。